專利名稱：無滾動軸承的轉(zhuǎn)閥整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于常流式汽車動力轉(zhuǎn)向裝置里的整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器。適用于轉(zhuǎn)向軸軸荷在8T(含8T)以下的各式輪式車輛。并聯(lián)一個轉(zhuǎn)向動力缸，還可適用于前軸負荷大于8T的雙前橋轉(zhuǎn)向。
為提高國內(nèi)的動力轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)水平，1986年，第二汽車制造廠從美國TRW公司引進了汽車轉(zhuǎn)閥式整體動力轉(zhuǎn)向器，國內(nèi)也有了汽車轉(zhuǎn)閥式整體動力轉(zhuǎn)向器的實用新型的發(fā)明。但是，從國外引進的設(shè)計，其工藝技術(shù)、材料要求，都與國情不相符合太大，致使國產(chǎn)化進程很慢，一些關(guān)鍵的零件，如粉未冶金閥套等，至今還需向國外購買。公告號為CN87216513U的專利說明書公開了一種汽車轉(zhuǎn)閥式整體動力轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)還是較為復(fù)雜，且不易實現(xiàn)多種變型，液壓無效面積為直徑36mm的一個圓面。
上述兩種汽車轉(zhuǎn)閥整體式動力轉(zhuǎn)向器，以及國外其它廠家生產(chǎn)的汽車動力轉(zhuǎn)向器，無一不是1.采用滾動軸承；2.通過對閥芯上的刃口進行修正，來調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器的手力特性曲線。而采用滾動軸承和對閥芯上的刃口進行修正，都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難。
本實用新型的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，體積較小，重量較輕，手力特性更佳的整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器。
本實用新型的目的是通過以下措施來實現(xiàn)的本實用新型由轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)、齒條活塞(10)、齒扇臂軸總成(11)、轉(zhuǎn)向器殼體(17)、前蓋(18)、側(cè)蓋(20)、下蓋(21)組成。轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)有轉(zhuǎn)向螺桿(2)、閥芯(4)、扭桿(5)、密封環(huán)(6)、軸承(9)和循環(huán)球等；齒扇臂軸總成(11)有齒扇臂軸(12)、調(diào)整螺釘(13)、軸承(16)等；其特征在于
轉(zhuǎn)向螺桿(2)有一中心通孔；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部上有六道成60°均布的兩頭不通的油槽P(k)、油槽T(m)；在轉(zhuǎn)向螺桿(2)兩端的光軸圓周上分別有一圈三個均布的小孔A(g)和小孔B(h)，距轉(zhuǎn)向螺桿(2)尾部較遠的三個小孔A(g)與油槽P(k)、油槽T(m)，在轉(zhuǎn)向螺桿(2)的軸向投影上成30°的錯位；螺桿套管(3)緊密配合在轉(zhuǎn)向螺桿(2)上，并抵靠在轉(zhuǎn)向螺桿(2)端部的軸肩上，組成了轉(zhuǎn)向控制閥閥套；在螺桿套管(3)的外徑上，有兩圈各三個均布的小孔P(n)、小孔T(o)，這六個小孔在螺桿套管(3)的軸向投影上成60°均布，并分別正對著轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)、油槽T(m)；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部松套在閥芯(4)上，閥芯(4)被套在轉(zhuǎn)向螺桿(2)里的一段軸伸上有兩頭不通的六齒矩形花鍵，圓柱銷(7)穿過轉(zhuǎn)向螺桿(2)的腰形孔(j)，并與閥芯(4)上的銷孔(s)緊配合；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的尾部和扭桿(5)的一端用圓柱銷(8)來固定，閥芯(4)和扭桿(5)的另一端則用另一圓柱銷(8)固定。
齒扇臂軸(12)扇齒兩端的軸頸分別用圓管狀滑動軸承(16)支承在轉(zhuǎn)向器殼體(17)和側(cè)蓋(20)上。
