本发明涉及传动技术领域，具体而言，涉及一种齿轮传动系统及低地板轻轨车。
背景技术：
低地板轻轨车是一种常用的轨道交通运行方式，齿轮箱是其关键部件，起到传递电机扭矩和转速，驱动车轮的作用，一般采用垂直轴传递，为两级螺伞齿轮传动系统结构。100％低地板轻轨车转向架种类繁多，它取消了传统车轴，通常采用齿轮箱与车轮直接连接的方式进行传动。齿轮箱与车轮的连接，既要稳定可靠，又要便于拆装和检查。
低地板轻轨车辆在地面运行，经常遇到雨雪等天气，齿轮箱润滑油极易发生乳化，对齿轮箱的密封防水性能要求较高。采用现有的迷宫密封结构的齿轮箱，已不能满足这一要求，需采用一种既能防止内部润滑油溢出，又能防止外部水进入齿轮箱的组合密封方式，方可解决现有问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种齿轮传动系统，以改善现有技术中的存在的上述问题，满足低地板轻轨车辆的使用需求。
本发明的另一个目的在于提供一种低地板轻轨车，其包括上述的齿轮传动系统。
本发明的实施例是这样实现的：
一种齿轮传动系统，其包括齿轮箱体、输入轴与输出轴；输入轴与输出轴传动连接且分别安装于齿轮箱体；输出轴与齿轮箱体之间设置有第二密封机构；
第二密封机构包括第一轴承座、密封环、第一密封端盖、密封内盖、多功能盖以及第一V型圈；第一轴承座与齿轮箱体固定连接；密封环设置在第一轴承座与输出轴之间；密封内盖固定连接在第一轴承座上；第一轴承座、密封环和密封内盖共同形成防漏迷宫，以及与防漏迷宫连通的回油腔；
多功能盖套设在输出轴外，且与输出轴固定连接；第一密封端盖套设在多功能盖外，且与密封内盖固定连接；第一密封端盖、密封内盖与多功能盖共同形成防水迷宫，以及与防水迷宫连通的回水腔；
第一V型圈设置在密封内盖与多功能盖之间，用于将防漏迷宫与防水迷宫隔离。
在本发明的一个实施例中：
上述多功能盖包括沿轴向依次连接的第一配合部、第二配合部和第三配合部，第二配合部的径向尺寸大于第一配合部的径向尺寸，第一配合部的径向尺寸大于第三配合部的径向尺寸；第二配合部的外周面设置有防水凸起；密封内盖的第一端面上设置有第一凸起；
防水凸起的端面与第一凸起的端面抵近配合，第一凸起的内周面与第二配合部的外周面抵近配合，形成防水迷宫。
在本发明的一个实施例中：
上述密封内盖具备与第一端面相对的第二端面，第二端面上设置有第二凸起；密封环包括沿轴向向外延伸的第三凸起，以及沿轴向向内延伸的第四凸起；第二凸起的内周面与第三配合部的外周面抵近配合，第二凸起的内端面与密封环的外端面抵近配合，第二凸起的外周面与第三凸起的内周面抵近配合，第三凸起的端面与第二端面抵近配合，形成防漏迷宫。
在本发明的一个实施例中：
上述输出轴包括空心轴以及设置在空心轴内的内轴；空心轴内设置有锥形孔，内轴的外周面为锥度与锥形孔相配合的锥面；内轴通过锥面与锥形孔过盈配合，用于将内轴固定连接在空心轴内。
在本发明的一个实施例中：
上述多功能盖的内端面上设置有第一凹槽，第一凹槽的内表面与空心轴的外表面配合；多功能盖的内周面与内轴的外周面之间设置有第二V型圈，第二V型圈的外周面与多功能盖的内周面之间形成间隙密封；第二V型圈的内端面与空心轴的外端面抵接。
在本发明的一个实施例中：
上述空心轴上还开设有与锥形孔同轴设置的圆柱形孔，内轴上设置有与圆柱形孔相配合的圆柱轴；圆柱形孔远离锥形孔的一端通过挡盖密封，挡盖与空心轴固定连接。
在本发明的一个实施例中：
上述齿轮箱体包括齿轮箱本体以及齿轮箱盖，齿轮箱本体与齿轮箱盖可拆卸地连接；齿轮箱盖设置在输出轴远离第二密封机构的一端。
在本发明的一个实施例中：
上述齿轮箱盖上开设有第一安装孔，第一安装孔的位置与输出轴的位置相对应；第一安装孔处安装有第二密封端盖，第二密封端盖与齿轮箱盖可拆卸地连接。
在本发明的一个实施例中：
上述齿轮传动系统还包括中间轴；输入轴的轴线与中间轴垂直，输入轴与中间轴之间通过螺伞齿轮副传动连接；中间轴的轴线与输出轴的轴线平行，中间轴与输出轴之间通过二级齿轮副传动连接。
