CN207902527U - 汽车换向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车换向器，其包括壳体、换向单元、回转支撑单元以及弹性支撑单元；换向单元包括呈夹角布置、且一端插入壳体内的输入轴和输出轴，以及分别固连于输入轴和输出端的插入端、并相啮合的输入齿轮和输出齿轮；回转支撑单元包括分别设置于输入轴和输出轴与壳体之间的、以构成输入轴和输出轴于壳体内回转设置的第一轴承部与第二轴承部；弹性支撑单元则对应于输入轴、并沿输入轴的轴线布置，且该弹性支撑单元包括相对于壳体固定设置的弹簧座，以及弹性抵接于弹簧座与输入齿轮端部间的第一弹簧。本实用新型的汽车换向器可利于输入输出齿轮间的良好啮合，并可降低轴承磨损速度、提高轴承的使用寿命，而有较好的实用性。

Description

汽车换向器

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车换向器。

背景技术

由于方向盘轴线与底盘换向器轴线存在一定夹角，汽车在行驶转向时，驾驶员需驱动方向盘带动底盘换向器使汽车完成转向工作。现有技术中，换向器主要包括换向部分、密封部分和附件部分，其中，换向部分主要由直齿圆锥齿轮、深沟球轴承、滚针轴承组成，密封部分主要由壳体、压紧螺塞、密封圈、底盖组成，而附件部分主要由内外卡圈、六角螺母、调整垫片、组合螺栓、锁紧螺母组成。

由于结构限制，现有技术的换向器具有以下缺点：

第一，采用深沟球轴承，因直齿圆锥齿轮啮合产生轴向压力，深沟球轴承易产生磨损，影响其使用寿命；

第二，输入、输出锥齿轮均为直齿圆锥齿轮，在配合运转过程中啮合重合度低，传动效率低，噪音大；

第三，输入端的深沟球轴承装配于压紧螺塞内，压紧螺塞在装入壳体上，会产生配合误差，而使得输入端同轴度较差，输入输出齿轮间啮合间隙不均匀，导致顿挫感强，两齿轮啮合冲击频繁，磨损加快，寿命降低；

第四，换向器壳体输入端结构强度弱，在扭矩输入平稳性差时，存在壳体开裂的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种汽车换向器，以可利于输入输出齿轮间的良好啮合，并可降低轴承磨损速度、而提高轴承的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车换向器，包括：

壳体；

换向单元，包括呈夹角布置、且一端插入所述壳体内的输入轴和输出轴，以及分别固连于所述输入轴和所述输出轴的插入端、并相啮合的输入齿轮和输出齿轮；

回转支撑单元，包括分别设置于所述输入轴及所述输出轴与所述壳体之间的、以构成所述输入轴和所述输出轴于所述壳体内回转设置的第一轴承部与第二轴承部，且所述第一轴承部包括沿所述输入轴轴向间隔布置的第一角接触球轴承和滚针轴承，所述第二轴承部包括沿所述输出轴轴向间隔布置的两个第二角接触球轴承；

弹性支撑单元，对应于所述输入轴、并沿所述输入轴的轴线布置，且所述弹性支撑单元包括相对于所述壳体固定设置的弹簧座，以及弹性抵接于所述弹簧座与所述输入齿轮端部间的第一弹簧。

进一步的，所述输入齿轮和所述输出齿轮均为螺旋圆锥齿轮。

进一步的，所述壳体包括形成有齿轮腔的底壳，以及一体成型于所述底壳上的分别容置所述第一轴承部与所述第二轴承部、以转动承装所述输入轴及所述输出轴的第一筒体和第二筒体；所述齿轮腔于所述底壳的底部开口，并于所述开口处封堵有底盖，于所述第一筒体和所述第二筒体的顶部开口处分别设置有第一密封圈和第二密封圈。

进一步的，于所述第一筒体的顶部开口处螺接有压紧螺塞，所述第一密封圈插装于所述压紧螺塞与所述输入轴之间，并于所述压紧螺塞与所述第一角接触球轴承的外圈之间抵接有第二弹簧。

