CN102717830A - 自动补偿齿侧间隙的转向传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，包括壳体，与方向盘操作杆连接、可在壳体的输入油腔内转动的主动轴，动力输出端与方向器相连接、可在壳体的输出油腔内转动且与主动轴成角度设置的从动轴，所述主动轴与从动轴之间通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮传递动力，在壳体内设置有对从动轴朝向主动齿轮方向施加轴向弹力的压力机构。本发明有效解决了主动齿轮、从动齿轮长期啮合转动后，齿轮啮合部位由于磨损齿侧间隙会增大的问题，使齿轮在长期啮合转动后都能保持平稳状态。本发明适用于各类汽车的转向机构中。

Description

自动补偿齿侧间隙的转向传动机构

技术领域

本发明涉及一种车辆运行时的转向装置，尤其涉及一种自动补偿齿侧间隙的转向传动机构。

背景技术

目前，传统的机动车转向装置一般通过操纵方向盘，经操纵杆、转向传动机构、方向器配合而改变方向轮的角度来达到转向的目的。现有转向传动机构主动齿轮是利用压紧螺塞进行固定，从动齿轮是利用锁紧螺母进行固定，在主动齿轮、从动齿轮长期啮合转动后，齿轮啮合部位会产生磨损，齿侧间隙会增大，此后的传动性能会降低，在驾驶者转向时会产生异响，影响驾驶者驾驶车辆的舒适性。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够自动补偿齿侧间隙、同时结构简单，故障率低、性能稳定的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构。

为实现上述目的，本发明的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，包括壳体，与方向盘操作杆连接、可在壳体的输入油腔内转动的主动轴，动力输出端与方向器相连接、可在壳体的输出油腔内转动且与主动轴成角度设置的从动轴，所述主动轴与从动轴之间通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮传递动力，在壳体内设置有对从动轴朝向主动齿轮方向施加轴向弹力的压力机构。

作为对本发明的限定，所述压力机构包括相对壳体固定、具有中空腔体的套在从动轴上的螺塞，设置在螺塞的腔体内并套在从动轴上的压紧弹簧，所述压紧弹簧的顶端顶压在螺塞的内台阶上，底端与从动轴定位连接。

作为对上述方式的限定，所述压力机构还包括固定套装在从动轴上的角接触球轴承及套装在从动轴上并贴靠在角接触球轴承一侧的压紧支座，所述压紧弹簧的底端顶置在压紧支座上。

作为对上述方式的限定，所述螺塞与壳体的输出油腔为螺纹连接。

作为对本发明的改进，在壳体内设有沿从动轴的轴向朝向转向器方向提供缓冲力的平衡机构。

作为对上述方式的限定，所述平衡机构包括支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端顶压在从动齿轮端面的凹槽内，另一端固连在用于支撑支撑弹簧的弹簧座上，所述弹簧座设置在与壳体固连的支架上。

作为对本发明的改进，在壳体内设有用于调节主动轴轴向窜动量的调节装置，所述调节装置包括固定在主动齿轮底端的带有凹槽的滑动压块、固连在壳体内的调整螺母、与调整螺母螺纹配合的调整螺钉，所述的调整螺钉的自由端顶压在滑动压块的凹槽内。

作为对本发明的改进，所述主动轴通过固定在壳体输入油腔内的、沿主动轴轴向设有的两个固定套装在主动轴上的输入端冲压外圈滚针轴承定位在壳体内。

作为对本发明的改进，所述壳体输入油腔的输入端内孔设置有防止外部杂物进入转向传动机构的输入端转轴唇形密封圈，螺塞的内孔内设置有防止外部杂物进入转向传动机构的输出端旋转轴唇形密封圈。

作为对上述方式的限定，所述在壳体的输入油腔外设置有用于保护输入端旋转轴唇形密封圈的输入端防尘罩；在壳体输出油腔外设置有用于保护输出端旋转轴唇形密封圈的输出端防尘罩。

采用如上技术方案，其效果如下：

(1)通过螺塞压紧压紧弹簧，进而压紧从动齿轮，能够自动补偿主动齿轮与从动齿轮运行过程中，由于磨损产生的间隙，令从动齿轮始终顶着主动齿轮，令齿轮在长期啮合转动后仍能保持平稳状态；