前蓋(18)上有一個前蓋螺塞(19)，用于限制和調(diào)整轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)在前蓋(18)中的軸向間隙，轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)與前蓋(18)、前蓋螺塞(19)之間各有一個平面滑動軸承(9)。
轉(zhuǎn)向螺桿(2)上油槽P(k)、油槽T(m)的兩邊的槽壁上，有兩個對稱的缺口(i)。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)，由轉(zhuǎn)向螺桿(2)、螺桿套管(3)、閥芯(4)、扭桿(5)、密封環(huán)(6)、圓柱銷(7)、兩個圓柱銷(8)、兩個平面滑動軸承(9)等零件組成。螺桿套管(3)緊密壓套在轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部、并抵靠在轉(zhuǎn)向螺桿(2)端部的軸肩上。轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部則松套在閥芯(4)上。圓柱銷(7)穿過轉(zhuǎn)向螺桿(2)的腰形孔(j)，并與閥芯(4)上的銷孔(s)緊配合，用以限制閥芯(4)相對轉(zhuǎn)向螺桿(11)的轉(zhuǎn)動角度。轉(zhuǎn)向螺桿(2)的尾部和扭桿的一端用一個圓柱銷(8)固定，閥芯(4)則和扭桿(5)的另一端，用另一個圓柱銷(8)固定。用聚四氟乙烯三層復(fù)合材料制成的兩個平面滑動軸承(9)的軸向運動間隙，則用前蓋螺塞(19)來調(diào)節(jié)。其中一個平面滑動軸承(9)，松套在閥芯(4)上，緊固在前蓋(18)上，與轉(zhuǎn)向螺桿(2)端面相對轉(zhuǎn)動。另一個平面滑動軸承(9)，緊套在轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的軸頸上，與前蓋螺塞(19)相對轉(zhuǎn)動。
齒扇臂軸總成(11)由齒扇臂軸(12)、調(diào)整螺釘(13)、兩個平面滑動軸承(14)、固定螺塞(15)、兩個圓管狀滑動軸承(16)組成。用聚甲醛三層復(fù)合材料制成的兩個平面滑動軸承(14)，一個放在齒扇臂軸(12)端部的孔內(nèi)，另一端松套在調(diào)整螺釘(13)的螺桿上，它們的軸向運動間隙，由固定螺塞(15)來調(diào)節(jié)，并與調(diào)整螺釘(13)大端的兩個平端面相對轉(zhuǎn)動。用聚甲醛三層復(fù)合材料制成的兩個圓管狀滑動軸承(16)，一個壓配在轉(zhuǎn)向器殼體(17)的孔內(nèi)，另一壓配在側(cè)蓋(20)的孔內(nèi)，齒扇臂軸(12)扇齒兩端的軸頸，則簡支在這兩個圓管狀滑動軸承(16)上，并與之相對轉(zhuǎn)動。
采用了上述滑動軸承，一方面能簡化結(jié)構(gòu)，二方面能減少系統(tǒng)內(nèi)部的摩擦力，并能提高使用性能和可靠性，這已為大量的試驗所證明。
轉(zhuǎn)向螺桿(2)是一個中心有通孔的軸類零件。在它的一端有六道成60°均布的、兩頭不通的鍵槽。其中，成120°布置的三道鍵槽稱之為油槽P(k)，(“P”代表與轉(zhuǎn)向油泵直接相通，下同)；另外三道鍵槽稱之為油槽T(m)，(“T”代表與轉(zhuǎn)向油罐直接相通，下同)。在用立銑刀加工上述三道油槽P(k)和三道油槽T(m)之后，再用直徑稍大點的立銑刀，在每道油槽的兩邊的槽壁上，加工出兩個對稱的缺口(i)，缺口形狀以月牙形為最佳。為使轉(zhuǎn)向螺桿(11)的強度不過于削弱，油槽P(k)和油槽T(m)上兩個對稱的缺口(i)，一一錯開分布在轉(zhuǎn)向螺桿(2)的兩個圓周上。在轉(zhuǎn)向螺桿(2)螺旋槽兩端光軸的圓周上，還分別有三個均布的小孔A(g)(“A”代表與本實用新型的前腔相通，下同)和小孔B(h)，(“B”代表與本實用新型的后腔相通，下同)。距轉(zhuǎn)向螺桿尾部較遠的三個小孔A(g)與上述六道油槽在轉(zhuǎn)向螺桿(11)的軸向投影上成30°的錯位。
螺桿套管(3)緊密配合在轉(zhuǎn)向螺桿(2)上，組成了轉(zhuǎn)向控制閥的閥套。在螺桿套管(3)的圓柱面上，有兩圈各三個均布小孔，這六個小孔在軸向投影上則成60°布置，并正對著轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的六道油槽。和油槽P(k)正對著的小孔，稱之為小孔P(n)，和油槽T(m)正對著的小孔，稱之為小孔T(o)。
