CN105114550B - 一种直角换向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直角换向器，其包括箱体以及箱体上设置的输入轴、输出轴，输入轴与输出轴相互垂直、轴线相交；输出轴固定端伸入箱体并经轴承固定在箱体两相对的侧壁上，两轴承之间的轴段上套设输出齿轮；输入轴固定端端部同轴设置圆锥齿轮，圆锥齿轮与输入轴同轴，顶端面正对输出轴，与输出齿轮啮合连接。这种结构，螺旋锥齿轮可以正反运转，低速或高速传动平稳，而且噪声低、振动小、承受力大；改变啮合齿轮，可实现减速和增速两种传动方式；采用多方向整体式轴输入、输出设计结构，传动效率高、噪声低、振动小，尤其是体积小、结构紧凑，只需较小的规则箱体，较小的规则箱体，使整体可实现多方向安装使用，实现任意转换方向。

Description

一种直角换向器

技术领域

本发明涉及一种换向器，尤其是涉及一种直角换向器。

背景技术

对于传统的直角换向器，体积较大、安装结构受限，难以实现多方位的安装使用；例如名为“90°汽车变位角转向换向器”（公布号CN l04015782A）的公开技术，该公开技术包括箱体，箱体内设置有90°拐角的一个通道，通道内设置有坚向转动轴总成以及横向转动轴总成，竖向转动轴总成以及横向转动轴总成的中间段上从外至内均设置有骨架油封、压紧圈以及轴承以及伞形齿轮，两个伞形齿轮相互啮合，竖向转动轴总成以及横向转动轴总成的中间段设置有倒齿卡槽，压紧圈嵌置于该倒齿卡槽内。该换向器的结构复杂，难以实现多方位的安装使用。

发明内容

本发明主要目的是提供一种结构紧凑、易于实现多方位安装的直角换向器。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种直角换向器，包括箱体，以及箱体上设置的输入轴、输出轴，其特征在于：输入轴与输出轴相互垂直、轴线相交；输出轴固定端伸入箱体并经轴承固定在箱体两相对的侧壁上，两轴承之间的轴段上套设输出齿轮；输入轴固定端端部同轴设置圆锥齿轮，圆锥齿轮与输入轴同轴，顶端面正对输出轴，与输出齿轮啮合连接。这种结构，螺旋锥齿轮可以正反运转，低速或高速传动平稳，而且噪声低、振动小、承受力大；改变啮合齿轮，可实现减速和增速两种传动方式；采用多方向整体式轴输入、输出设计结构，传动效率高、噪声低、振动小，尤其是体积小、结构紧凑，只需较小的规则箱体，较小的规则箱体，使整体可实现多方向安装使用，实现任意转换方向的目的。

作为优选，输入轴套设有输入轴承座，输入轴承座固定于箱体；输入轴承座包括筒形本体，筒形本体具有定位圆周面、第一轴承孔以及第二轴承孔，三者同轴设置；第一轴承孔与第二轴承孔分置筒形本体两端，两者之间设置环形内凸起；定位圆周面与第一轴承孔同侧；筒形本体外周面上设置法兰，邻近定位圆周面的法兰侧壁为环形侧壁，该环形侧壁构成密封端面。利用定位圆周面实现在箱体上的准确定位，利用第一轴承孔与第二轴承孔实现轴的双点支撑和径向定位，并与环形内凸起一起实现轴的轴向定位；这种结构，只需设于箱体的一个侧壁上，轴部分进入箱体，节省了箱体内的空间，减小了箱体体积，尤其是满足体积较小箱体内齿轮传动轴的设置需求。

作为优选，第一轴承孔与第二轴承孔内设置圆锥滚子轴承，轴承的外圈抵靠在环形内凸起侧壁上；两圆锥滚子轴承内设置输入轴，圆锥齿轮内侧的轴段为阶梯结构，轴肩抵靠在第一轴承孔内的圆锥滚子轴承的内圈；输入轴上设有螺纹段，螺纹段上设置圆螺母，圆螺母压靠在第二轴承孔内的圆锥滚子轴承的内圈。通过输入轴的轴肩、轴承的内外圈、轴承座的环形内凸起以及圆螺母，实现了输入轴的轴向定位，这种结构，结构紧凑，整体体积小。

