CN105946964A - 一种齿轮齿条式转向机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了齿轮齿条式转向机，包括壳体、设于壳体内的齿条及和齿条两端连接的横拉杆；齿条一端通过齿条支撑压块压紧，壳体上设有安装孔，安装孔内设有和副车架通过螺栓连接的减震橡胶套；减震橡胶套包括内侧金属套和外侧金属套，还包括减震橡胶套和副车架通过螺栓锁紧时处于受力压缩状态的中部橡胶套，中部橡胶套设于内侧金属套和外侧金属套之间；齿条另一端及壳体之间设有齿条衬套及和齿条衬套相接触的齿条挡块；齿条衬套内壁和齿条间隙配合，齿条衬套外壁上设有和壳体内壁过盈配合的O形环；齿条和横拉杆连接的两端端部上设有减震缓冲环；本发明能够大大的减少冲击震动，提高转向机的使用寿命。

Description

一种齿轮齿条式转向机

技术领域

本发明涉及转向机，具体涉及一种齿轮齿条式转向机。

背景技术

齿轮齿条式转向机的安装通过转向机的壳体和副车架连接来实现，转向机的壳体上设有和副车架通过螺栓连接的安装孔。由于车辆行驶过程中，存在冲击震动，转向机的壳体和副车架直接连接的方式，冲击震动会传递到手上，出现方向盘打手的现象，影响车辆转向舒适性。现有技术中，通过在安装孔内设置减震套的方式，以减小冲击震动。减震套由内侧金属套及外侧橡胶套构成，内侧金属套和螺栓连接，外侧橡胶套提供减震缓冲作用。这种减震套的结构，只能在横向(即XY平面内)提供减震作用，在车辆过颠簸或路况较差路段时，冲击震动较大，不能提供有效的减震作用，冲击震动力不能有效缓解时，会影响转向机的使用寿命，同时现有转向机的减震套结构在Z方向上受到较大冲击时，存在减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险。

同时，在方向盘打死的状态时，齿轮齿条式转向机处于极限工作位置状态，转向横拉杆的球头和限位面会产生撞击；球头和限位面撞击会产生冲击震动及异响，冲击震动通过和转向横拉杆连接的齿条传递到方向盘上，不仅会影响转向舒适性，且会影响转向机的使用寿命。

另外，齿轮齿条式转向机的齿条两端需要定位支撑，齿条在移动时，齿条和定位结构间摩擦接触。现有技术中，齿条一端通过齿条支撑压块压紧，齿条另一端通过塑料套圈定位。塑料套圈的定位结构，不仅无法实现齿条和壳体间的小间隙配合，同时塑料套圈抗冲击能力较差，导致齿条移动不平稳，受力不均匀，容易磨损，影响齿条的使用寿命。另外塑料套筒弹性有限，齿条移动时和塑料套圈磨损严重，极大的影响了齿条的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供抗冲击能力强，大大提高转向机使用寿命的齿轮齿条式转向机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该种齿轮齿条式转向机，包括壳体、设于所述壳体内的齿条及和所述齿条两端连接的横拉杆；所述齿条一端通过齿条支撑压块压紧，所述壳体上设有安装孔，所述安装孔内设有和所述副车架通过螺栓连接的减震橡胶套；所述减震橡胶套包括内侧金属套和外侧金属套，还包括减震橡胶套和所述副车架通过螺栓锁紧时处于受力压缩状态的中部橡胶套，所述中部橡胶套设于所述内侧金属套和外侧金属套之间；所述齿条另一端及壳体之间设有齿条衬套及和所述齿条衬套相接触的齿条挡块；所述齿条衬套内壁和所述齿条间隙配合，所述齿条衬套外壁上设有和壳体内壁过盈配合的O形环；所述齿条和所述横拉杆连接的两端端部上设有减震缓冲环。

