專利名稱：行星齒輪式轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計(jì)可廣泛被用作汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械等各種行走機(jī)械的轉(zhuǎn)向器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前汽車、拖拉機(jī)等行走機(jī)械采用的轉(zhuǎn)向器有三種即球面蝸桿式、曲柄銷式和循環(huán)球式。球面蝸桿式因效率低，日趨淘汰。曲柄銷式因工藝性差，應(yīng)用較少。循環(huán)球式因效率達(dá)7％。應(yīng)用較廣，但其缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、成本高，正效率和逆效率相近。國(guó)外SAE提供，循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的正效率為75％，逆效率為75％(附試驗(yàn)報(bào)告)，此外，汽車用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，多采用插管式回珠裝置，其擋珠片承受連續(xù)沖擊，曾發(fā)生過斷裂，造成卡死、轉(zhuǎn)向失靈的嚴(yán)重事故，一般要求轉(zhuǎn)向器具有效率高、變傳動(dòng)比變化范圍能按需優(yōu)選，操縱輕便，安全可靠，堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，體積小，重量輕，成本低等特性，而現(xiàn)有型式的轉(zhuǎn)向器，因受本身結(jié)構(gòu)限制，對(duì)其特性的要求本身就互相矛盾，無法兼得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種行星齒輪式轉(zhuǎn)向器，以便妥善解決上述所要求的其特性間的本身矛盾。
本發(fā)明應(yīng)用“少齒差”漸開線角變位內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)原理，它屬于“K-H-V”行星齒輪傳動(dòng)的特例，如

圖1示。
“K-H-v”行星齒輪傳動(dòng)，包括中心輪(K)、轉(zhuǎn)臀(H)和輸出軸(v)，還有一個(gè)將行星傳動(dòng)變?yōu)槎ㄝS轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出機(jī)構(gòu)(W)。本轉(zhuǎn)向器不用機(jī)構(gòu)(w)和輸出軸(V)，扭矩由固裝于行星齒輪(a)的轉(zhuǎn)向垂臂(b)輸出，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因輸出中心是浮動(dòng)的，故此機(jī)構(gòu)是其它機(jī)械傳動(dòng)通常尢法利用的，而轉(zhuǎn)向器采用，恰好變?yōu)閮?yōu)越性，這是本發(fā)明的關(guān)鍵。
圖1是K-H-v行星齒輪傳動(dòng)原理圖，圖2，圖3是本發(fā)明一級(jí)傳動(dòng)原理圖，圖4是本發(fā)明兩級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖，圖5、圖6是轉(zhuǎn)向垂臂安裝位置圖，圖7、圖8是傳動(dòng)比特性曲線圖。
本轉(zhuǎn)向器有兩種結(jié)構(gòu)(一)一級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)原理，如圖2和圖3，包括外齒輪(1)、內(nèi)齒輪(2)、轉(zhuǎn)向垂臂(3)、轉(zhuǎn)向管柱(4)、轉(zhuǎn)向軸(5)、偏心軸頭(5)及轉(zhuǎn)向盤(6)。O-轉(zhuǎn)向軸軸心，即行星齒輪公轉(zhuǎn)中心O’-偏心軸頭軸心，即行星齒輪自轉(zhuǎn)中心。
(二)兩級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)原理，如圖4，包括轉(zhuǎn)向盤(7)、轉(zhuǎn)向軸(8)、萬向節(jié)(9)、小錐齒輪(10)、大錐齒輪(11)、外齒輪(轉(zhuǎn)向垂臂軸)(12)內(nèi)齒輪(13)及轉(zhuǎn)向垂臂(14)。
O-內(nèi)齒輪及大錐齒輪中心，即外齒輪(行星輪)公轉(zhuǎn)中心。
O’-外齒輪及轉(zhuǎn)向垂臂軸中心，即外齒輪(行星齒輪)自轉(zhuǎn)中心組合方式可通過改變傳動(dòng)齒輪的組合方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向盤問的同向或反向旋轉(zhuǎn)關(guān)系，同向旋轉(zhuǎn)稱正轉(zhuǎn)式，反向旋轉(zhuǎn)稱反轉(zhuǎn)式，兩種組合方式的零部件通用，安裝位置可按需選擇。
對(duì)于一級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器，可通過改變內(nèi)、外齒輪的安裝位置實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)兩種形式，若外齒輪固定，內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)，為正轉(zhuǎn)式，如圖2，反之，為反轉(zhuǎn)式，如圖3。
對(duì)于兩級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器，可通過改變大錐齒輪的安裝位置實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)兩種形式，把大錐齒輪裝在圖4中的實(shí)線位置，為正轉(zhuǎn)式，把大錐齒輪裝在圖4中的虛線位置，為反轉(zhuǎn)式。