(2)螺塞与壳体之间为螺纹配合，可以通过拧动螺塞调节齿轮啮合的转动力矩，使力矩达到设定的要求；

(3) 设置平衡机构，可以对从动齿轮提供缓冲力，保证从动齿轮与主动齿轮啮合过程中的平稳性；

(4)通过设置的调节主动轴轴向窜动量的调节装置，通过调整螺钉顶压滑动块调整主动轴的轴向窜动量，令主动轴尽可能在轴向方向上来回窜动；

(5)在壳体输入端内孔和螺塞内孔分别设置有旋转轴唇形密封圈，令机构的密封效果更好；

(6)通过在壳体输入端和输出端分别设置有防尘罩，防止外部泥水等杂物损坏旋转轴唇形密封圈，延长了密封圈的使用寿命；

(7)通过在输入油腔和输出油腔内均设置有冲压外圈滚针轴承，令齿轮之间的啮合转动更加平稳；

综上所述，本发明有效的解决了主动齿轮与从动齿轮长期啮合转动时因啮合部位产生磨损而造成齿侧间隙增大的问题，保证了转向传动机构能够长期平稳运行。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部位的放大结构示意图；

图3是图1中B部位的放大结构示意图；

     图中：1、壳体；2、主动轴；21、主动齿轮；3、从动轴；31、从动齿轮；41、螺塞；42、压紧弹簧；43、压紧支座；44、角接触球轴承；45螺塞螺母；51、输入端旋转轴唇形密封圈；52、输出端旋转轴唇形密封圈；61、输入端防尘罩；62、输出端防尘罩；71、支撑弹簧；72弹簧座；73、支架；81、滑动压块；82、调整螺钉；83、调整螺母；9、底盖；101、输入端冲压外圈滚针轴承；102、输出端冲压外圈滚针轴承；11、调整垫片。

具体实施方式

由图1—图3所示，本实施例涉及的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，包括外壳1，花键端与方向盘操纵杆相连接、可在壳体1的输入油腔内转动的主动轴2，以及动力输出端与方向器相连接、可在壳体1的输出油腔内转动的、与主动轴2成角度设置的阶梯状的从动轴3，本实施例中所述主动轴2与从动轴3之间的夹角为直角，同时，主动轴2与从动轴3通过相啮合的主动齿轮21和从动齿轮31传递动力，所述主动齿轮21与从动齿轮31均为锥齿轮。

为保证主动齿轮21与从动齿轮31之间长期啮合，防止主动齿轮21与从动齿轮31之间的齿侧间隙增大，本实施例在壳体1内设置有对从动轴3朝向主动齿轮21方向施加轴向弹力的压力机构，该压力机构包括设置在壳体1输出油腔内、具有中空腔体的螺塞41，为从动轴31提供压力的压紧弹簧42，以及用于支撑压紧弹簧42的压紧支座43，螺塞41与壳体1输出油腔通过螺纹活动连接，通过螺塞螺母45将螺塞备紧在壳体1上；压紧弹簧42设置在螺塞41的腔体内，同时套在从动轴3为外，压紧弹簧42的一端设置在螺塞41的内台上，另一端顶压压紧支座43，压紧支座43设置在角接触球轴承44上，角接触球轴承44与从动轴3的阶梯间隙配合设置。

为了令转向传动机构运行更加平稳，本实施例设置了提供缓冲力的平衡装置，该平衡装置包括用于平衡压紧弹簧42压力的支撑弹簧71，支撑弹簧71的一端顶压在从动齿轮31端面的凹槽内，另一端固连在用于支撑支撑弹簧71的弹簧座72上；为了令支撑弹簧71提供的缓冲力更加稳定、均匀，令支撑弹簧71的弹力刚好在从动轴31的轴线上，所述弹簧座72的宽度刚好为完全套装支撑弹簧71，同时在弹簧座72的底端中间部位有一顶尖，该顶尖部位顶压在用于与壳体1固连的支架73的凹槽内。

在本实施例工作时，主动齿轮21带动从动齿轮31转动，齿轮之间长期的啮合转动造成齿侧间隙增大，此时压紧弹簧42通过压紧支座43给从动轴3一个压力，进而从动齿轮31也会受到该压力的影响，支撑弹簧71同样会受到该压力的压紧，从而支撑弹簧71会调节自身的节距，令从动齿轮31再次压紧主动齿轮21，减小主动齿轮21与从动齿轮31之间的间隙，令转向传动机构运行恢复平稳。同时，本实施例可以松动螺塞螺母45，松开之后，可以拧动螺塞41，通过调整螺塞41在壳体1输出油腔内的位置来调整齿轮啮合的转动力矩。

为了保证转向传动机构主动轴2的窜动量，本实施例还设置了用于调整主动轴2窜动量的调节装置，所述调节装置包括顶压在主动齿轮21底端带有凹槽的滑动压块81，固连在壳体1内的调整螺母83，与调整螺母83螺纹配合的调整螺钉82，所述的调整螺钉82的自由端顶压在滑动压块81的凹槽内。