所述减震橡胶套为一对，所述安装孔内一对减震橡胶套的内侧金属套相压紧接触。

所述中部橡胶套包括橡胶套管，所述橡胶套管一端端部设有橡胶圆台，所述橡胶套管另一端上设有一对槽口。

所述内侧金属套由内侧套管及内侧套管一端端部伸出的内侧金属套圆台构成；所述外侧金属套由外侧套管及外侧套管一端端部伸出的外侧金属套圆台构成；所述内侧套管一端的内侧金属套圆台压在所述橡胶套管一端的橡胶圆台上，所述橡胶圆台压在所述外侧套管一端的外侧金属套圆台上；所述橡胶圆台上设有和所述内侧金属套圆台适配的安装凹槽；所述外侧套管另一端端部和橡胶套管另一端端部平齐，所述内侧套管另一端端部伸出所述外侧套管及橡胶套管。

所述橡胶圆台边缘设有一对凸出部。

所述槽口的弧度为80度。

所述外侧金属套和所述安装孔过盈配合。

所述齿条衬套上设有U型槽口和倒U型槽口；所述U型槽口和倒U型槽口依次排列布置均匀分布在齿条衬套上。

所述齿条衬套上设有两个用于安装O形环的环形凹槽。

所述减震缓冲环内壁设有和所述齿条紧配合的凸起；所述减震缓冲环上设有开口。

本发明的优点在于：该齿轮齿条式转向机，减震橡胶套安装在壳体和副车架连接的安装孔内，由于壳体和副车架连接时，中部橡胶套处在受力压缩状态；减震橡胶套能在XY方向上提供可靠地减震作用外，当过颠簸路段，冲击震动较大时，减震橡胶套在安装孔中心线方向，即在Z方向上能够提供极大的缓冲作用，能够大大的减少冲击震动，提高转向机的使用寿命，同时避免了减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险，提高驾驶安全性。

齿条衬套及齿条挡块套装在壳体上；齿条衬套内壁和齿条紧配合，齿条衬套外壁的O形环为弹性橡胶环，O形环和转向机壳体紧配合，实现齿条和转向机壳体的小间隙配合；进而实现传动副、定位元件及壳体间的小间隙配合，减少齿条的冲击震动，减小磨损，提高齿条的使用寿命。

在转向机处于极限位置时，减震缓冲环吸收释放球头和限位面撞击产生的冲击震动，不仅能够提高转向舒适性，且能够可靠地减小转向异响，同时能够延长转向机的使用寿命。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明齿轮齿条式转向机的结构示意图。

图2为图1齿轮齿条式转向机的齿条衬套安装部分的放大结构示意图。

图3为本发明齿轮齿条式转向机的减震橡胶套的主视示意图。

图4为本发明齿轮齿条式转向机的减震橡胶套的后视示意图。

图5为本发明齿轮齿条式转向机的减震橡胶套的剖视图。

图6为本发明齿轮齿条式转向机的齿条衬套的主视示意图。

图7为本发明齿轮齿条式转向机的齿条衬套的后视示意图。

图8为本发明齿轮齿条式转向机的齿条衬套的侧视示意图。

图9为本发明齿轮齿条式转向机的减震缓冲环的结构示意图。

图10为本发明齿轮齿条式转向机的减震缓冲环的截面示意图。

上述图中的标记均为：

1、内侧金属套，2、中部橡胶套，3、外侧金属套，4、内侧金属套圆台，5、橡胶圆台，6、外侧金属套圆台，7、槽口，8、凸出部，9、内侧套管，10、橡胶套管，11、外侧套管，12、壳体，13、减震橡胶套，14、齿条，15、齿条衬套，16、齿条挡块，17、O形环，18、U型槽口，19、倒U型槽口，20、端面圆台，21、环形凹槽，22、齿条支撑压块，23、横拉杆，24、减震缓冲环，25、凸起，26、开口。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1-图5所示，该齿轮齿条式转向机，包括壳体12、设于壳体12内的齿条14和齿条14两端连接的横拉杆23，齿条14一端通过齿条支撑压块22压紧，壳体12上设有安装孔，安装孔内设有和副车架通过螺栓连接的减震橡胶套13；减震橡胶套13包括内侧金属套1和外侧金属套3，还包括减震橡胶套13和副车架通过螺栓锁紧时处于受力压缩状态的中部橡胶套2，中部橡胶套2设于内侧金属套1和外侧金属套3之间；齿条14另一端及壳体12之间设有齿条衬套15及和齿条衬套15相接触的齿条挡块16；齿条衬套15内壁和齿条14间隙配合，齿条衬套15外壁上设有和壳体12内壁过盈配合的O形环17；齿条14和横拉杆23连接的两端端部上设有减震缓冲环24。