一种低地板轻轨车，其包括上述的齿轮传动系统。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明的实施例提供的齿轮传动系统，其包括齿轮箱体、输入轴与输出轴。输入轴与输出轴传动连接在齿轮箱体内，输出轴与齿轮箱体之间设置有第二密封机构。第二密封机构由于位于输出轴靠近车轮的一端，因此，第二密封机构的密封性能尤为重要。第二密封机构包括第一轴承座、密封环、第一密封端盖、密封内盖、多功能盖以及第一V型圈，第一轴承座、密封环和密封内盖形成有用于防止水进入齿轮箱体、造成润滑油乳化的防水迷宫以及回水腔；第一密封端盖、密封内盖与多功能盖形成有防止润滑油泄露的防漏迷宫以及回油腔；同时还设置有第一V型圈将防水迷宫和防漏迷宫隔离，进一步防止了水进入齿轮箱体以及润滑油泄露的问题，满足低地板轻轨车的使用需求。
本发明的实施例提供的低地板轻轨车，包括上述的齿轮传动系统，因此也具有能够防止齿轮箱体进水或漏油，满足使用需求的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的齿轮传动系统在第一视角下的整体结构示意图；
图2为图1中Ⅱ-Ⅱ处的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的齿轮传动系统在第二视角下的整体结构示意图；
图4为图2中Ⅳ处的局部放大结构示意图；
图5为图2中Ⅴ处的局部放大结构示意图；
图6为本发明实施例1提供的齿轮传动系统中多功能盖的结构示意图；
图7为本发明实施例1提供的齿轮传动系统中密封内盖的结构示意图；
图8为本发明实施例1提供的齿轮传动系统中第一轴承座的结构示意图；
图9为本发明实施例1提供的齿轮传动系统中密封环的结构示意图；
图10为本发明实施例2提供的齿轮传动系统的局部结构示意图。
图标：010-齿轮传动系统；100-齿轮箱体；110-齿轮箱本体；111-吊耳；112-吊杆；113-观察窗；114-加油螺栓；115-放油螺栓；120-齿轮箱盖；121-通气器；122-油位视窗；200-输入轴；210-第一密封机构；220-第二轴承座；230-隔环；240-轴向挡圈；250-主动螺伞齿轮；261-第一圆柱滚子轴承；262-第二圆柱滚子轴承；263-球轴承；300-中间轴；310-套筒；320-从动螺伞齿轮；330-主动圆柱斜齿轮；340-第三轴承座；350-第三密封端盖；360-第四密封端盖；400-输出轴；410-空心轴；411-锥形孔；412-圆柱形孔；413-挡盖；414-第四轴承座；415-第二密封端盖；416-从动圆柱斜齿轮；420-内轴；500-第二密封机构；510-第一轴承座；511-第三凹槽；520-密封环；521-第三凸起；522-第四凸起；530-第一密封端盖；540-密封内盖；541-第一端面；542-第二端面；543-第二凹槽；544-第一凸起；545-第二凸起；550-多功能盖；551-第一配合部；552-第二配合部；553-第三配合部；554-防水凸起；555-第一凹槽；556-第二V型圈；557-密封槽；560-第一V型圈；571-回油腔；572-回水腔；600-车轮。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
图1为本实施例提供的齿轮传动系统010在第一视角下的整体结构示意图，图2为图2中Ⅱ-Ⅱ处的剖面结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供一种齿轮传动系统010，其包括齿轮箱体100、输入轴200与输出轴400，输出轴400与齿轮箱体100之间设置有第二密封机构500。第二密封机构500包括第一轴承座510、密封环520、第一密封端盖530、密封内盖540、多功能盖550以及第一V型圈560。第一轴承座510、密封环520、第一密封端盖530、密封内盖540、多功能盖550以及第一V型圈560均套设在输出轴400外，第一轴承座510固定连接在齿轮箱体100上，密封内盖540固定连接在第一轴承座510上，第一密封端盖530固定连接在密封内盖540上。密封环520设置在第一轴承座510与输出轴400之间，与第一轴承座510和密封内盖540共同形成防漏迷宫，以及与防漏迷宫连通的回油腔571。多功能盖550与输出轴400固定连接，且位于第一密封端盖530与输出轴400之间，多功能盖550与第一密封端盖530以及密封内盖540共同形成防水迷宫以及与防水迷宫连通的回水腔572。第一V型圈560设置在密封内盖540与多功能盖550之间，将防漏迷宫和防水迷宫完全隔离。润滑油在防漏迷宫的非接触密封以及第一V型圈560的接触式密封的共同作用下，被密封在齿轮箱内；水在防水迷宫的非接触密封以及第一V型圈560的接触式密封的共同作用下，无法进入齿轮箱体100内，从而避免了润滑油乳化想的问题。需要说明的，在本实施例中，V型圈为截面形状为V型的密封圈。
