一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體，一轉(zhuǎn)向桿的中部設(shè)有外螺紋，該轉(zhuǎn)向桿的左右端部分別通過一軸承支承在轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)；一齒套外圓的左部為圓柱齒條、右部為直齒輪，該齒套的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋；齒套套在所述轉(zhuǎn)向桿中部，齒套的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向桿中部的外螺紋配合；一轉(zhuǎn)向齒輪位于轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)左部，與伸入轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸配合連接，并與齒套左部的圓柱齒條嚙合；一調(diào)節(jié)齒輪位于轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)右部，一電機設(shè)在轉(zhuǎn)向器殼體外，該電機的轉(zhuǎn)軸伸入轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)齒輪與電機的轉(zhuǎn)軸配合連接，并與齒套右部的直齒輪嚙合。其結(jié)構(gòu)簡單，能使傳動比調(diào)節(jié)更方便，滿足低速時轉(zhuǎn)向靈敏度及高速時穩(wěn)定性的要求性。
【專利說明】-種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零部件，具體涉及一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器。

【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)向器是汽車底盤系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)動控制車輪 以一定的傳動比進行擺動，以實現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向器的傳動比為固定傳動比，轉(zhuǎn) 向器的機械結(jié)構(gòu)一旦確定，其傳動比特性就已確定。這種轉(zhuǎn)向器無法滿足現(xiàn)代車輛對低速 時轉(zhuǎn)向靈敏度及高速時穩(wěn)定性的要求，比如，在車輛速度較低時，為了方便駕駛員停車入庫 或者山路急彎駕駛時，往往要求方向盤圈數(shù)較少來減少司機繁忙的操作（即需要較大的轉(zhuǎn) 向傳動比)，以滿足低速駕駛的方便性；在車輛速度較高時，為了防止響應(yīng)過快而出現(xiàn)車輛 不穩(wěn)，需要提高車輛的穩(wěn)定性，此時需要減小轉(zhuǎn)向傳動比，以滿足高速穩(wěn)定性要求。
[0003] 目前傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向機構(gòu)主要有：電子主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行星齒輪機 構(gòu)和液壓機構(gòu)。電子主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可調(diào)性高，傳動比可以完全按照司機要求進行調(diào)整，但 是其方向盤與車輪之間無直接承載機械連接，在電子主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可能無法轉(zhuǎn) 向，安全性較差。行星齒輪機構(gòu)是通過機械結(jié)構(gòu)的連接來實現(xiàn)傳動比的調(diào)節(jié)，當電子電器部 分出現(xiàn)故障后仍可以實現(xiàn)車輛的剛性操作，有效的保證駕駛的安全性，但是其齒輪機構(gòu)以 及齒輪嚙合太多，轉(zhuǎn)向間隙難以保證，布置體積較大，增加了在狹小的機倉內(nèi)布置的難度， 并且零部件加工精度較高，導(dǎo)致成本也較高。液壓機構(gòu)是通過液壓控制齒條疊加位移來實 現(xiàn)傳動比的調(diào)節(jié)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修性較差，且存在漏油問題，不易精確控制齒條疊加 行程，同時其需要油泵、油管、控制閥、流量檢測及控制裝置，布置困難，成本較高，不利于商 業(yè)化。
[0004] CN100575167C公開了一種汽車轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向比調(diào)節(jié)機構(gòu)，其在傳統(tǒng)的齒輪齒條式 轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上，通過在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中另加入一套齒輪與控制機構(gòu)，選擇不同的齒輪 與齒條的嚙合，使汽車轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向比（即傳動比）可調(diào)，其結(jié)構(gòu)雖然比行星齒輪機構(gòu)簡 單，但是其內(nèi)的齒輪數(shù)量仍然較多，運動副也較多，轉(zhuǎn)向間隙難以保證，并且控制機構(gòu)采用 電磁鐵、撥桿磁性塊、撥桿支撐座和內(nèi)齒輪撥桿配合實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，占用空間較多， 性能不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，以使傳動比調(diào)節(jié)更方 便，滿足低速時轉(zhuǎn)向靈敏度及高速時穩(wěn)定性的要求性。