进一步的，于所述输入轴上套设有夹置在所述第二弹簧与所述第一角接触球轴承外圈之间的压板，并于所述压板上形成有沿所述输入轴轴向延伸、而插设于所述第二弹簧中的凸环。

进一步的，于所述压紧螺塞外螺接有抵置于所述第一筒体顶端的锁紧螺母。

进一步的，于所述第一筒体、所述底壳及所述第二筒体之间固连有第一加强筋板。

进一步的，相对于所述第一加强筋板，于所述第一筒体的另一侧设有固连于所述第一筒体和所述底壳之间的第二加强筋板。

进一步的，于所述输出轴的靠近于所述第二筒体顶部开口的一端螺接有抵置于两个所述第二角接触球轴承之一的内圈上的固定螺母，且所述固定螺母为叠置于一起的两个；于所述输出轴的连接所述输出齿轮的一端套设有夹置在所述输出齿轮与两个所述第二角接触球轴承另一的内圈之间的调节垫片。

进一步的，所述弹簧座通过固连于所述齿轮腔内壁上安装支架固定在所述壳体上，于所述弹簧座上形成有凹槽，所述第一弹簧的一端嵌装于所述凹槽中。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的汽车换向器，通过设置弹性支撑单元，能够利用第一弹簧的弹性力对输入轴进行轴向限位，可抵消输入端的轴向力，从而能够利于输入输出齿轮间的良好啮合；同时，通过采用角接触球轴承，尤其使得输出轴处为间隔布置两个角接触球轴承，可克服输入输出齿轮啮合时对输出轴产生的轴向反作用力、以及对输出齿轮进行固定时产生的轴向推力，从而能够降低轴承磨损速度，提高其使用寿命问题。

(2)输入齿轮和输出齿轮均采用螺旋圆锥齿轮，其承载能力高、传动平稳，且使用寿命长，传动效率高。

(3)于第一筒体和第二筒体的顶部开口处分别设置有第一密封圈和第二密封圈，能够提高本汽车换向器整体的密封效果，进而防止泥沙等异物进入换向器内部损坏换向器。

(4)第一角接触球轴承安装于壳体上，并设置第二弹簧，可通过第二弹簧对第一角接触球轴承的弹性施压，消除轴承与压紧螺塞直接配合带来的配合公差累积问题，从而可提高输入端配合同轴度，解决输入输出齿轮啮合间隙不均匀而造成的齿轮转动时间歇性顿挫感和磨损加快、寿命降低的问题。

(5)于压板上构造凸环，能够限制弹簧的径向晃动，从而提高第二弹簧对第一角接触球轴承外圈施压的稳定性。

(6)设置第一加强筋板，能够提高第一筒体和第二筒体的结构强度。

(7)设置第二加强筋板，其与第一加强筋板配合，能够降低因输入端扭矩不稳定而导致连接处开裂的风险。

(8)设置调节垫片，可便于调节输出齿轮伸出壳体的轴向长度，从而保证齿轮副的啮合效果。

(9)于弹簧座上设置凹槽，可提高第一弹簧于弹簧座上设置的稳定性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的汽车换向器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的汽车换向器的剖视图；

图3为图2中I部分的局部放大图；

图4为图2中Ⅱ部分的局部放大图；

附图标记说明：

1-输入轴，2-第一筒体，3-第二加强筋板，4-第一螺旋圆锥齿轮，401-卡槽，5-底盖，6-第二螺旋圆锥齿轮，7-组合螺栓，8-底壳，801-齿轮腔，9-第二角接触球轴承，10-输出轴，11-第二筒体，12-第二密封圈，13-第一加强筋板，14-滚针轴承，15-第一弹簧，16-弹簧座，1601-凹槽，17-安装支架，18-第一角接触球轴承，19-压板，1901-凸环，20-压紧螺塞，2001-阶梯孔，21-第二弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种汽车换向器，结合图1和图2所示，其包括壳体、换向单元、回转支撑单元以及弹性支撑单元。其中，换向单元包括呈夹角布置、且一端插入壳体内的输入轴1和输出轴10，以及分别固连于输入轴1和输出端的插入端、并相啮合的输入齿轮和输出齿轮；回转支撑单元包括分别设置于输入轴1和输出轴10与壳体之间的、以构成输入轴1和输出轴10于壳体内回转设置的第一轴承部与第二轴承部；弹性支撑单元则对应于输入轴1、并沿输入轴1的轴线布置，且该弹性支撑单元包括相对于壳体固定设置的弹簧座16，以及弹性抵接于弹簧座16与输入齿轮端部间的第一弹簧15。