齿轮齿条式转向机安装好后，安装孔内的中部橡胶套2处于受力预压缩状态，在车辆冲击震动大时，中部橡胶套2释放能量以缓冲冲击震动力，阻止冲击震动力传递到手上，提高驾驶舒适性，延长转向机的使用寿命；同时避免了减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险，提高驾驶安全性。

齿条衬套15及齿条挡块16套装在齿条14上；齿条衬套15内壁和齿条14间隙配合；齿条衬套15外壁的O形环17为弹性橡胶环，齿条衬套15弹性性能好，O形环17和壳体12紧配合，实现齿条14和齿条衬套15的小间隙配合；进而实现传动副、定位元件及壳体间的小间隙配合；减少齿条14的冲击震动，提高齿条14的移动平稳性和抗冲击能力，提高齿条14的使用寿命；同时齿条衬套15的弹性好，抗冲击能力好，能够有效减小齿条14和齿条衬套15间的磨损，提高齿条14的使用寿命，进而大大提高转向机的使用寿命。

同时在转向机处于极限位置时，减震缓冲环24吸收释放球头和限位面撞击产生的冲击震动，不仅能够提高转向舒适性，且能够可靠地减小转向异响，同时能够延长转向机的使用寿命。

减震橡胶套13为一对，安装孔内一对减震橡胶套13的内侧金属套1相压紧接触。一对减震橡胶套13的内侧金属套1相对设置，螺栓锁紧前，一对减震橡胶套13的内侧金属套1间设有螺栓锁紧时提供中部橡胶套2受力压缩空间的让位间隙。螺栓锁紧时，让位间隙逐渐变为0，一对减震橡胶套13的内侧金属套1相压紧接触，中部橡胶套2处于受力预压缩状态。一对减震橡胶套13的中部橡胶套2均处于受力压缩的状态，其抗冲击能力很强。在车辆冲击震动大时，中部橡胶套2释放能量以缓冲冲击震动力，阻止冲击震动力传递到手上，提高驾驶舒适性，同时避免了减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险，提高驾驶安全性。

内侧金属套1和外侧金属套3为刚性结构，结构可靠，能够提供稳定可靠的连接作用；一对减震橡胶套13的内侧金属套1、外侧金属套3及中部橡胶套2相结合，提供可靠稳固的减震作用。

中部橡胶套2包括橡胶套管10，橡胶套管10一端端部设有橡胶圆台5，橡胶套管10另一端上设有一对槽口7。橡胶套管10上的一对槽口7在中部橡胶套2受力压缩时，提供可靠的膨胀空间，以使得橡胶套管10处于可靠受力压紧状态。

内侧金属套1由内侧套管9及内侧套管9一端端部伸出的内侧金属套圆台4构成；外侧金属套3由外侧套管11及外侧套管11一端端部伸出的外侧金属套圆台6构成。

内侧套管9一端的内侧金属套圆台4压在橡胶套管10一端的橡胶圆台5上，橡胶圆台5压在外侧套管11一端的外侧金属套圆台6上；橡胶圆台5上设有和内侧金属套圆台4适配的安装凹槽；外侧套管11另一端端部和橡胶套管10另一端端部平齐，内侧套管9另一端端部伸出外侧套管11及橡胶套管10。

内侧金属套1、外侧金属套3和中部橡胶套2的特殊结构，不仅结构可靠，且能够提高稳定可靠的缓冲减震作用。内侧金属套圆台4、橡胶圆台5及外侧金属套圆台6的结构，不仅使得内侧金属套1、外侧金属套3和中部橡胶套2连接可靠，且使得减震橡胶套13在装配时装配方便。内侧套管9伸出外侧套管11及橡胶套管10，在减震橡胶套13和螺栓连接时，提供可靠的受力面，以确保橡胶套管10处于可靠的受力压紧状态。