作为优选，输出轴为两端直径较小的阶梯轴结构，固定端设置输出齿轮、圆锥滚子轴承，伸出端设置圆锥滚子轴承、输出透盖，两轴承的内圈分别抵靠在相应侧的轴肩上；输出透盖内置油封。这种结构，易于安装，传动稳定，密封性良好。两箱体侧壁支撑输出轴，单箱体侧壁支撑输入轴，使传动结构紧凑、箱体体积较小的同时，还是传动更稳定、可靠，振动更小、噪声更低。

作为优选，箱体为正六面体；其中三个面上设有一个轴孔，三个轴孔的中心线相交于点，相交点为正六面体的中心点；一个轴孔设置输入轴、另两个设置输出轴。便于制造，使输入轴、输出轴的啮合精度更高，尤其是更便于选择不同的安装面安装使用时，始终保持相同的安装精度，利于不同的方位转向时，转向角度更趋于一致。

作为优选，在输入轴安装面相邻或相对的箱体侧壁上设置换向器专用油封镜，换向器专用油封镜包括镜体，镜体中部设孔，孔中设置透光的镜片；镜体外周套设有固定盘，固定盘为弹性体，外周为圆形；箱体上设置与固定盘外圆周适配的孔；固定盘中部设圆孔，该圆孔与固定盘的外圆周同心设置；镜体固定于该圆孔中。固定盘将镜体固定于换向器箱体上，同时形成密封配合，无需另设密封元件，减少了密封环节，密封效果更好。

作为优选，固定盘上设置若干个凸起，凸起沿固定盘外圆周面延伸闭合成环；这种环形凸起结构，多个圆环形成多道密封，使密封效果更好。镜体的外侧面凸出于固定盘；沿镜体外侧面所在的固定盘一侧指向固定盘另一侧的方向，各凸起的间距依次增大；间距较大侧在前压入，易于安装；间距较小在后压入，提高密封效果，不易脱落、固定牢靠。

作为优选，箱体设置上闷盖，上闷盖上设置放气塞。便于啮合传动导致箱体的温度变化时，调节对箱体内的气体压力和散热。

放气塞具有多种结构，采用传统的放气塞时，因放气塞凸出于所在的安装面，限制了箱体的安装面选择，即限制了箱体的安装，使多方位换向受限。作为一个较佳的选择方案，所述的放气塞包括嵌入上闷盖的基座，基座的上部设有支撑座、中部设内凸台、下部设簧套；内凸台的上方设压杆，压杆与内凸台侧壁之间设置密封垫圈；压杆的下端内收缩并延伸为导向段，导向段穿过内凸台伸入簧套中，簧套内设弹簧，弹簧一端抵靠簧套底部、另一端抵靠导向段的端部；支撑座上销接有偏心轮，偏心轮外圆周抵靠在压杆顶端；偏心轮具有手柄，上闷盖开设有凹槽，凹槽的槽底设置弹性卡座，弹性卡座具有两个弹性侧壁，两弹性侧壁之间的空间形成与手柄适配的开口。即使各个安装面均安装上闷盖和放气塞，各安装面仍然均可处于平面状态，使箱体安装时没有安装面的限制，各安装面均可直接互换安装，从而更易于多方位的安装、更便于转换方向。

因此，本发明体积小、结构紧凑，传动效率高、噪声低、振动小；螺旋锥齿轮可以正反运转，低速或高速传动平稳，承受力大；可多方位安装，任意转换方向。采用换向器专用油封镜，无需另设密封元件，减少了密封环节，密封效果更好；可移出换向器专用油封镜，方便地对箱体进行加油、换油。另外，本发明所采用的放气结构，使箱体的各个安装面均可保持平面状态，各安装面均可直接互换安装，更易于多方位安装，更便于转换方向。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图。

附图2是输入轴与输入轴的啮合结构示意图。

附图3是输入轴的一种装配结构示意图。

附图4是输出轴的一种装配结构示意图。

附图5是输入轴承座的一种结构示意图。

附图6是换向器专用油封镜的一种结构示意图。

附图7是放气塞的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明一种直角换向器，如附图1、附图2所示，其包括箱体1，以及箱体1上设置的输入轴2、输出轴4，输入轴2与输出轴4相互垂直、轴线相交；输出轴4固定端伸入箱体1并经轴承固定在箱体1两相对的侧壁上，两轴承之间的轴段上套设输出齿轮41；输入轴2固定端端部同轴设置圆锥齿轮21，圆锥齿轮21与输入轴2同轴，顶端面正对输出轴4，与输出齿轮41啮合连接。