閥芯(4)被套在轉(zhuǎn)向螺桿(2)里的那一端軸伸是兩頭不通的六齒矩形花鍵，可用標準的花鍵滾刀在花鍵軸銑床上加工而成。另一端則是細牙三角花鍵。細牙三角花鍵通過其它零件和轉(zhuǎn)向盤相聯(lián)。六齒矩形花鍵的外徑與轉(zhuǎn)向螺桿(2)內(nèi)孔孔徑之間為間隙很小的動配合，六齒矩形花鍵的鍵齒寬，小于轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的鍵槽寬。鍵齒兩邊的尖角稱之為刃口(r)，鍵槽寬兩邊的尖角稱之為刃口(l)。鍵齒和鍵槽兩邊預(yù)留的間隙，即刃口(r)和刃口(l)之間的面積，則稱之為轉(zhuǎn)向控制閥的開口，看是與轉(zhuǎn)向油泵相通，還是與轉(zhuǎn)向油罐相通，則分別稱之為開口P(t)和開口T(u)。開口的形狀是一個長縫加一個月牙形，在中間位置時，理論上所有的開口的面積應(yīng)當相等，分別有六個開口P(t)和六個開口T(u)。
本實用新型采用的是循環(huán)球螺桿螺母齒條齒扇式，轉(zhuǎn)向盤(圖中未表示)帶動轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)左右轉(zhuǎn)動，再帶動齒條活塞(10)在轉(zhuǎn)向器殼體(17)內(nèi)往復(fù)移動，最后，使齒扇臂軸(12)前后擺動，來實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的。
當轉(zhuǎn)動方向盤時，扭力通過閥芯(4)傳遞到扭桿(5)再傳遞到轉(zhuǎn)向螺桿(2)，由于扭桿(5)受扭力作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，使得閥芯(4)相對轉(zhuǎn)向螺桿(2)有一個角位移，扭轉(zhuǎn)變形越大角位移就越大，這就會使轉(zhuǎn)動方向上前面的三個開口P(t)和三個開口T(u)的面積逐步變小，直至消失。首先是長縫面積逐步減小，然后是月牙形面積逐步減小。在開口面積逐步減小的過程中，系統(tǒng)的工作壓力由小到大逐步建立，系統(tǒng)工作壓力和扭力的關(guān)系曲線即稱之為手力特性曲線。變化月牙形缺口的大小，就可以調(diào)整手力特性曲線，使其能最佳滿足使用的要求。
在駕駛員沒有進行轉(zhuǎn)向操作時，從轉(zhuǎn)向油泵(圖中未表示)來的液壓油，從前蓋(18)上的P口(a)進入，通過螺桿套管(3)上的小孔P(n)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)一轉(zhuǎn)向控制閥的開口P(t)一閥芯(4)上的花鍵槽(p)一轉(zhuǎn)向控制閥的開口T(u)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽T(m)一螺桿套管(3)上的小孔T(o)一前蓋(18)上的T口(b)，回到轉(zhuǎn)向油罐(圖中未表示)。此時，工作腔A腔(e)和B腔(f)，分別通過轉(zhuǎn)向螺桿上的小孔A(g)，和閥芯上的小孔B(q)、轉(zhuǎn)向螺桿上的小孔B(h)，和閥芯上的花鍵槽(p)相通。
當駕駛員向右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，閥芯(4)要通過扭桿(5)驅(qū)使轉(zhuǎn)向螺桿(2)轉(zhuǎn)動，因扭桿(5)的扭轉(zhuǎn)彈性變性，使得閥芯(4)相對轉(zhuǎn)向螺桿(2)有一個角位移，這就關(guān)閉了轉(zhuǎn)向控制閥右側(cè)開口P(t)，和轉(zhuǎn)向控制閥右側(cè)開口T(u)，從轉(zhuǎn)向油泵來的液壓油，經(jīng)前蓋(18)上的P口(a)一螺桿套管(3)上小孔P(n)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)一轉(zhuǎn)向控制閥左側(cè)開口P(t)一閥芯(4)上的花鍵槽(p)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的小孔A(g)到達A腔，推動齒條活塞向左移動；而B腔里被擠的液壓油，則通過轉(zhuǎn)向螺桿(2)的小孔B(h)一閥芯(4)上的小孔B(q)一閥芯(4)上的花鍵槽(p)一轉(zhuǎn)向控制閥左側(cè)開口T(u)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽T(m)一螺桿套管(3)上的小孔T(o)一前蓋(18)的T口(b)回轉(zhuǎn)向油罐。