下面对本实施例提供的齿轮传动系统010进行进一步说明：
图3为本实施例提供的齿轮传动系统010在第二视角下的整体结构示意图。请结合参照图1和图3，在本实施例中，齿轮箱体100包括相互连接的齿轮箱本体110以及齿轮箱盖120，齿轮箱本体110与齿轮箱盖120采用垂直式分箱，且齿轮箱盖120设置在输出轴400远离第二密封机构500的一端，即远离车轮600的一端。齿轮箱本体110的两端分别设置有吊耳111和吊杆112，使用时齿轮箱通过设置在齿轮箱本体110上的吊杆112与转向架连接。齿轮箱本体110的顶部开设有观察窗113，通过观察窗113可观察齿轮箱体100内的传动齿轮的啮合及润滑油的流动情况。齿轮箱上还设置有加油螺栓114及放油螺栓115等附件，加油螺栓114位于放油螺栓115的上部。齿轮箱盖120上设置有通气器121和油位视窗122。
图4为图2中Ⅳ处的局部放大结构示意图。请结合参照图2和图4，在本实施例中，为了使齿轮传动系统010的结构更加紧凑，输入轴200沿机车的前进方向设置，即输入轴200的轴线垂直于输出轴400的轴线布置。具体的，输入轴200与齿轮箱本体110的连接部位设置有第二轴承座220，第二轴承座220与输入轴200中间设置有背靠背设置的两个圆锥滚子轴承，两个圆锥滚子轴承均通过过盈配合套在输入轴200上。两个圆锥滚子轴承之间设置有隔环230，隔环230与输入轴200间隙配合，用于调整轴承游隙。同时，圆锥滚子轴承的外侧还设有轴向挡圈240，轴向挡圈240通过锁紧螺栓固定连接在输入轴200上，防止圆锥滚子轴承轴向窜动，从而实现圆锥滚子轴承的轴向定位。第一密封机构210设置在第二轴承座220与轴向挡圈240之间。在本实施例中，第一密封机构210为非接触式密封的机械迷宫结构，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，选择其他密封结构作为第一密封机构210，例如带防尘圈的接触式密封结构。需要说明的，在本实施例中，圆锥滚子轴承的背为圆锥滚子之间的距离较小的一面。
请继续参照图2，在本实施例中，齿轮传动系统010还包括中间轴300，输入轴200与中间轴300之间通过一级齿轮副传动连接，输出轴400与中间轴300之间通过二级齿轮副传动连接。使用时，输入轴200从电机处获得的动力通过中间轴300传递给输出轴400，最后通过连接在输出轴400上的车轮600驱动机车运动。具体的，一级齿轮副为螺伞齿轮副，输入轴200的轴线垂直于中间轴300的轴线。主动螺伞齿轮250设置在输入轴200的轴端，与输入轴200为一体结构；中间轴300上设置有与中间轴300过盈配合连接的套筒310，从动螺伞齿轮320通过螺栓固定连接在套筒310上，通过套筒310与中间轴300传动；主动螺伞齿轮250与从动螺伞齿轮320啮合，从而将动力从输入轴200传递到中间轴300。需要说明的，在本实施中，从动螺伞齿轮320通过套筒310连接在中间轴300上，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，通过过盈配合连接的方式将从动螺伞齿轮320直接连接在中间轴300上。
进一步的，沿中间轴300轴线的两端分别开设有第二安装孔和第三安装孔，具体的，第二安装孔开设在齿轮箱盖120上，第三安装孔开设在齿轮箱本体110上。第二安装孔处设置有第三轴承座340，第三轴承座340与中间轴300之间设置有圆锥滚子轴承；第三安装孔处也设置有圆锥滚子轴承；两个圆锥滚子轴承均通过过盈配合套在中间轴300上，且两个圆锥滚子轴承的背均朝向齿轮箱体100外侧。同时，第二安装孔设置有第三密封端盖350，第三密封端盖350通过螺栓可拆卸地连接在齿轮箱盖120上，第三安装孔处设置有第四密封端盖360，第四密封端盖360通过螺栓可拆卸地连接在齿轮箱本体110上，从而将中间轴300密封设置在齿轮箱体100内。第三密封端盖350和第四密封端盖360的安装面上分别涂抹有密封胶，形成接触式密封
