CN104787107A - 一种车用电动转向管柱机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用电动转向管柱机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键，设在输出轴顶端外部的外花键，用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔，所述空心圆柱体中的一部分为开有C型槽的空心圆柱体另一部分为设有滚针的空心圆柱体；所述内花键与外花键的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。本发明利用柔性与刚性设计相结合，有效的解决异响问题带来的刚度差的问题。
Description
技术领域
本发明属于车用电动转向轴领域，具体涉及一种车用电动转向管柱机构。
背景技术
目前汽车用电动转向管柱的输入输出轴连接普遍采用花键连接，花键材料为尼龙，具体加工方式为：输入轴下端为空心结构，内壁加工花键，花键为梯形齿结构，输出轴上端装配花键套，花键套材料为尼龙，尼龙注塑成型，内外花键组成，外花键与输入轴内花键配合连接，內花键与输出轴过盈配合，通常也为梯形齿结构，防止花键套在输出轴上打滑转动。在输入轴输出轴连接处增加尼龙花键套是为了避免纯刚性的连接，因为纯钢性的花键尺寸配合对加工工艺是个难点，加工的尺寸公差很难控制，会带来装配困难的问题，成品率很低。虽尼龙花键套结构普遍采用，尼龙的材质本身可以通过塑性变形避免装配困难的问题，但尼龙材料加工的花键梯形齿结构长时间传递扭矩后容易永久性塑性变形而产生间隙，导致松旷异响噪音，制造更加安静的汽车转向管柱是本发明专利要解决的问题。
目前电动转向管柱输入输出轴采用的尼龙的花键配合较为普遍，其中尼龙花键套有两种装配工艺，一种是涂覆在输出轴的花键梯形齿上，另一种是压铸在输出轴的花键梯形齿上，无论哪种工艺，本质上都是在输出轴花键梯形齿的外圈包了一层柔性的材料，避免与输入轴的纯刚性接触，工艺实现较容易。
如图1-3所示，现有技术在输入输出轴采用尼龙花键，花键是过盈配合，保证输入轴1a与输出轴2a装配后保持100N的滑移力，虽然输入轴1a与输出轴2a之间径向传递的力矩较小，但在长时间使用后，输入轴内花键11a及输出轴外花键挤压花键套3，尼龙材料加工的花键套花键梯形齿结构容易永久性塑性变形而产生间隙，导致松旷异响噪音，长时间磨损，花键套的梯形齿会变形更加严重，导致输入输出轴刚度也会相应降低。本发明将解决变形而异响和提高刚度的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车用电动转向管柱机构，以期能够解决变形而异响和提高刚度的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种车用电动转向管柱机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键、设在输出轴顶端外部的外花键，和用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔；所述空心圆柱体中的一部分为开有C型槽的空心圆柱体另一部分为设有滚针的空心圆柱体；所述内花键与外花键的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。
优选地，所述开有C型槽的空心圆柱体为三个，所述设有滚针的空心圆柱体为三个，所述开有C型槽的空心圆柱体和所述设有滚针的空心圆柱体在所述花键套的周向上相间布置。
优选地，所述滚针设在所述空心圆柱体内且与所述空心圆柱体的内壁相适配。
优选地，所述滚针两端为向外凸起的圆锥形结构。
优选地，所述滚针为钢制滚针。
优选地，所述花键套为尼龙花键套，所述花键套的长度小于所述输出轴外花键的长度。
优选地，所述C型槽的开口设在与输入轴相配的所述空心圆柱体圆柱端。
优选地，所述C型槽内设有油脂。
本发明的效果在于：本发明的有益技术效果体现在以下方面：通过“C”状的开口变形，使花键套具有自动弹性补偿间隙功能，所述花键套设置的钢制滚针，间隔排列，提高了花键套的扭转刚度。同时输入轴输出轴花键套设置的花键齿均为半圆形状，避免了普通尼龙梯形齿变形产生的间隙，本发明利用柔性与刚性设计相结合，有效的解决异响问题及刚度差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术方案剖视图
图2为现有技术方案局部剖视图放大图
图3为现有技术方案套管与输出轴梯形齿花键套配合结构剖视图
图4为本发明技术方案剖视图
图5为本发明技术方案局部剖视放大图
图6为本发明技术方案输入轴与花键套总成装配图
图7为本发明技术方案套管的正视图
图8为本发明技术方案输出轴的正视图
图9为本发明技术方案花键套的正视图
图10为本发明技术方案花键套的侧视图
现有技术图中：1a-轴套2a-套管3a-花键套11a-输入轴内花键；
