轮对空心轴驱动方式 主要类型
1963年，德国联邦铁路为了对研制中的新一代高速客运电力机车进行技术验证，将BBC双空心轴六连杆扇形橡胶块驱动装置首次装用于E10 300号电力机车，并与装用亨舍尔－阿尔斯通驱动装置的E10 299号电力机车进行对比试验，两台机车在试验时的最高运行速度都达到了200公里/小时。为了对这两种驱动装置作进一步的比较分析，在1965年交付的首批四台E03型电力机车原型车当中，E03 001、004号机车使用亨舍尔－阿尔斯通驱动装置，E03 002、003号机车使用双空心轴六连杆扇形橡胶块驱动装置；最终由于德国联邦铁路认为BBC双空心轴驱动装置的重量较轻，并决定在自1970年起批量生产、构造速度达200公里/小时的103型电力机车上采用；而在1974年交付的德国联邦铁路181.2型电力机车和奥地利联邦铁路1044型电力机车亦采用了相同的驱动装置。
1979年，使用三相交流传动的德国联邦铁路120型电力机车面世，构造速度为200公里/小时，单轴功率达到1400千瓦，并采用了经过改良的BBC双空心轴驱动装置。由于没有换向器的三相异步电动机对于驱动装置扭转弹性的要求较低，因此摒弃了具有较大扭转弹性而结构较笨重的扇形橡胶块和六爪盘，改为在内空心轴两端均采用相同的六连杆万向节机构，即双侧六连杆万向节空心轴驱动装置，以进一步简化结构及减轻重量。同时，为了充分利用轮对内侧的轴向空间，将内空心轴由圆筒形改为圆锥形，以加大空心轴与车轴间的齿轮端径向间隙。1984年，德国联邦铁路120 001号电力机车以265公里/小时的试验速度，创造了当时德国铁路的最高速度纪录，显示这种驱动装置具备良好的高速性能。
而在同一時期，中国铁路也提出了开发研制提速客运机车的研究计划。根据中华人民共和国铁道部1978年—1985年科技发展规划，株洲电力机车研究所（株机所）于1979年开始研制架悬式驱动装置；为了在这项技术领域尽快追上国际先进水平，且考虑到牵引电动机和传动装置方面的制造工艺和技术难度等因素，经过对轮对空心轴驱动方式和电机空心轴驱动方式的分析比较，最终决定以德国联邦铁路103型电力机车的驱动装置作为借鉴对象。1979年，株机所设计了一套供试验用的双空心轴六连杆扇形橡胶块驱动装置，对应最高速度为180公里/小时，并于1980年在大功率传动试验台完成了强度试验和万向性能试验。此后，针对第一套驱动装置在设计制造和试验时发现的问题，同时参考德国联邦铁路120型电力机车的研制经验，株机所于1983年试制了另一套最高速度150公里/小时的双侧六连杆万向节空心轴驱动装置，改为采用圆锥形整体铸钢空心轴和大齿轮轻型滚动轴承，并于1984年在台架试验中获得了优良的性能试验结果。1990年，首台使用双侧六连杆万向节空心轴驱动装置的东风9型提速客运柴油机车研制成功，由于这是中国首次将轮对空心轴驱动装置应用在机车上，加上该型机车的设计运行速度为140公里/小时，因此采用了圆柱形空心轴、径向间隙30毫米的技术方案。其后，在为广深准高速铁路研制的东风11型柴油机车上，为了满足最高运行速度170公里/小时的技术要求，因而改用圆锥形空心轴并使径向间隙增大到38毫米。基于东风9型和东风11型柴油机车的成功经验，后来研制的韶山8型、韶山9型、韶山7D型、韶山7E型电力机车等都沿用了相同的驱动装置。
上述的德国联邦铁路120型电力机车等车型所采用的双空心轴驱动装置都属于刚性架悬式驱动装置，也就是将牵引电动机、牵引齿轮箱、传动传动、空心轴套等部件刚性地或通过橡胶球形关节直接固定在转向架构架上，驱动装置的一侧通过空心轴套和前托臂与转向架构架连接，而另一侧亦通过后托臂与转向架构架连接，但牵引电动机刚性悬挂对于机车高速运行时的横向稳定性和平稳性都有明显的不利影响。因此，从1990年代开始就出现了向牵引电动机弹性悬挂发展的趋势，其原理是将驱动装置的一侧通过两根带吊杆弹性地悬挂在转向架构架横梁上，另一侧通过长吊臂和球形关节吊挂在构架端梁上，并在驱动装置与构架之间设置横向减震器，使驱动装置也能实现相对于构架的横向运动，以释放部分簧间横向惯性质量，因而能有效改善横向动力学性能、提高非线性临界失稳速度、降低对线路的轮轨作用力。西门子交通集团和克劳斯-玛菲公司于1991年向西班牙国铁提供的252型电力机车，首次采用了牵引电动机弹性悬挂的双侧六连杆万向节空心轴驱动装置；葡萄牙铁路5600型电力机车、西门子ES64P型电力机车、希腊铁路120型电力机车等高速客运机车也采用了类似形式的驱动装置。此后，又进一步发展出庞巴迪IGA驱动装置（半体悬）、西门子HAB驱动装置等集合盘式制动装置的轮对空心轴驱动装置。