當駕駛員向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向控制閥左側(cè)開口P(t)和左側(cè)開口T(u)關(guān)閉，從轉(zhuǎn)向油泵來的液壓油，經(jīng)前蓋(18)的P口(a)一螺桿套管(3)上的小孔P(n)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)一轉(zhuǎn)向控制閥右側(cè)開口P(t)一閥芯(4)上的花鍵槽(p)一閥芯(4)上的小孔B(q)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的小孔B(h)到達B腔(f)，推動齒條活塞(10)向右移動；而A腔(e)里被擠的液壓油，則通過轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的小孔A(g)一閥芯(4)上的花鍵槽(p)一轉(zhuǎn)向控制閥右側(cè)開口T(u)一轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽T(m)一螺桿套管(3)上的小孔T(o)一前蓋(18)的T口(b)回轉(zhuǎn)向油罐。
上述工作過程說明，進出A腔的液壓油，都要通過轉(zhuǎn)向螺桿(2)中心的通孔。
在轉(zhuǎn)向器殼體(17)上有個螺紋孔A口(c)，在下蓋(21)上有個螺紋孔B口(d)，分別與本實用新型的A腔(e)、B腔(f)相通，可以用來并聯(lián)一個轉(zhuǎn)向動力缸，適用于雙橋轉(zhuǎn)向的輪式車輛。
本實用新型上述新穎結(jié)構(gòu)，可采用國內(nèi)傳統(tǒng)工藝和取之極易的材料來進行生產(chǎn)，使轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動力缸更有效地組合在一起，成為一種更新型的整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向輕便、靈敏，汽車直線行駛穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向車輪更容易自動回正。


圖1是本實用新型的主視剖面圖；
圖2是圖1的C－C向剖視圖；圖3是轉(zhuǎn)向螺桿總成的剖視圖；圖4是齒扇臂軸總成圖；圖5是轉(zhuǎn)向螺桿零件圖；圖6是螺桿套管零件圖；圖7是閥芯零件圖；圖8是駕駛員未進行轉(zhuǎn)向操作時本實用新型的工作原理示意圖；圖9是駕駛員向右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時本實用新型的工作原理示意圖；圖10是駕駛員向左轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時本實用新型的工作原理示意圖。
圖中，(1)轉(zhuǎn)向螺桿總成、(2)轉(zhuǎn)向螺桿、(3)螺桿套管、(4)閥芯、(5)扭桿、(6)密封環(huán)、(7)圓柱銷、(8)圓柱銷、(9)平面滑動軸承、(10)齒條活塞、(11)齒扇臂軸總成、(12)齒扇臂軸、(13)調(diào)整螺釘、(14)平面滑動軸承、(15)固定螺塞、(16)固管狀滑動軸承、(17)轉(zhuǎn)向器殼體、(18)前蓋、(19)前蓋螺塞、(20)側(cè)蓋、(21)下蓋、(a)P口、(b)T口、(c)A口、(d)B口、(e)A腔、(f)B腔、(g)小孔A、(h)小孔B、(i)月牙形缺口、(j)腰形孔、(k)油槽P、(l)刃口、(m)油槽T、(n)小孔P、(o)小孔T、(p)花鍵槽、(q)小孔B、(r)刃口、(s)銷孔、(t)開口P、(u)開口T。
權(quán)利要求1.一種無滾動軸承的轉(zhuǎn)閥整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器，由轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)、齒條活塞(10)、齒扇臂軸總成(11)、轉(zhuǎn)向器殼體(17)、前蓋(18)、側(cè)蓋(20)、下蓋(21)組成，轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)有轉(zhuǎn)向螺桿(2)、閥芯(4)、扭桿(5)、密封環(huán)(6)、軸承(9)、循環(huán)球等，齒扇臂軸總成(11)有齒扇臂軸(12)、調(diào)整螺釘(13)、軸承(16)等，其特征在于1)轉(zhuǎn)向螺桿(2)有一中心通孔；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部上有六道成60°均布的兩頭不通的油槽P(k)、油槽T(m)；在轉(zhuǎn)向螺桿(2)兩端的光軸圓周上分別有一圈三個均布的小孔A(g)和小孔B(h)，距轉(zhuǎn)向螺桿(2)尾部較遠的三