具体而言，结合图2所示，本实施例中的壳体包括底部开口且形成有齿轮腔801的底壳8，以及一体成型于底壳8上的分别容置第一轴承部与第二轴承部、以转动承装输入轴1及输出轴10的第一筒体2和第二筒体11，于第一筒体2与底壳8相连的一端也形成有缩颈端。为提高第一筒体2的结构强度和刚度，结合图1和图2所示，于第一筒体2的缩颈段、底壳8及第二筒体11之间固连有第一加强筋板13，与此同时，相对于第一加强筋板13，于第一筒体2的另一侧设有固连于第一筒体2和底壳8之间的第二加强筋板3。

本实施例中，通过同时设置第一加强筋板13和第二加强筋板3，可降低因输入端扭矩不稳定而导致加强筋连接处开裂的风险。另外，于底壳8底部的开口处封堵有底盖5，并于底盖5和底壳8连接处涂有密封胶，为保证壳体的密封效果，于第一筒体2和第二筒体11的顶部开口处也分别设置有第一密封圈22和第二密封圈12。此外，于第一筒体2的顶部开口处还螺接有压紧螺塞20，并于压紧螺塞20上形成有阶梯孔2001，第一密封圈22插装于压紧螺塞20与输入轴1之间，并与阶梯孔2001小孔的内壁相抵靠。同时，为了防止压紧螺塞20松动，在压紧螺塞20外进一步的还螺接有抵置于第一筒体2顶端的锁紧螺母。

本实施例中的输入齿轮和输出齿轮均采用螺旋圆锥齿轮，其具有圆弧重合系数大、承载能力高、耐磨损及传动效率高的优点。为便于下文描述，将与输入轴1和输出轴10固连的齿轮分别称之为第一螺旋圆锥齿轮4和第二螺旋圆锥齿轮6。本实施例中，结合图2和图3中所示，为了提高第一弹簧15于第一螺旋圆锥齿轮4和弹簧座16之间抵接的稳定性，于第一螺旋圆锥齿轮4的端面上构造有卡槽401，在弹簧座16上也形成有凹槽1601，第一弹簧15的两端即分别嵌装于卡槽401和凹槽1601中。

此外，弹簧座16具体为通过固连于齿轮腔801内壁上的安装支架17固定在底壳8上，且安装支架17通过螺栓与底壳8连接，而弹簧座16也通过螺栓连接在安装支架17上，由此能够通过安装支架17的可拆卸利于换向器的装配，同时也可通过旋紧或旋松与弹簧座16固连的螺栓，进而对第一弹簧15的弹性力进行调节。

本实施例前述的第一轴承部包括沿输入轴1轴向间隔布置的第一角接触球轴承18和滚针轴承14，其中，滚针轴承14设于第一筒体2的缩颈段。由图4中所示，第一角接触球轴承18为靠近于第一筒体2的顶部开口处布置，且其一端抵置于输入轴1的轴肩上，在其另一端的外圈与压紧螺塞20之间则弹性抵接有第二弹簧21，且第二弹簧21的一端抵接于阶梯孔2001的台阶处，由此可使第二弹簧21施压于第一角接触轴承18的外圈，以可改善第一螺旋圆锥齿轮4与第二螺旋圆锥齿轮6间啮合间隙不均匀，以及转动时间歇性顿挫和噪音较大的问题。

为进一步提高使用效果，在输入轴1上也套设有夹置在第二弹簧21与第一角接触球轴承18外圈之间的压板19，并于压板19上形成有沿输入轴1轴向延伸、而插设于第二弹簧21中的凸环1901，凸环1901具有大于第一角接触球轴承18内圈的外径，通过该凸环1901可避免第二弹簧21的径向晃动，而可保证对第一角接触球轴承18的施压效果。

本实施例前述的第二轴承部包括沿输出轴10轴向间隔布置的两个第二角接触球轴承9，两个第二角接触球轴承9装设于第二筒体11中，并于输出轴10的靠近于第二筒体11顶部开口的一端螺接有固定螺母，该固定螺母抵置于靠近第二筒体11开口位置的第二角接触球轴承9的内圈上，且该固定螺母为叠置于一起的两个，以可达到防松效果。

本实施例中，于输出轴10的连接第二螺旋圆锥齿轮6的一端还套设有夹置在第二螺旋圆锥齿轮6与靠近该第二螺旋圆锥齿轮6的第二角接触球轴承9内圈之间的调节垫片。通过该调节垫片的设置，可便于调节第二螺旋圆锥齿轮6伸出第二筒体11的轴向长度，从而可保证输入输出齿轮副间的良好啮合。