二级齿轮副为圆柱斜齿轮副，中间轴300的轴线与输出轴400的轴线平行。主动圆柱斜齿轮330设置在中间轴300上；从动圆柱斜齿轮416通过螺栓固定连接在食醋胡轴上；主动圆柱斜齿轮330与从动圆柱斜齿轮416啮合，从而将动力从中间轴300传到输出轴400上。在本实施例中，输出轴400包括空心轴410和设置在空心轴410内的内轴420，内轴420位于空心轴410外的一端用于与车轮600连接，从动圆柱斜齿轮416固定连接在空心轴410上。空心轴410内设置有锥形孔411，内轴420的外周面设置有与锥形孔411相匹配的锥面，通过锥面与圆锥孔的过盈配合将内轴420固定在空心轴410内，从而将动力从空心轴410传递给内轴420，最终驱动车轮600转动。
进一步的，空心轴410内还设置有与锥形孔411同轴设置的圆柱形孔412，圆柱形孔412与锥形孔411相互连通，从而使空心轴410形成中空结构。内轴420上设置有与圆柱形孔412相配合的圆柱轴，安装时，圆柱轴伸入圆柱形孔412内，实现内轴420与空心轴410的同轴定位。
进一步的，圆柱形孔412远离锥形孔411的一端设置有挡盖413，挡盖413通过螺栓固定连接在空心轴410上，从而将圆柱形孔412远离锥形孔411的一端密封，实现齿轮箱体100内的密封。
进一步的，齿轮箱盖120上开设有第一安装孔，第一安装孔位置与输出轴400相对应，在本实施例中，第一安装孔的轴线与输出轴400的轴线重合。空心轴410与齿轮箱本体110之间设置有第一轴承座510，第一轴承座510与齿轮箱盖120之间设置有圆锥滚子轴承；空心轴410与齿轮箱盖120之间设置有第四轴承座414，第四轴承座414与空心轴410之间设置有圆锥滚子轴承；两个圆锥滚子轴承的背均朝向齿轮箱体100外侧设置。第四轴承座414上固定连接有第二密封端盖415，从而将输出轴400远离车轮600的一端密封在齿轮箱体100内。第二密封端盖415的安装面上涂抹有密封胶，形成接触式密封。
图5为图2中Ⅴ处的局部放大结构示意图。请结合参照图2和图5，在本实施例中，空心轴410与齿轮箱本体110之间设置有第二密封机构500，第二密封机构500包括第一轴承座510、密封环520、第一密封端盖530、密封内盖540、多功能盖550以及第一V型圈560。第一轴承座510固定连接在齿轮箱体100上，密封内盖540和第一密封端盖530沿输出轴400的轴向向外的方向依次固定连接在第一轴承座510上，且第一密封端盖530的安装面上涂抹有密封胶，形成接触式密封。
图6为本实施例提供齿轮传动系统010中多功能盖550的结构示意图。请结合参照图5和图6，在本实施例中，多功能盖550由沿轴向依次连接的第一配合部551、第二配合部552和第三配合部553构成，第二配合部552的径向尺寸大于第一配合部551的径向尺寸，第一配合部551的径向尺寸大于第三配合部553的径向尺寸，同时第二配合部552上还设置有沿径向向外延伸的防水凸起554，沿径向向外的方向防水凸起554的两侧端面之间的距离逐渐减小。第三配合部553的端面上设置有沿轴向延伸的第一凹槽555，第一凹槽555的内表面与空心轴410的外表面配合，且第一凹槽555的底面与空心轴410的外端面抵接。连接螺栓穿过多功能盖550，螺接在空心轴410上，从而将多功能盖550固定连接在空心轴410上。
进一步的，多功能盖550的内周面与内轴420的外周面之间设置有第二V型圈556，第二V型圈556的内端面与空心轴410的外端面抵接，形成接触密封；第二V型圈556的外周面与多功能盖550的内周面之间存在间隙，从而形成小间隙密封，对外部的水形成阻力，防止大量水进入、造成空心轴410和内轴420生锈的问题。