作为优选方案，橡胶圆台5边缘设有一对凸出部8，凸出部8起到标记的作用，便于装配。

作为优选方案，槽口7的弧度为80度；这种结构的设计，中部橡胶套2结构可靠，中部橡胶套2能够提供可靠稳定的减震作用。

外侧金属套3和安装孔过盈配合。外侧金属套3和安装孔可靠连接，提高转向机和副车架的安装可靠性，延长转向机的使用寿命。

外侧套管11及橡胶套管10相平齐的一端端部均设有导向锥面；导向锥面设在外侧套管11的外壁，橡胶套管10内侧及外侧均为适配的导向锥面。导向锥面的设置方便减震橡胶套13的安装。

内侧金属套1、中部橡胶套2和外侧金属套3注塑成一体结构。内侧金属套1、中部橡胶套2和外侧金属套3一体式注塑成型，结构可靠。

如图6-图8所示，齿条衬套15上设有U型槽口18和倒U型槽口19；U型槽口18和倒U型槽口19依次排列布置均匀分布在齿条衬套15上。U型槽口18和倒U型槽口19使得齿条衬套15具有很好弹性，进一步地减小冲击震动对齿条14的影响，提高齿条14的使用寿命。U型槽口18和倒U型槽口19依次排列布置，使得齿条衬套15具有良好弹性的同时，结构稳定可靠。

齿条衬套15一端上设有和齿条挡块16相压紧接触的端面圆台20。端面圆台20和齿条挡块16大面积接触，增大接触面积，提高齿条衬套15的强度和结构可靠性，进一步提高抗冲击的能力。

齿条衬套15上设有两个用于安装O形环17的环形凹槽21。O形环17为两个，通过环形凹槽21安装在齿条衬套15上，实现齿条衬套15和壳体12的可靠配合，进而实现齿条14和壳体12的小间隙配合。

壳体12内壁设有安装齿条衬套15及齿条挡块16的安装台阶。安装台阶方便齿条衬套15及齿条挡块16的安装，提高结构的可靠性。

减震缓冲环24为塑料环。减震缓冲环24由PA66塑料材料制成，抗冲击震动能力强，能够起到较好的缓冲减震作用。

如图9及图10所示，减震缓冲环24内壁设有和齿条14紧配合的凸起25。优选凸起25为锥形结构。凸起25均匀分布在减震缓冲环24内壁上。多个凸起25和齿条14接触，能够均匀快速缓冲传递到齿条14上的冲击震动，提高齿条14的使用寿命，进而提高转向机的使用寿命。

减震缓冲环24上设有开口26。开口26便于减震缓冲环24的装配。

齿条14上设有安装减震缓冲环24的安装槽，减震缓冲环24一侧和球座接触。减震缓冲环24安装在安装槽内，和球座接触，能够可靠快速吸收传递过来的冲击震动，以快递减小冲击震动。

本发明齿轮齿条式转向机的原理为：

齿条14一端通过齿条支撑压块22压紧后，在齿条14另一端及壳体12之间装上齿条衬套15及和齿条衬套15相接触的齿条挡块16；齿条衬套15内壁和齿条14间隙配合，齿条衬套15外壁上设有和壳体12内壁过盈配合的O形环17，实现齿条14和壳体12的小间隙配合，减少齿条14的冲击震动，提高齿条14的使用寿命；

将减震缓冲环24装在齿条14和横拉杆23连接的两端端部上；汽车转向时，当方向盘处于打死状态，横拉杆23的球头和限位面撞击产生的冲击和震动传递到齿条14上，被齿条14上的减震缓冲环24吸收分解，使传递到方向盘上的冲击震动大大减小，提高转向机使用寿命；