本实施例的汽车换向器通过设置第一弹簧15，能够利用第一弹簧15的弹性力对输入轴1进行轴向限位，可抵消输入端的轴向力，从而能够利于输入输出齿轮间的良好啮合；同时，通过采用角接触球轴承，尤其使得输出轴10处为间隔布置两个角接触球轴承，可克服输入输出齿轮啮合时对输出轴产生的轴向反作用力、以及对输出齿轮进行固定时产生的轴向推力，从而能够降低轴承磨损速度，提高其使用寿命问题，而有较好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车换向器，其特征在于包括：

壳体；

换向单元，包括呈夹角布置、且一端插入所述壳体内的输入轴(1)和输出轴(10)，以及分别固连于所述输入轴(1)和所述输出轴(10)的插入端、并相啮合的输入齿轮和输出齿轮；

回转支撑单元，包括分别设置于所述输入轴(1)及所述输出轴(10)与所述壳体之间的、以构成所述输入轴(1)和所述输出轴(10)于所述壳体内回转设置的第一轴承部与第二轴承部，且所述第一轴承部包括沿所述输入轴(1)轴向间隔布置的第一角接触球轴承(18)和滚针轴承(14)，所述第二轴承部包括沿所述输出轴(10)轴向间隔布置的两个第二角接触球轴承(9)；

弹性支撑单元，对应于所述输入轴(1)、并沿所述输入轴(1)的轴线布置，且所述弹性支撑单元包括相对于所述壳体固定设置的弹簧座(16)，以及弹性抵接于所述弹簧座(16)与所述输入齿轮端部间的第一弹簧(15)。

2.根据权利要求1所述的汽车换向器，其特征在于：所述输入齿轮和所述输出齿轮均为螺旋圆锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的汽车换向器，其特征在于：所述壳体包括形成有齿轮腔(801)的底壳(8)，以及一体成型于所述底壳(8)上的分别容置所述第一轴承部与所述第二轴承部、以转动承装所述输入轴(1)及所述输出轴(10)的第一筒体(2)和第二筒体(11)；所述齿轮腔(801)于所述底壳(8)的底部开口，并于所述开口处封堵有底盖(5)，于所述第一筒体(2)和所述第二筒体(11)的顶部开口处分别设置有第一密封圈(22)和第二密封圈(12)。

4.根据权利要求3所述的汽车换向器，其特征在于：于所述第一筒体(2)的顶部开口处螺接有压紧螺塞(20)，所述第一密封圈(22)插装于所述压紧螺塞(20)与所述输入轴(1)之间，并于所述压紧螺塞(20)与所述第一角接触球轴承(18)的外圈之间抵接有第二弹簧(21)。

5.根据权利要求4所述的汽车换向器，其特征在于：于所述输入轴(1)上套设有夹置在所述第二弹簧(21)与所述第一角接触球轴承(18)外圈之间的压板(19)，并于所述压板(19)上形成有沿所述输入轴(1)轴向延伸、而插设于所述第二弹簧(21)中的凸环(1901)。

6.根据权利要求4所述的汽车换向器，其特征在于：于所述压紧螺塞(20)外螺接有抵置于所述第一筒体(2)顶端的锁紧螺母。

7.根据权利要求3所述的汽车换向器，其特征在于：于所述第一筒体(2)、所述底壳(8)及所述第二筒体(11)之间固连有第一加强筋板(13)。

8.根据权利要求7所述的汽车换向器，其特征在于：相对于所述第一加强筋板(13)，于所述第一筒体(2)的另一侧设有固连于所述第一筒体(2)和所述底壳(8)之间的第二加强筋板(3)。

9.根据权利要求3所述的汽车换向器，其特征在于：于所述输出轴(10)的靠近于所述第二筒体(11)顶部开口的一端螺接有抵置于两个所述第二角接触球轴承(9)之一的内圈上的固定螺母，且所述固定螺母为叠置于一起的两个；于所述输出轴(10)的连接所述输出齿轮的一端套设有夹置在所述输出齿轮与两个所述第二角接触球轴承(9)另一的内圈之间的调节垫片。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的汽车换向器，其特征在于：所述弹簧座(16)通过固连于所述齿轮腔(801)内壁上的安装支架(17)固定在所述壳体上，于所述弹簧座(16)上形成有凹槽(1601)，所述第一弹簧(15)的一端嵌装于所述凹槽(1601)中。