變傳動(dòng)比的變化規(guī)律行星齒輪式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向垂臂在中間位置時(shí)，通過改變轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向垂臂軸的相對(duì)安裝位置，可得兩種變傳動(dòng)比變化規(guī)律。
(1)中凸式當(dāng)轉(zhuǎn)向垂臂在中間位置時(shí)，內(nèi)、外齒輪嚙合點(diǎn)A在轉(zhuǎn)向垂臂端中心線上，可得“中間傳動(dòng)比大，兩側(cè)傳動(dòng)比小”的變傳動(dòng)比變化規(guī)律，如圖5和圖7。
(2)中凹式當(dāng)轉(zhuǎn)向垂臂在中間位置時(shí)，內(nèi)、外齒輪嚙合點(diǎn)B在轉(zhuǎn)向垂臂中心線的延長(zhǎng)線上，可得“中間傳動(dòng)比小，兩側(cè)傳動(dòng)比大”的變傳動(dòng)比變化規(guī)律，如圖6和圖8。
設(shè)i為平均傳動(dòng)比，L為轉(zhuǎn)向垂臂長(zhǎng)度，c為偏心距，r1為外齒輪節(jié)圓半徑，如圖4本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)效率高，正效率＞80％，逆效率≈70％，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，制造容易，成本低，剛性好，安全可靠，堅(jiān)固耐用，按機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)靜扭試驗(yàn)，在靜扭定值26.61公斤/米時(shí)，無損壞，落錘試驗(yàn)，在高度為0.7米，50公斤重錘降落、進(jìn)行沖擊試驗(yàn)無損壞，疲勞壽命超過50萬次，使用范圍廣，能適應(yīng)各種行走機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用多種布置方案，有兩種組合方式和兩種變傳動(dòng)比變化規(guī)律，可按需優(yōu)選。
權(quán)利要求
1.用于汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械等各種行走機(jī)械的轉(zhuǎn)向器裝置。其特征是采用“少齒差”漸開線內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)，其轉(zhuǎn)向垂臂與行星齒輪剛性連接，且垂直于行星齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線，同時(shí)具有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)向器裝置，其特征是一級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)有外齒輪(1)、內(nèi)齒輪(2)、轉(zhuǎn)向垂臂(3)、轉(zhuǎn)向管柱(4)、轉(zhuǎn)向軸(5)、偏心軸頭(5)、轉(zhuǎn)向盤(6)。且通過改變內(nèi)、外齒輪的安裝位置。實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)兩種型式。
3.按權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)向器裝置，其特征是兩級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器。其結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)向盤(7)、轉(zhuǎn)向軸(8)、萬向節(jié)(9)、小錐齒輪(10)、大錐齒輪(11)、外齒輪(轉(zhuǎn)向垂臂軸)(12)、內(nèi)齒輪(13)、轉(zhuǎn)向垂臂(14)。通過改變大錐齒輪的安裝位置，實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)兩種型式。
4.按權(quán)利要求3的轉(zhuǎn)向器裝置，其特征是改變轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向垂臂軸的相對(duì)安裝位置?？傻脙煞N變傳動(dòng)比變化規(guī)律。
全文摘要
現(xiàn)有汽車、拖拉機(jī)等球面蝸桿式、曲柄銷式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，存在缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)優(yōu)于上述三種轉(zhuǎn)向器。本設(shè)計(jì)采用“步齒差”漸開線內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)，包括一組傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器和兩級(jí)傳動(dòng)行星齒輪式轉(zhuǎn)向器。其輸出軸同時(shí)具有高速和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，改變傳動(dòng)齒輪的組合方式，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向盤之間的正、反旋轉(zhuǎn)關(guān)系；改變轉(zhuǎn)向垂臂與轉(zhuǎn)向垂臂軸的相對(duì)安裝位置?？傻脙煞N變傳動(dòng)比變化規(guī)律(1)中間位置傳動(dòng)比大，兩側(cè)傳動(dòng)比??；(2)中間位置傳動(dòng)比小，兩側(cè)傳動(dòng)比大。
文檔編號(hào)B62D3/00GK1966329SQ20051010128
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者周伯根 申請(qǐng)人:周伯根