图7为本实施例提供的齿轮传动系统010中密封内盖540的结构示意图。请结合参照图5-7，在本实施例中，密封内盖540上设置有第二凹槽543，第二凹槽543的内底面为密封内盖540的第一端面541，与第一端面541相对设置的密封内盖540的内端面为密封内盖540的第二端面542。第一端面541上设置有第一凸起544，第二凹槽543的周面、第一端面541以及第一凸起544、多功能盖550和第一密封端盖530共同围设形成回水腔572，回水腔572的下端，即使用时，回水腔572靠近地面的位置，设置有排水孔(图未示出)。从多功能盖550与第一密封端盖530之间进入的水，汇集在回水腔572中，并通过排水孔排出。第一凸起544的外端面设置有与防水凸起554的端面配合的斜面，该斜面与防水凸起554抵近配合，第一凸起544的内周面与第二配合部552的外周面抵近配合，形成防水迷宫，防止部分水在输出轴400的转动的带动下、飞溅进入齿轮箱体100内。
进一步的，第二配合部552的内端面上开设有密封槽557，第一V型圈560设置在密封槽557内，且第一V型圈560的两端分别抵接在密封槽557的底部和第一端面541上，形成接触密封，彻底防止水等杂质进入齿轮箱体100内部。
图8为本实施例提供的齿轮传动系统010中第一轴承座510的结构示意图，图9为本实施例提供的齿轮传动系统010中密封环520的结构示意图。请结合参照图5、图8和图9，在本实施例中，密封内盖540的第二端面542上设置有沿轴向向内延伸的第二凸起545，密封环520的两分别设置有沿轴向的两端延伸的第三凸起521和第四凸起522，第二凸起545夹设在第三凸起521与第三配合部553之间。第一轴承座510上设置有第三凹槽511，第三凹槽511与第三凸起521的外周面以及第二端面542围设形成回油腔571。回油腔571内设置有回油孔，回油孔用于将进入回油腔571内的润滑油导回齿轮箱体100内。第二凸起545的内周面与第三配合部553的外周面抵近配合，第二凸起545的内端面与密封环520的外端面抵近配合，第二凸起545的外周面与第三凸起521的内周面抵近配合，第三凸起521的外端面与第二端面542抵近配合，形成防漏迷宫。而且由于第一V型圈560设置在第二配合部552与第一端面541之间，将防水迷宫和防漏迷宫隔离开，进入防水迷宫的水无法通过第一V型圈560进入防漏迷宫，从而避免了齿轮箱体100内的润滑油乳化；进入防漏迷宫的润滑油无法通过第一V型圈560进入防水迷宫，从而避免了润滑油发生泄漏。进一步的，第四凸起522夹设在第一轴承座510与空心轴410之间，且第四凸起522的外周面与第一轴承座510的内周面形成小间隙配合。
本发明的实施例中提供的齿轮传动系统010，齿轮箱体100包括垂直分箱的齿轮箱本体110以及齿轮箱盖120，齿轮箱盖120与齿轮箱本体110通过螺栓固定连接，便于装配和拆卸，维护简单。通过设置第一密封机构210和第二密封机构500，充分保证了齿轮箱体100的密封，解决润滑油乳化的问题，满足低地板轻轨车的密封需求。通过对齿轮传动系统010中各部件的布置，形成了合理的油路通道，确保润滑油能够对齿轮箱体100内的各部件进行润滑。本发明的实施例提供的齿轮传动系统010结构紧凑，拆卸方便、密封防水性能好，充分满足了使用要求。
本发明的实施例还提供了一种低地板轻轨车(图未示出)，其包括上述的齿轮传动系统010。由于该低地板轻轨车包括上述的齿轮传动系统010，因此也具有结构紧凑、拆卸方便、密封防水性能好，能够充分满足使用需求的有益效果。
实施例2
本实施例也提供了一种齿轮传动系统010，其与实施例1提供的齿轮传动系统010基本相同，相同之处本实施例不再重复记载，不同之处在于，输入轴200与齿轮箱本体110连接处的结构不同。
图10为本实施例提供的齿轮传动系统010的局部结构示意图。请参照图10，在本实施例中，输入轴200与第二轴承座220之间设置有两个圆柱滚子轴承和一个四点接触的球轴承263。两个圆柱滚子轴承分别为第一圆柱滚子轴承261和第二圆柱滚子轴承262。第一圆柱滚子轴承261、球轴承263和第二圆柱滚子轴承262沿输入轴200的轴线方向依次设置，且逐渐靠近主动螺伞齿轮250。第一圆柱滚子轴承261与球轴承263之间、第二圆柱滚子轴承262与球轴承263之间分别设置有隔环230，隔环230与输入轴200间隙配合，用于调整轴承游隙。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。