專利名稱：四輪小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種四輪小車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由操作部件、放大力矩部件及轉(zhuǎn)向梯形部件組成。
現(xiàn)有四輪車輛轉(zhuǎn)向技術(shù)理論和機(jī)構(gòu)，只要與獨(dú)立懸掛配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向梯形都必須分為兩段或三段，結(jié)構(gòu)復(fù)雜;梯形臂的長(zhǎng)度在使用中是不可調(diào)的，梯形臂與橫拉桿在道路平面內(nèi)的交角亦是設(shè)計(jì)定的，因此該種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)只運(yùn)用于設(shè)計(jì)的某一種基本車型，局限了轉(zhuǎn)向部件的通用化和制造的系列化;另外各轉(zhuǎn)向傳動(dòng)件都需有一定的裝配間隙，這些間隙隨著零件的磨損而增大，使游間也增大，甚至使轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)，喪失行車的穩(wěn)定性。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種可調(diào)使用長(zhǎng)度的空間梯形臂和可調(diào)梯形內(nèi)角，與獨(dú)立懸掛配合不分段，小游間，自動(dòng)回正，經(jīng)濟(jì)耐用的四輪小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)向梯形部件采用兩個(gè)梯臂萬(wàn)向球銷總成分別連接左和右側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管和橫拉桿，這樣構(gòu)成可調(diào)使用長(zhǎng)度的空間梯形臂和可調(diào)梯形內(nèi)角，以及可以獨(dú)立懸掛配用，而不需要分段的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)。兩個(gè)梯臂萬(wàn)向球銷總成的節(jié)點(diǎn)是無(wú)間隙鉸鏈，操作部件由Ω形狀的方向盤，轉(zhuǎn)向軸管及齒片構(gòu)成。放大力矩部件采用兩個(gè)以上的齒片，都是140°～180°包角和鏈條相齒合，達(dá)到游間較小。
本發(fā)明創(chuàng)造的附面說(shuō)明如下

圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的原理圖。
圖2是梯臂萬(wàn)向球銷總成剖面圖。
圖3是圖2沿B-O1-B的剖面圖。
圖4是Ω形方向盤結(jié)構(gòu)圖。
圖5是圖4側(cè)視和剖面圖。
圖6是本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)用曲線和理想直線誤差判斷圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步敘述如圖1所示，當(dāng)車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員對(duì)Ω形方向盤(101)施加轉(zhuǎn)向力矩，帶動(dòng)固定安裝在轉(zhuǎn)向軸(102)上的18牙齒片(103)偏轉(zhuǎn)，經(jīng)鏈條(104)傳動(dòng)18～36牙的齒片(105)，并且連動(dòng)固定安裝在減速短軸(106)上的18牙齒片(107)，再經(jīng)鏈條(108)帶動(dòng)固定安裝在左側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)上的18～24牙的齒片(110)。轉(zhuǎn)向力矩經(jīng)過(guò)齒片鏈條配合2級(jí)減速放大的力矩，拉動(dòng)左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，相對(duì)于方向盤偏轉(zhuǎn)角縮小了相應(yīng)角度。選用18～36不同牙數(shù)的齒片與鏈條組合2級(jí)減速，可調(diào)角傳動(dòng)比i＝1～2.66，使本轉(zhuǎn)向系機(jī)構(gòu)，通用于大小不同轉(zhuǎn)向力矩的各種四輪小車。