本实施例图中：1-输入轴2-输出轴3-花键套11-内花键21-外花键31-C型槽32-钢制滚针。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图4至10为本发明提供的一种车用电动转向管柱机构，包括设在输入轴1底部内壁的内花键11，设在输出轴顶端外部的外花键21，用于连接所述内花键11与所述外花键21的花键套3，其中，所述花键套由多个空心圆柱体间隔一定距离围成，所述空心圆柱体包括开有C型槽31的空心圆柱体、设有滚针的空心圆柱体；所述内花键11与外花键21的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键11及外花键21的半圆形齿形相配。本实施例中，输出轴2及输入轴的花键均为向内凹的半圆型花键，通过采用半圆形花键与空心圆柱体配合的形式完成输入轴与输出轴的固定，避免了普通梯形齿变形产生的间隙，减小了异响的差生；通过采用C型槽结构的空心圆柱体，使得输入轴与输出轴配合时当C型槽收挤压，可以发生一定形变，花键套具有自动弹性补偿间隙功能，提高了花键套的扭转刚度，也就是提高了转向管柱的扭转刚度；同时，加装的滚针结构可进一步提高花键套的强度。
本实施例中，输入轴1和输出轴2材质为钢材，输入轴1的内花键11为滚轧成型，齿数为12齿，齿形为半圆形，所述滚针为钢制滚针；输出轴2的外花键21通常是铸造而成，齿数为6齿，齿形为半圆形；所述花键套3材料为尼龙制成，为了便于配合花键套长度短于输出轴花键长度，花键套外圈均布6个空心圆柱体，其中3个空心圆柱体设有开口槽，其中，所述开口槽为C型槽，C型槽的开口设在与输入轴相配的所述空心圆柱体圆柱端，开口槽端面形似“C”状；其余3个空心圆柱轴向设置有钢制滚针32，钢制滚针32在花键套注塑时一起成型，滚针设在所述空心圆柱体内且与内壁相配，为了便于钢制滚针的安装，钢制滚针32的两端为向外凸起的圆锥状结构。
进一步，3个带有C型槽的空心圆柱体与3个带滚针的空心圆柱体交叉排列，该开有C型槽的空心圆柱体及设有钢制滚针的空心圆柱体，在所述花键套的周向上相间布置。花键套空心圆柱体外部同输入轴半圆齿形配合，空心圆柱体内同输出轴半圆齿形配合；这样排列可以在圆周方向均匀的消除间隙度和提高扭转强度，其中，花键套3压装在输出轴2上与输出轴过盈配合；对“C”状空心圆柱开槽内添加油脂对花键套进行润滑，然后输入轴1总成再与输出轴2压装过盈配合，完成电动转向管柱输入轴输出轴配合机构的装配。
综上所述：本实施例提供的设置有C槽的花键套，通过“C”状的开口变形，使花键套具有自动弹性补偿间隙功能，所述花键套设置的钢制滚针，间隔排列，提高了花键套的扭转刚度。同时输入轴输出轴花键套设置的花键齿均为半圆形状，避免了普通尼龙梯形齿变形产生的间隙，本发明利用柔性与刚性设计相结合，有效的解决异响问题带来的刚度差的问题。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种车用电动转向管柱机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键、设在输出轴顶端外部的外花键，和用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，其特征在于：所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔；所述空心圆柱体中的一部分为开有C型槽的空心圆柱体另一部分为设有滚针的空心圆柱体；所述内花键与外花键的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。
2.如权利要求1所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述开有C型槽的空心圆柱体为三个，所述设有滚针的空心圆柱体为三个，所述开有C型槽的空心圆柱体和所述设有滚针的空心圆柱体在所述花键套的周向上相间布置。
3.如权利要求1或2所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述滚针设在所述空心圆柱体内，且与所述空心圆柱体的内壁相适配。
4.如权利要求3所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述滚针两端为向外凸起的圆锥形结构。
5.如权利要求4所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述滚针为钢制滚针。
6.如权利要求1或2所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述花键套为尼龙花键套，所述花键套的长度小于所述输出轴外花键的长度。
7.如权利要求1所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：C型槽的开口设在与输入轴相配的所述空心圆柱体的圆柱端。
8.如权利要求7所述的车用电动转向管柱机构，其特征在于：所述C型槽内设有油脂。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107010096A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-08-04 | 操纵技术Ip控股公司 | 车辆转向柱组件和组装的方法 |
| CN107089263A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-08-25 | 徐州徐工矿山机械有限公司 | 一种矿用自卸车用全液压转向器的连接接头 |
| CN112065872A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 北方重工集团有限公司 | 一种消隙式转向传动轴钢球保持架 |
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2015
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