[0006] 本發(fā)明所述的傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體，一轉(zhuǎn)向桿(其能通過移動帶 動車輪擺動）的中部設(shè)有外螺紋，該轉(zhuǎn)向桿的左右端部分別通過一軸承支承在所述轉(zhuǎn)向器 殼體內(nèi)，軸承能限制轉(zhuǎn)向桿繞中心線轉(zhuǎn)動；一齒套外圓的左部為圓柱齒條、右部為直齒輪， 該齒套的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋；所述齒套套在所述轉(zhuǎn)向桿中部，齒套的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向桿中部的 外螺紋配合；一轉(zhuǎn)向齒輪位于所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)左部，與伸入所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸 配合連接，并與所述齒套左部的圓柱齒條哨合；一調(diào)節(jié)齒輪位于所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)右部，一 電機(該電機由ECU控制轉(zhuǎn)動）設(shè)在所述轉(zhuǎn)向器殼體外，該電機的轉(zhuǎn)軸伸入所述轉(zhuǎn)向器殼體 內(nèi)，所述調(diào)節(jié)齒輪與所述電機的轉(zhuǎn)軸配合連接，并與所述齒套右部的直齒輪嚙合。
[0007] 所述軸承為滑動軸承，所述轉(zhuǎn)向桿的左右端部分別與軸承過渡配合。
[0008] 所述轉(zhuǎn)向齒輪、調(diào)節(jié)齒輪的齒形均為直齒。
[0009] 其工作原理如下：由于轉(zhuǎn)向齒輪與齒套左部嚙合，齒套的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向桿的外螺 紋配合(形成自鎖)，調(diào)節(jié)齒輪與齒套的右部嚙合，司機轉(zhuǎn)動方向盤使轉(zhuǎn)向軸帶動轉(zhuǎn)向齒輪 轉(zhuǎn)動，齒套與轉(zhuǎn)向桿一起沿轉(zhuǎn)向桿軸向移動，轉(zhuǎn)向桿帶動車輪擺動實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，其為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn) 向運動。在轉(zhuǎn)向的同時，根據(jù)車速的大小如果需要調(diào)節(jié)傳動比，則ECU控制電機轉(zhuǎn)動（正轉(zhuǎn) 或者反轉(zhuǎn))，驅(qū)動調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)齒輪帶動齒套轉(zhuǎn)動，齒套與轉(zhuǎn)向桿產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運動， 由于轉(zhuǎn)向桿被軸承限制了轉(zhuǎn)動自由度，因此轉(zhuǎn)向桿會相對軸套移動，該移動的位移疊加到 前述轉(zhuǎn)向桿的移動位移上，會增大或者減小轉(zhuǎn)向桿的移動位移，從而實現(xiàn)傳動比的調(diào)節(jié)。疊 加的位移是通過電機的轉(zhuǎn)動控制，而電機由ECU控制，設(shè)計者可根據(jù)需要在ECU程序中進行 傳動比大小的有關(guān)設(shè)計。
[0010] 本發(fā)明中轉(zhuǎn)向的輸入與輸出都為純機械連接，齒套與轉(zhuǎn)向桿的配合為自鎖螺紋結(jié) 構(gòu)，電機無輸出的情況下調(diào)節(jié)齒輪不會轉(zhuǎn)動，可靠性高，安全性好；采用轉(zhuǎn)向齒輪與齒套左 部嚙合、齒套的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向桿的外螺紋配合、調(diào)節(jié)齒輪與齒套的右部嚙合三個運動副， 運動副數(shù)量少，結(jié)構(gòu)更簡單、轉(zhuǎn)向間隙容易保證，傳遞效率高，轉(zhuǎn)向器性能高，加工方便，且 成本低廉；通過電機驅(qū)動產(chǎn)生疊加位移，實現(xiàn)傳動比的調(diào)節(jié)，通過對ECU程序的匹配設(shè)置可 適當控制電機的轉(zhuǎn)速，使傳動比在需要的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，滿足車輛對低速時轉(zhuǎn)向靈敏度 及高速時穩(wěn)定性的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明中齒套的軸測圖。
[0013] 圖中：1 一轉(zhuǎn)向齒輪，2 -轉(zhuǎn)向器殼體，3 -齒套，4 一轉(zhuǎn)向桿，5 -軸承，6 -調(diào)節(jié)齒 輪，7 -電機；31 -圓柱齒條，32 -直齒輪，33 -內(nèi)螺紋。

【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
[0015] 如圖1、圖2所示的傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體2、轉(zhuǎn)向桿4、齒套3、轉(zhuǎn) 向齒輪1、調(diào)節(jié)齒輪6和電機7 (電機由ECU控制轉(zhuǎn)動)，轉(zhuǎn)向齒輪1和調(diào)節(jié)齒輪6的齒形均 為直齒；轉(zhuǎn)向桿4的中部設(shè)有外螺紋，該轉(zhuǎn)向桿4的左右端部分別通過一軸承5支承在轉(zhuǎn)向 器殼體2內(nèi)，軸承5為滑動軸承，轉(zhuǎn)向桿4的左右端部分別與軸承5過渡配合；齒套3外圓 的左部為圓柱齒條31、右部為直齒輪32,該齒套3的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋33,齒套3套在轉(zhuǎn)向桿 4中部，齒套3的內(nèi)螺紋33與轉(zhuǎn)向桿4中部的外螺紋配合(該外螺紋與內(nèi)螺紋33配合可形 成自鎖）；轉(zhuǎn)向齒輪1位于轉(zhuǎn)向器殼體2左部的凸起內(nèi)，與伸入轉(zhuǎn)向器殼體3內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸配 合連接，并與齒套3左部的圓柱齒條31嚙合；調(diào)節(jié)齒輪6位于轉(zhuǎn)向器殼體2右部的凸起內(nèi)， 電機7設(shè)在轉(zhuǎn)向器殼體2右部的凸起外，該電機7的轉(zhuǎn)軸伸入轉(zhuǎn)向器殼體2內(nèi)，調(diào)節(jié)齒輪6 與電機7的轉(zhuǎn)軸配合連接，并與齒套3右部的直齒輪32嚙合。