經(jīng)放大后的轉(zhuǎn)向力矩的另一部份，經(jīng)過(guò)固定安裝在左側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)上的梯臂萬(wàn)向球銷總成(111)，傳給橫拉桿(112)，再傳給固定安裝在右側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)上的梯臂萬(wàn)向球銷總成(111)，轉(zhuǎn)向力矩通過(guò)兩個(gè)梯臂萬(wàn)向球銷總成與橫拉桿組成的轉(zhuǎn)向梯形的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)作用后，推動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)向輪隨之偏轉(zhuǎn)一個(gè)相應(yīng)的角度，使車輛轉(zhuǎn)彎行駛。前叉管(109)一端連接轉(zhuǎn)向輪、另一端連接減振儲(chǔ)能彈性懸掛器(113)，減振儲(chǔ)能彈性懸掛器(113)的結(jié)構(gòu)在1989年7月本發(fā)明人已于申請(qǐng)?zhí)?9104793×和89213965×，名為“多驅(qū)動(dòng)源四輪車”的說(shuō)明書中，已有敘述。其內(nèi)有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)活塞和懸掛彈簧。轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)的坡度為35mm，翹度為65mm，翹度具有自動(dòng)產(chǎn)生回正力矩作用。減振儲(chǔ)能彈性懸掛器(113)調(diào)整為前傾角69°，與轉(zhuǎn)向輪外傾角為1°～25°，用彎管(114)固定在車架上。轉(zhuǎn)向輪前束為3～7mm，用橫拉桿(112)整定前束為3～7mm。如圖2和圖3所示，梯臂萬(wàn)向球銷總成(111)是綜合多功能設(shè)計(jì)為一體的機(jī)構(gòu)。它構(gòu)成可調(diào)使用長(zhǎng)度的空間梯形臂;可調(diào)轉(zhuǎn)向梯形內(nèi)角Q;轉(zhuǎn)向梯形空間運(yùn)動(dòng)限位;萬(wàn)向滑動(dòng)無(wú)間隙球鉸鏈;自動(dòng)消除配合件磨損的間隙;并可配用于獨(dú)立懸掛的車輛，而且梯形機(jī)構(gòu)不需分段等多功能特征。圖中梯形臂管(201)一端有內(nèi)螺紋，用螺桿(210)垂直連接前叉管(109)，功能是是可調(diào)梯形管的使用長(zhǎng)度，梯形臂管(201)的另一端壓扁，開(kāi)一螺孔，與球頭銷(202)垂直連接，功能是可調(diào)球頭銷的使用長(zhǎng)度。球頭銷(202)一端是園球體，另一端是園螺桿，中間段開(kāi)成長(zhǎng)9mm，厚度為對(duì)應(yīng)球體大園心O1平面角為20度的楔形柱體頸部，它是和萬(wàn)向滑道座管(209)配合限定最大轉(zhuǎn)向角度。本梯形臂管(201)設(shè)計(jì)可調(diào)的使用長(zhǎng)度u范圍是125.25～119mm，球頭銷(202)設(shè)計(jì)可調(diào)使用長(zhǎng)度V-范圍是32.26～64mm，兩者垂直連接，構(gòu)成可調(diào)使用長(zhǎng)度W-的空間梯形臂，即是轉(zhuǎn)向?qū)嵱锰菪伪鄣目烧{(diào)長(zhǎng)度。計(jì)算公式為w =u2+ v2]]>，本實(shí)施例W-＝125～135mm。相應(yīng)可調(diào)梯形的內(nèi)角Q的范圍是105～118度，梯形外角θ為15°～28°。輪距B＝640～900mm，軸距L＝950～1050mm，用理想轉(zhuǎn)向方程式cotA＝cotB+ (B)/(L) ，其中A是內(nèi)側(cè)角，B是外側(cè)角。計(jì)算和用轉(zhuǎn)向幾何作圖，實(shí)用曲線證明本轉(zhuǎn)向系機(jī)構(gòu)，可以通用于 (B)/(L) ＝0.673～0.875范圍內(nèi)的各種小車。偏心園柱滑道副(207)有對(duì)稱的兩塊，它的外壁園心O2和內(nèi)腔園心O1有偏心距為4mm，在兩端部各開(kāi)有一個(gè)φ2.5mm，長(zhǎng)15mm的孔(208)，插入安裝伸張彈簧(312)使偏心園柱滑道副(207)可自動(dòng)伸張，消除球頭磨損的間隙實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向梯形的節(jié)點(diǎn)都是無(wú)間隙鉸鏈。