在调节过程中可以调整调整螺钉82的位置，令主动轴2在轴向方向来回窜动，保证力传递的最大化，同时减少主动齿轮21与从动齿轮31之间的磨损。

为了完善本发明，在壳体1输入端的内孔中设置有输入端旋转轴唇形密封圈51，螺塞41的内孔内设置有输出端旋转轴唇形密封圈52，所述输入端旋转轴唇形密封圈51、输出端旋转轴唇形密封圈52均可以防止外部杂物进入转向传动机构内部，所述输入端转轴唇形密封圈51与壳体1输入端内孔、主动轴2之间，以及输出端旋转轴唇形密封圈52与螺塞41的内孔、从动轴3之间均为过盈配合。

为了延缓输入端旋转轴唇形密封圈51与输出端旋转轴唇形密封圈52的老化速度，在壳体1的输入端与输出端分别设置有输入端防尘罩61与输出端防尘罩62；为了防止外部的泥水等杂物进入到转向传动机构中，在壳体1的后端设置有用于封闭壳体1的底盖9，所述底盖9通过组合螺栓固定在壳体1上。

此外，为了令本发明的主动轴2运行更加平稳，在壳体1的输入油腔内设置有两个相对于壳体1固定的、套装在主动轴2上的输入端冲压外圈滚针轴承101，所述输入端冲压外圈滚针轴承101与壳体1的输入油腔过盈配合、与主动轴2间隙配合；同样，为了保证从动轴3运行更加平稳，在壳体1的输出油腔内设置有一个套装在从动轴3上的输出端冲压外圈滚针轴承102，所述输出端冲压外圈滚针轴承102与壳体1的输出油腔过盈配合、与从动轴3间隙配合。

为了调整输入齿轮21与输出齿轮31之间的啮合安装距，减少齿轮啮合转动的力矩波动，在主动齿轮21的止靠部位与壳体1的输入油腔前端面中间设置有一个调整间隙的调整垫片11。

Claims (10)

1.一种自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，包括壳体（1），与方向盘操作杆连接、可在壳体（1）的输入油腔内转动的主动轴（2），动力输出端与方向器相连接、可在壳体（1）的输出油腔内转动且与主动轴（2）成角度设置的从动轴（3），所述主动轴（2）与从动轴（3）之间通过相互啮合的主动齿轮（21）和从动齿轮（31）传递动力，其特征在于：在壳体（1）内设置有对从动轴（3）朝向主动齿轮（21）方向施加轴向弹力的压力机构。

2.根据权利要求1所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：所述压力机构包括相对壳体（1）固定、具有中空腔体的套在从动轴（3）上的螺塞（41），设置在螺塞（41）的腔体内并套在从动轴（3）上的压紧弹簧（42），所述压紧弹簧（42）的顶端顶压在螺塞（41）的内台阶上，底端与从动轴（3）定位连接。

3.根据权利要求2所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：所述压力机构还包括固定套装在从动轴（3）上的角接触球轴承（44）及套装在从动轴（3）上并贴靠在角接触球轴承（44）一侧的压紧支座（43），所述压紧弹簧（42）的底端顶置在压紧支座（43）上。

4.根据权利要求3所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：所述螺塞（41）与壳体（1）的输出油腔为螺纹连接。

5.根据权利要求1—4中任一项所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：在壳体（1）内设有沿从动轴（3）的轴向朝向转向器方向提供缓冲力的平衡机构。

6.根据权利要求5所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：所述平衡机构包括支撑弹簧（71），所述支撑弹簧（71）的一端顶压在从动齿轮（31）端面的凹槽内，另一端固连在用于支撑支撑弹簧（71）的弹簧座（72）上，所述弹簧座（72）设置在与壳体（1）固连的支架（73）上。

7.根据权利要求1所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于：在壳体（1）内设有用于调节主动轴（2）轴向窜动量的调节装置，所述调节装置包括固定在主动齿轮（21）底端的带有凹槽的滑动压块（81）、固连在壳体（1）内的调整螺母（83）、与调整螺母（83）螺纹配合的调整螺钉（82），所述的调整螺钉（82）的自由端顶压在滑动压块（81）的凹槽内。

8.根据权利要求1所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于： 所述主动轴（2）通过固定在壳体（1）输入油腔内的、沿主动轴（2）轴向设有的两个固定套装在主动轴（2）上的输入端冲压外圈滚针轴承（11-1）定位在壳体（1）内。

9.根据权利要求1所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于： 所述壳体（1）输入油腔的输入端内孔设置有防止外部杂物进入转向传动机构的输入端旋转轴唇形密封圈（51），螺塞（41）的内孔内设置有防止外部杂物进入转向传动机构的输出端旋转轴唇形密封圈（52）。

10.根据权利要求9所述的自动补偿齿侧间隙的转向传动机构，其特征在于： 所述在壳体（1）的输入油腔外设置有用于保护输入端旋转轴唇形密封圈（51）的输入端防尘罩（61）；在壳体（1）输出油腔外设置有用于保护输出端旋转轴唇形密封圈（52）的输出端防尘罩（62）。

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