[〇〇16] 其傳動比調(diào)節(jié)原理如下： 汽車開發(fā)公司根據(jù)汽車設(shè)計需要預(yù)先設(shè)定傳動比根據(jù)車輛速度及方向盤轉(zhuǎn)角的變化 曲線，并將其相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在ECU中，ECU根據(jù)車輛實際行駛的速度以及方向盤轉(zhuǎn)角來判斷 當前應(yīng)該使用什么傳動比，從而控制電機轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)向齒輪1與齒套3左部嚙合，齒套3 的內(nèi)螺紋33與轉(zhuǎn)向桿4的外螺紋配合(形成自鎖)，調(diào)節(jié)齒輪6與齒套3的右部嚙合，司機 轉(zhuǎn)動方向盤使轉(zhuǎn)向軸帶動轉(zhuǎn)向齒輪1轉(zhuǎn)動，設(shè)轉(zhuǎn)向齒輪1的轉(zhuǎn)角為A，其帶動齒套3與轉(zhuǎn)向 桿4沿轉(zhuǎn)向桿4軸向向右移動的位移為L1 (對應(yīng)于固定傳動比i=Ll/A)。在轉(zhuǎn)向的同時， 如果需要增大傳動比，則ECU控制電機7正轉(zhuǎn)，驅(qū)動調(diào)節(jié)齒輪6轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)齒輪6帶動齒套3 轉(zhuǎn)動，齒套3與轉(zhuǎn)向桿4產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運動，由于轉(zhuǎn)向桿4被軸承5限制了轉(zhuǎn)動自由度，因 此轉(zhuǎn)向桿4會相對軸套3向右移動，產(chǎn)生位移L2 (其為可調(diào)部分)，位移L2疊加到位移L1 上，則轉(zhuǎn)向齒輪1的轉(zhuǎn)角A可以使轉(zhuǎn)向桿4產(chǎn)生L1+L2的位移，對應(yīng)于此時轉(zhuǎn)向器的傳動比 為11= (Ll+L2)/A=i+L2/A ;如果需要減小傳動比，則E⑶控制電機7反轉(zhuǎn)，驅(qū)動調(diào)節(jié)齒輪6 轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)齒輪6帶動齒套3轉(zhuǎn)動，齒套3與轉(zhuǎn)向桿4產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運動，由于轉(zhuǎn)向桿4被 軸承5限制了轉(zhuǎn)動自由度，因此轉(zhuǎn)向桿4會相對軸套3向左移動，產(chǎn)生位移-L3 (其為可調(diào) 部分)，位移-L3疊加到位移L1上，則轉(zhuǎn)向齒輪1的轉(zhuǎn)角A可以使轉(zhuǎn)向桿4產(chǎn)生L1-L3的位 移，對應(yīng)于此時轉(zhuǎn)向器的傳動比為12= (Ll-L3)/A=i-L3/A。
【權(quán)利要求】
1. 一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，包括轉(zhuǎn)向器殼體（2)，其特征在于： 一轉(zhuǎn)向桿（4)的中部設(shè)有外螺紋，該轉(zhuǎn)向桿的左右端部分別通過一軸承（5)支承在所 述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)； 一齒套（3)外圓的左部為圓柱齒條（31)、右部為直齒輪（32)，該齒套的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺 紋（33);所述齒套（3)套在所述轉(zhuǎn)向桿（4)中部，齒套的內(nèi)螺紋與轉(zhuǎn)向桿中部的外螺紋配 合； 一轉(zhuǎn)向齒輪（1)位于所述轉(zhuǎn)向器殼體（2)內(nèi)左部，與伸入所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸 配合連接，并與所述齒套（3)左部的圓柱齒條嚙合； 一調(diào)節(jié)齒輪（6)位于所述轉(zhuǎn)向器殼體（2)內(nèi)右部，一電機（7)設(shè)在所述轉(zhuǎn)向器殼體（2) 夕卜，該電機的轉(zhuǎn)軸伸入所述轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)，所述調(diào)節(jié)齒輪與所述電機的轉(zhuǎn)軸配合連接，并與 所述齒套（3)右部的直齒輪嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，其特征在于：所述軸承（5)為滑動 軸承，所述轉(zhuǎn)向桿（4)的左右端部分別與軸承（5)過渡配合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種傳動比可調(diào)的轉(zhuǎn)向器，其特征在于：所述轉(zhuǎn)向齒輪 (1)、調(diào)節(jié)齒輪（6)的齒形均為直齒。
【文檔編號】B62D3/02GK104085440SQ201410368523
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】蔡均 申請人:重慶長安汽車股份有限公司