個小孔A(g)與油槽P(k)、油槽T(m)，在轉(zhuǎn)向螺桿(2)的軸向投影上成30°的錯位；螺桿套管(3)緊密配合在轉(zhuǎn)向螺桿(2)上，并抵靠在轉(zhuǎn)向螺桿(2)端部的軸肩上，組成了轉(zhuǎn)向控制閥閥套；在螺桿套管(3)的外徑上，有兩圈各三個均布的小孔P(n)、小孔T(o)，這六個小孔在螺桿套管(3)的軸向投影上成60°均布，并分別正對著轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)、油槽T(m)；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的頭部松緊套在閥芯(4)上、閥芯(4)被套在轉(zhuǎn)向螺桿(2)里的一段軸伸上有兩頭不通的六齒矩形花鍵，圓柱銷(7)穿過轉(zhuǎn)向螺桿(2)的腰形孔(j)，并與閥芯(4)上的銷孔(s)緊配合；轉(zhuǎn)向螺桿(2)的尾部和扭桿(5)的一端用圓柱銷(8)來固定，閥芯(4)和扭桿(5)的另一端則用另一圓柱銷(8)固定；2)齒扇臂軸(12)扇齒兩端的軸頸分別用圓管狀滑動軸承(16)支承在轉(zhuǎn)向器殼體(17)和側(cè)蓋(20)上；3)前蓋(18)上有一個前蓋螺塞(19)，用于限制和調(diào)整轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)在前蓋(18)中的軸向間隙，轉(zhuǎn)向螺桿總成(1)與前蓋(18)、前蓋螺塞(19)之間各有一個平面滑動軸承(9)；4)轉(zhuǎn)向螺桿(2)上有油槽P(k)、油槽T(m)的兩邊槽壁上，有兩個對稱的缺口(i)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于齒扇臂軸(12)的調(diào)整螺釘(13)有一個大端，大端的兩個端面為平面，齒扇臂軸(12)的端孔中有螺塞(15)，用來限制和調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘(13)大端在齒扇臂軸(12)端孔中的軸向間隙，調(diào)節(jié)螺釘(13)大端的兩個平端面與螺塞(15)齒扇臂軸(12)之間各裝有一個平面滑動軸承(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于圓管狀滑動軸承(16)和平面滑動軸承(14)的材料為聚甲醛三層復(fù)合材料，平面滑動軸承(9)的材料為聚四氟乙烯三層復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于轉(zhuǎn)向螺桿(2)上的油槽P(k)、油槽T(m)兩邊槽壁上的兩個對稱的缺口(i)為月牙形缺口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于轉(zhuǎn)向器殼體(17)上有一個螺孔A口(c)，下蓋(21)上有一個螺紋孔B口(d)，可用于并聯(lián)一個轉(zhuǎn)向動力缸。
專利摘要無滾動軸承的轉(zhuǎn)閥整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器，采用滑動軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)里所采用的滾動軸承，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了性能；并通過對閥套上的刃口的修正，來調(diào)整轉(zhuǎn)向控制閥的手力特性曲線，以最佳滿足使用要求；液壓油在轉(zhuǎn)向螺桿軸內(nèi)流動，減少了外滲漏的可能性。是一種新型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)閥式整體式汽車動力轉(zhuǎn)向器。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，可采用國內(nèi)傳統(tǒng)工藝，選用國內(nèi)普及型材料制造。本實用新型性能優(yōu)良，系列化好，適宜多種變型，可適用于轉(zhuǎn)向軸軸荷在8T以下的各種輪式車輛。還可很方便地并聯(lián)一個轉(zhuǎn)向動力缸，用于前軸負荷大于8T的雙前橋轉(zhuǎn)向。
文檔編號B62D1/02GK2190063SQ9420230
公開日1995年2月22日 申請日期1994年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月22日
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