如附图1、附图2、附图3、附图5所示，输入轴2套设有输入轴承座3，输入轴承座3固定于箱体1；输入轴承座3包括筒形本体，筒形本体具有定位圆周面31、第一轴承孔32以及第二轴承孔33，三者同轴设置；第一轴承孔32与第二轴承孔33分置筒形本体两端，两者之间设置环形内凸起34；定位圆周面31与第一轴承孔32同侧；筒形本体外周面上设置法兰35，邻近定位圆周面31的法兰35侧壁为环形侧壁，该环形侧壁构成密封端面37。法兰5上设置若干固定孔36。固定孔可设置于法兰的密封端面上，或者法兰单独设置的凸耳上，或者密封端面外侧的圆周壁上。定位圆周面进入箱体相应的孔，与孔壁形成固定配合后，通过该固定孔穿过固定螺钉，将筒形本体锁定于箱体上，并压缩密封端面与箱体侧壁间的密封垫圈构成密封连接。

第一轴承孔32与第二轴承孔33内设置圆锥滚子轴承22，轴承的外圈抵靠在环形内凸起34侧壁上；两圆锥滚子轴承22内设置输入轴2，圆锥齿轮21内侧的轴段为阶梯结构，轴肩抵靠在第一轴承孔32内的圆锥滚子轴承22的内圈；输入轴2上设有螺纹段，螺纹段上设置圆螺母23，圆螺母23压靠在第二轴承孔33内的圆锥滚子轴承22的内圈。输入轴通过轴肩、两轴承的内外圈、轴承座的环形内凸起以及输入轴上的圆螺母，实现了输入轴的轴向定位，这种结构，结构紧凑，整体体积小。只将输入轴轴端部分伸入箱体内，轴端部设置的齿轮与箱体内对应的齿轮形成啮合，无需输入轴整轴穿越箱体，从而节省了箱体空间。

圆螺母23一侧设置止动垫圈；输入轴2的螺纹段上设置平键槽；止动垫圈的内止动耳压入该平键槽中。第二轴承孔33的孔口设置油封，油封具有外圆周面和内孔，并通过该外圆周面和内孔分别与第二轴承孔33和输入轴2构成密封配合。这种密封结构，与密封端面一起形成良好的防泄漏结构，避免箱体内的油从轴承座泄漏；结构简单，不占用轴承座以外的空间，进一步节省了占用空间。

安装使用输入轴承座3时，筒形本体的定位端套入密封垫圈，定位端压入箱体上对应的孔中，孔壁与定位圆周面31形成配合，螺钉穿过固定孔，将筒形本体锁紧在箱体侧壁上，同时将密封垫圈压缩变形构成密封端面与箱体侧壁间的密封连接。

如附图1、附图2、附图4所示，输出轴4为两端直径较小的阶梯轴结构，固定端设置输出齿轮41、圆锥滚子轴承22，伸出端设置圆锥滚子轴承22、输出透盖42，两轴承的内圈分别抵靠在相应侧的轴肩上；输出透盖42内置油封24。

箱体1为正六面体；其中三个面上设有一个轴孔，三个轴孔的中心线相交于点，相交点为正六面体的中心点；一个轴孔设置输入轴2、另两个设置输出轴4。

如附图6所示，在输入轴2安装面相邻或相对的箱体1侧壁上设置换向器专用油封镜，换向器专用油封镜包括镜体72，镜体72中部设孔，孔中设置透光的镜片73；镜体72外周套设有固定盘71，固定盘71为弹性体，外周为圆形；箱体1上设置与固定盘71外圆周适配的孔；固定盘71中部设圆孔，该圆孔与固定盘71的外圆周同心设置；镜体72固定于该圆孔中。圆孔与固定盘同心设置，使得包绕镜体的固定盘在各处径向尺寸一致，压入箱体上的孔时，固定盘径向各方向变形量一致、所产生的弹性力一致，使固定盘与箱体之间、固定盘与镜体之间的密封效果更好；同时，也避免固定盘径向各方向变形量不一致而产生局部压力过大变形过大的现象，从而避免由此产生的疲劳破坏，避免使用寿命受损。