以德国联邦铁路120型电力机车为代表的第一代交流传动机车，其驱动装置仍然继承了过往直流传动机车的特点，即采用悬臂结构主动齿轮及非承载式结构齿轮箱。由于直流牵引电动机的转速较低，输出端轴承载荷较小，一般采用润滑脂润滑；但交流异步牵引电动机的转速较高，因而需要从齿轮箱引入润滑油对输出端轴承进行润滑，但由于受到驱动系统结构空间的限制，容易造成润滑油窜入牵引电动机内部，影响牵引电动机性能并增加润滑油消耗。除此之外，传统的悬臂结构主动齿轮将牵引电动机输出端轴承设置在电动机上，使电枢轴承受因齿轮啮合作用所产生的弯矩，并在扭矩和弯矩双重作用下引致电枢轴变形，使输出端轴承和主动齿轮容易损坏，无法达到应有的设计使用寿命。
1990年代初，为了开发新一代的大功率交流传动通用电力机车，德国AEG公司开发研制了称为“Gealaif”的轮对空心轴驱动装置，名称当中的“Gea”代表AEG公司，而“laif”则代表一体化牵引电动机驱动装置（德語：）。这种驱动装置的特点为承载式齿轮箱，小齿轮采用双侧支承结构，小齿轮轴两端通过滚子轴承支承在齿轮箱上，牵引电动机的电枢轴输出端无需轴承，只需通过弹性圆盘联轴器与小齿轮轴连接，从而大幅提高轴承的使用寿命。
牵引电动机、六连杆万向节、空心轴、齿轮箱、弹性联轴器组成为一个整体的驱动单元，由于齿轮箱是一个与电动机连成一体的承载部件，因此齿轮箱还可以同时支承大齿轮和驱动轴承，省略了上一代六连杆空心轴驱动装置中的空心轴套，有利于进一步减轻转向架上的簧间重量；和上述的西班牙国铁252型电力机车一样，“Gealaif”驱动装置也采用了三点式弹性悬挂结构，驱动装置的一侧通过橡胶关节支承在转向架端梁，另一侧通过两根吊杆吊挂于中间横梁，驱动单元与构架之间设有横向减震器。“Gealaif”驱动装置于1993年首次被应用于德国联邦铁路120 118号电力机车进行试验，并在1994年问世的实验性车型——AEG 12X型电力机车、以及2001年面世的量产车型——德国铁路146型电力机车上被采用。
2000年，德国西门子交通集团、克劳斯-玛菲公司与瑞典SAB WABCO公司（后被法维莱交通收购）为大功率高速客运电力机车合作开发出HAB驱动装置，其名称代表“带有制动轴的高性能驱动装置”（德語：）。这种驱动装置不仅继承了双侧六连杆万向节空心轴的基本结构，亦采用了承载式牵引齿轮箱及小齿轮双侧支承结构，取消了空心轴套以减轻转向架上的簧间重量。为了在应用盘式制动的同时也能达到最低之簧下重量，因此该驱动装置并没有采用传统的轮盘制动，而是在电动机轴中心线对称的另一侧，设置一根平行于车轴的独立制动轴，制动轴上装有两块制动盘；制动轴两边均设有联轴节，无需拆卸其他部件就能快速更换制动盘。牵引电动机、六连杆万向节、空心轴、制动轴、盘式制动装置、齿轮箱、弹性联轴器组成为一个整体的驱动制动单元，并采用三点式弹性悬挂结构安装在转向架上，牵引电动机的一侧通过橡胶关节支承在转向架横梁，而制动轴的一侧通过两根吊杆吊挂于端梁，驱动单元与构架之间设有横向减震器。
西门子HAB驱动装置适用于最高速度达230公里/小时的高速客运电力机车。该驱动装置最初被装用于西门子ES64P型电力机车上进行试验，并在后来批量生产的ES60U3、ES64U2、ES64U4型“EuroSprinter”电力机车上应用。2006年9月2日，ES64U4型电力机车（奥地利联邦铁路1216 050-5号电力机车）在德国纽伦堡－慕尼黑高速铁路上，以时速357公里/小时创造了当今世界上铁路机车最高速度纪录。