在萬(wàn)向滑道座管(209)上安裝兩個(gè)螺絲釘(204)，防止偏心園柱滑道副(207)旋轉(zhuǎn)變位。萬(wàn)向滑道座管(209)在外管壁中間垂直焊接一根螺桿，連接橫拉桿(112)。它的中間和上段管壁開(kāi)有長(zhǎng)為78mm，寬為對(duì)應(yīng)球頭銷的球頭的園心O1的園心角為100°的管壁，形成一個(gè)長(zhǎng)方形管壁孔，它和球頭銷(202)的頸部配合，限定球頭銷最大轉(zhuǎn)向角為向左、向右均為40°，并對(duì)球頭銷(202)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)限位。四角螺帽(203)限制防塵蓋(205)不旋轉(zhuǎn)。防塵蓋(205)兼作緩沖車輪振動(dòng)的滑軌和萬(wàn)向空間運(yùn)動(dòng)限位。防塵彈簧(206)使防塵蓋(205)等貼在(209)管壁上運(yùn)作。球頭銷(202)的園球體上下都裝一根定位彈簧(311)，它功能是整定當(dāng)車在平面上停止時(shí)，園球體在中間位置。當(dāng)轉(zhuǎn)向時(shí)若恰遇某轉(zhuǎn)向輪振動(dòng)，球頭可沿偏心園柱滑道副(207)的內(nèi)腔上下振動(dòng)都有20mm滑動(dòng)行程，彈性緩沖外來(lái)的振動(dòng)沖擊力，并使振動(dòng)力不會(huì)經(jīng)過(guò)橫拉桿(112)迫使另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪同步振動(dòng)，因此，轉(zhuǎn)向梯形不需分段。另外從事故情況當(dāng)轉(zhuǎn)向時(shí)恰遇某轉(zhuǎn)向輪上下振動(dòng)達(dá)到最大振幅20mm，假設(shè)橫拉桿一端球頭不能上下滑動(dòng)，而另一端球頭滑動(dòng)瞬時(shí)速度又跟不上的最壞雙重事故重疊的暫態(tài)過(guò)程計(jì)算，后果是造成橫拉桿的有效轉(zhuǎn)向長(zhǎng)度等于縮短了。極限最大數(shù)字為0.259mm，橫拉桿長(zhǎng)為772mm，縮短比為0.259÷772＝0.0003，即0.03%，故不影響轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性。如圖4、圖5所示，Ω形方向盤(101)是用薄鋼管彎成形，表面鍍鉻拋光，長(zhǎng)直徑為242mm，橢園一側(cè)有兩個(gè)手把，最大總寬度為392mm，旋轉(zhuǎn)最大直徑為488mm。橢園和手把展開(kāi)長(zhǎng)度為932mm。方向盤中間有三根支持短管(401)，連接安裝螺帽(402)。Ω形狀方向盤比現(xiàn)有車的手把可傳動(dòng)較大的轉(zhuǎn)向力短，又方便手力剎車，調(diào)速和控制燈光音響訊號(hào)。圖6中箭頭是車轉(zhuǎn)向的方向，δi是內(nèi)側(cè)角，δo是外側(cè)角，軸距CF＝DF＝1050mm，輪距CD＝900mm，梯形內(nèi)角118°，外角28°，梯形臂長(zhǎng)CN＝DK＝135mm，橫拉桿長(zhǎng)NK＝772mm，MF是理想轉(zhuǎn)向直線，本機(jī)構(gòu)用曲線MP證實(shí)接近理想轉(zhuǎn)向。
以上敘述是本發(fā)明創(chuàng)造的最佳實(shí)施例，但在不超過(guò)本發(fā)明創(chuàng)造的構(gòu)思范圍內(nèi)，還可有其他改進(jìn)和變形。
本發(fā)明創(chuàng)造與現(xiàn)有技術(shù)相比，在轉(zhuǎn)向技術(shù)和理論上有所突破，并采用多功能設(shè)計(jì)構(gòu)件，具有可調(diào)使用長(zhǎng)度的空間梯形臂和可調(diào)梯形臂和可調(diào)梯形內(nèi)角，與獨(dú)立懸掛配用，梯形機(jī)構(gòu)不分段，小游間，自動(dòng)回正，經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種四輪小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由操縱部件，放大力矩部件及轉(zhuǎn)向梯形部件組成，其特征在于a、轉(zhuǎn)向梯形部件是由兩個(gè)梯臂萬(wàn)向球銷總成(111)的一端分別與左右側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)連接，另一端與橫拉捍(112)連接；b、操縱部件是由