固定盘71上设置若干个凸起74，凸起74沿固定盘71外圆周面延伸闭合成环；这种环形凸起结构，多个圆环形成多道密封，使密封效果更好。凸起4顶部呈弧形。镜体72的外侧面凸出于固定盘71；沿镜体72外侧面所在的固定盘71一侧指向固定盘71另一侧的方向，各凸起74的间距依次增大；间距较大侧在前压入，压入初时变形里小、更易于对中安装；间距较小在后压入，提供较大的变形力，提高密封效果，且不易脱落。

固定盘压入箱体时，可将油镜固定在箱体上；取下固定盘时，该孔可用于网箱体内注油或给箱体换油，无需单独设置加油口，从而进一步提高了箱体空间的利用率，减小了箱体体积。

由于固定盘为弹性体，故具有一定的形变能力；在外力作用下，固定盘1可压入箱体上的孔中，变形所产生的弹性张力，将固定盘1固定在箱体上的孔中，并且使固定盘外圆周面与箱体上的孔壁、固定盘与镜体外周之间均形成密封配合，形成良好的密封效果，无需另设诸如密封圈、密封垫等密封元件，简化了整体结构、减少了装配工序，尤其是这种密封结构、固定结构合为一体的结构，减少了密封部件，降低了泄露环节（密封结构少，需要密封的结合面少，可泄漏的部位也相应减少），提高了密封的可靠性。

使用换向器专用油封镜时，透过镜体中部的镜片观察箱体内的油位，以判断箱体内的油量是否足够。加油时，取下固定盘即可，注油完毕将固定盘重新压入箱体上的孔中。

如附图1所示，箱体1设置上闷盖6，上闷盖6上设置放气塞8。

如附图1、附图7所示，放气塞9包括嵌入上闷盖6的基座81，基座81的上部设有支撑座86、中部设内凸台、下部设簧套82；内凸台的上方设压杆85，压杆85与内凸台侧壁之间设置密封垫圈84；压杆85的下端收缩并延伸为导向段，导向段穿过内凸台伸入簧套82中，簧套82内设弹簧83，弹簧83一端抵靠簧套82底部、另一端抵靠导向段的端部；支撑座86上销接有偏心轮87，偏心轮87外圆周抵靠在压杆85顶端；偏心轮87具有手柄88，上闷盖6开设有凹槽90，凹槽90的槽底设置弹性卡座89，弹性卡座89具有两个弹性侧壁，两弹性侧壁之间的空间形成与手柄88适配的开口。

簧套82、内凸台84上设孔，构成贯通上闷盖6内外的换气通道。

当翻转手柄88至凹槽90并卡入弹性卡座89锁定时，偏心轮87外圆周下压压杆85，压杆85下行，压缩密封垫圈84，封住内凸台84上的孔，截断换气通道。当翻转手柄88，使手柄88从凹槽90中翻转而出至垂直状态时，弹簧83将压杆85的导向段顶起，密封垫圈84脱离内凸台84上的孔，换气通道导通；此时，弹簧83的张力通过压杆85传递给偏心轮97，对偏心轮87施加转动力矩，使偏心轮97转动至自锁状态。

这种放气结构，在不同的方位安装时，可任意选择不同的安装面，该安装面上的放气塞全部锁合于上闷盖，使箱体的安装面始终保持为平面，箱体始终保持正六面体的轮廓（可包含上闷盖的厚度，即上闷盖为正六面体的一部分）；如果该安装面上放气塞凸出于上闷盖，则限制了安装面的选择，或者提高了安装面的要求（即需在安装面上专门设置容置放气塞的空间）。

本发明具有如下结构特点：1、箱体形状为正六面体，能适应不同方位的安装。2、螺旋锥齿轮可以正反运转，低速或高速传动平稳，而且噪声低、振动小、承受力大。3、可实现减速和增速两种传动方式。4、采用多方向整体式轴输入、输出设计结构，具有体积小、效率高、任意转换方向等特点。

Claims (7)