将一对减震橡胶套13安装在安装孔内，一对减震橡胶套13的外侧金属管和安装孔过盈配合，一对减震橡胶套13的内侧套管相对设置，一对减震橡胶套13的内侧套管间留有让位间隙；在减震橡胶套13及副车架的连接孔内穿入螺栓；用力锁紧螺栓，一对减震橡胶套13的内侧套管相压紧接触，中部橡胶套2受力压缩；在车辆冲击震动大时，中部橡胶套2释放能量以缓冲冲击震动力，提高转向机使用寿命，同时避免了减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险，提高驾驶安全性。

本发明齿轮齿条式转向机，由于壳体12和副车架连接时，中部橡胶套2处在受力压缩状态；减震橡胶套13能在XY方向上提供可靠地减震作用外，当过颠簸路段，冲击震动较大时，减震橡胶套13在安装孔中心线方向，即在Z方向上能够提供极大的缓冲作用，能够大大的减少冲击震动，能够大大提高转向机的使用寿命，同时避免了减震套从转向机壳体安装孔脱离的风险，提高驾驶安全性。

进一步地，通过齿条衬套15实现齿条14和壳体12的无间隙配合，进而实现传动副、定位元件及壳体间的无间隙配合，能够大大减少齿条14工作时的冲击震动，提高齿条14的使用寿命，进而提高转向机的使用寿命。

更进一步地，在齿条14和横拉杆23连接的两端端端部上均设置减震缓冲环24，在转向机处于极限位置时，减震缓冲环24吸收释放球头和限位面撞击产生的冲击震动，不仅能够提高转向舒适性，且能够可靠地减小转向异响，同时能够延长转向机的使用寿命。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮齿条式转向机，包括壳体、设于所述壳体内的齿条及和所述齿条两端连接的横拉杆；所述齿条一端通过齿条支撑压块压紧，所述壳体上设有安装孔，其特征在于：所述安装孔内设有和所述副车架通过螺栓连接的减震橡胶套；所述减震橡胶套包括内侧金属套和外侧金属套，还包括减震橡胶套和所述副车架通过螺栓锁紧时处于受力压缩状态的中部橡胶套，所述中部橡胶套设于所述内侧金属套和外侧金属套之间；所述齿条另一端及壳体之间设有齿条衬套及和所述齿条衬套相接触的齿条挡块；所述齿条衬套内壁和所述齿条间隙配合，所述齿条衬套外壁上设有和壳体内壁过盈配合的O形环；所述齿条和所述横拉杆连接的两端端部上设有减震缓冲环。

2.如权利要求1所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述减震橡胶套为一对，所述安装孔内一对减震橡胶套的内侧金属套相压紧接触。

3.如权利要求1或2所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述中部橡胶套包括橡胶套管，所述橡胶套管一端端部设有橡胶圆台，所述橡胶套管另一端上设有一对槽口。

4.如权利要求1或2或3所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述内侧金属套由内侧套管及内侧套管一端端部伸出的内侧金属套圆台构成；所述外侧金属套由外侧套管及外侧套管一端端部伸出的外侧金属套圆台构成；所述内侧套管一端的内侧金属套圆台压在所述橡胶套管一端的橡胶圆台上，所述橡胶圆台压在所述外侧套管一端的外侧金属套圆台上；所述橡胶圆台上设有和所述内侧金属套圆台适配的安装凹槽；所述外侧套管另一端端部和橡胶套管另一端端部平齐，所述内侧套管另一端端部伸出所述外侧套管及橡胶套管。

5.如权利要求2-4任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述橡胶圆台边缘设有一对凸出部。

6.如权利要求2-4任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述槽口的弧度为80度。

7.如权利要求1-6任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述外侧金属套和所述安装孔过盈配合。

8.如权利要求1-7任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述齿条衬套上设有U型槽口和倒U型槽口；所述U型槽口和倒U型槽口依次排列布置均匀分布在齿条衬套上。

9.如权利要求1-8任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述齿条衬套上设有两个用于安装O形环的环形凹槽。

10.如权利要求1-9任一项所述的齿轮齿条式转向机，其特征在于：所述减震缓冲环内壁设有和所述齿条紧配合的凸起；所述减震缓冲环上设有开口。