形狀的方向盤(101)、轉(zhuǎn)向軸管(102)及齒片(103)構(gòu)成；c、放大力矩部件包括兩個(gè)以上的齒片和鏈條相嚙合傳動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于梯臂萬(wàn)向球銷總成(111)中的梯形臂管(201)一端有內(nèi)螺紋，用螺桿(210)垂直連接前叉管(109)，梯形臂管(201)另一端壓扁，開(kāi)一螺孔，與球頭銷(202)垂直連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于球頭銷(202)一端是園球體，另一端是園螺桿，中間段有一楔形柱體頸部，園球體上下都裝有一根定位彈簧(311)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于楔形柱體頸部長(zhǎng)9mm，厚度為對(duì)應(yīng)球體大園心O1平面角為20度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于球頭銷(202)的園球體外有兩塊對(duì)稱的偏心園柱滑道副(207)，其外壁園心O2和內(nèi)腔園心O1有偏心距4mm，在兩偏心園柱滑道副(207)的端部開(kāi)有φ2.5mm，長(zhǎng)15mm的孔(208)，可插入安裝伸張彈簧(312)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于兩偏心園柱滑道副(207)外套有萬(wàn)向滑道座管(209)，在外管壁中間垂直焊接一螺桿連接橫拉桿(112)，萬(wàn)向滑道座(209)的中間和上段壁開(kāi)有長(zhǎng)為78mm，寬為對(duì)應(yīng)球頭銷(202)球頭園心O1的園心角為100°的長(zhǎng)方形管壁孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于萬(wàn)向滑道座(209)管壁上緊貼一防塵蓋(205)，防塵蓋(205)內(nèi)有四角螺帽(203)，外套有防塵彈簧(206)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于Ω形方向盤(101)是薄鋼管彎成，中間有三根支持短管(401)連接安裝螺帽(402)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于轉(zhuǎn)向軸(102)上安裝18牙的齒片(103)，齒片(103)經(jīng)鏈條(104)傳動(dòng)18～36牙的齒片(105)，齒片(105)裝在減速短軸(106)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其特征在于減速短軸(106)兩端裝有滾珠軸承，按前傾角69°固定安在車架上，上端裝有18牙齒片(107)，并經(jīng)鏈條(108)帶動(dòng)固定安裝在左側(cè)轉(zhuǎn)向輪前叉管(109)上的18～24牙的齒片(110)。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種四輪小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向梯形部件是由兩個(gè)梯臂萬(wàn)向球銷總成分別與轉(zhuǎn)向輪前叉管及橫拉桿連接，操縱部件采用方向盤、轉(zhuǎn)向軸管及齒片構(gòu)成。放大力矩部件是用兩個(gè)以上的齒片和鏈條齒合放大力矩傳動(dòng)。具有可調(diào)使用長(zhǎng)度的空間梯形臂和可調(diào)梯形內(nèi)角，與獨(dú)立懸掛配用，梯形機(jī)構(gòu)可不分段。并且有小游間自動(dòng)回正，經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62D7/00GK1046874SQ9010129
公開(kāi)日1990年11月14日 申請(qǐng)日期1990年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月8日
發(fā)明者梁濟(jì)權(quán) 申請(qǐng)人:梁濟(jì)權(quán)