1.一种直角换向器，包括箱体（1），以及箱体（1）上设置的输入轴（2）、输出轴（4），其特征在于：输入轴（2）与输出轴（4）相互垂直、轴线相交；输出轴（4）固定端伸入箱体（1）并经轴承固定在箱体（1）两相对的侧壁上，两轴承之间的轴段上套设输出齿轮（41）；输入轴（2）固定端端部同轴设置圆锥齿轮（21），圆锥齿轮（21）顶端面正对输出轴（4），与输出齿轮（41）啮合连接；箱体（1）设置上闷盖（6），上闷盖（6）上设置放气塞（8）；所述的放气塞（8）包括嵌入上闷盖（6）的基座（81），基座（81）的上部设有支撑座（86）、中部设内凸台、下部设簧套（82）；内凸台的上方设压杆（85），压杆（85）与内凸台侧壁之间设置密封垫圈（84）；压杆（85）的下端内收缩并延伸为导向段，导向段穿过内凸台伸入簧套（82）中，簧套（82）内设弹簧（83），弹簧（83）一端抵靠簧套（82）底部、另一端抵靠导向段的端部；支撑座（86）上销接有偏心轮（87），偏心轮（87）外圆周抵靠在压杆（85）顶端；偏心轮（87）具有手柄（88），上闷盖（6）开设有凹槽（90），凹槽（90）的槽底设置弹性卡座（89），弹性卡座（89）具有两个弹性侧壁，两弹性侧壁之间的空间形成与手柄（88）适配的开口。

2.根据权利要求1所述的一种直角换向器，其特征在于：输入轴（2）套设有输入轴承座（3）；输入轴承座（3）包括筒形本体，筒形本体具有定位圆周面（31）、第一轴承孔（32）以及第二轴承孔（33），三者同轴设置；第一轴承孔（32）与第二轴承孔（33）分置筒形本体两端，两者之间设置环形内凸起（34）；定位圆周面（31）与第一轴承孔（32）同侧；筒形本体外周面上设置法兰（35），邻近定位圆周面（31）的法兰（35）侧壁为环形侧壁，该环形侧壁构成密封端面（37）。

3.根据权利要求2所述的一种直角换向器，其特征在于：第一轴承孔（32）与第二轴承孔（33）内设置圆锥滚子轴承（22），轴承的外圈抵靠在环形内凸起（34）侧壁上；两圆锥滚子轴承（22）内设置输入轴（2），圆锥齿轮（21）内侧的轴段为阶梯结构，轴肩抵靠在第一轴承孔（32）内的圆锥滚子轴承（22）的内圈；输入轴（2）上设有螺纹段，螺纹段上设置圆螺母（23），圆螺母（23）压靠在第二轴承孔（33）内的圆锥滚子轴承（22）的内圈。

4.根据权利要求1所述的一种直角换向器，其特征在于：输出轴（4）为两端直径较小的阶梯轴结构，固定端设置输出齿轮（41）、圆锥滚子轴承（22），伸出端设置圆锥滚子轴承（22）、输出透盖（42），两轴承的内圈分别抵靠在相应侧的轴肩上；输出透盖（42）内置油封（24）。

5.根据权利要求1所述的一种直角换向器，其特征在于：箱体（1）为正六面体；其中三个面上设有一个轴孔，三个轴孔的中心线相交于点，相交点为正六面体的中心点；一个轴孔设置输入轴（2）、另两个设置输出轴（4）。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种直角换向器，其特征在于：在输入轴（2）安装面相邻或相对的箱体（1）侧壁上设置换向器专用油封镜，换向器专用油封镜包括镜体（72），镜体（72）中部设孔，孔中设置透光的镜片（73）；镜体（72）外周套设有固定盘（71），固定盘（71）为弹性体，外周为圆形；箱体（1）上设置与固定盘（71）外圆周适配的孔；固定盘（71）中部设圆孔，该圆孔与固定盘（71）的外圆周同心设置；镜体（72）固定于该圆孔中。

7.根据权利要求6所述的一种直角换向器，其特征在于：固定盘（71）上设置若干个凸起（74），凸起（74）沿固定盘（71）外圆周面延伸闭合成环；镜体（72）的外侧面凸出于固定盘（71）；沿镜体（72）外侧面所在的固定盘（71）一侧指向固定盘（71）另一侧的方向，各凸起（74）的间距依次增大。