CN107672672A - 一种整体式转向横拉杆总成及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整体式转向横拉杆总成及其调整方法，包括球销总成、右球销座、左球销座、横拉杆、前束调制器及锁紧圈；横拉杆的右端与右球销座之间通过螺纹连接，在右球销座上设置有一个球销总成；在横拉杆的左端与前束调制器的右端之间通过螺纹连接，前束调制器的左端与左球销座之间通过螺纹连接，在左球销座上设置有一个球销总成；在横拉杆的近两端部各设置有一个锁紧圈。本申请的技术方案中的横拉杆总成提高车辆行驶的回正性能，提高转向操作的轻便性并能够消除车辆行驶时可能产生的前轮摆振，提高车轮定位调整的方便性和准确性。

Description

一种整体式转向横拉杆总成及其调整方法

技术领域

本发明属于转向系统技术领域，特别是指一种整体式转向横拉杆总成及其调整方法。

背景技术

转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，如图1所示，在汽车转向行驶时，驾驶员转动转向盘02，经转向器01、直拉杆03、弯臂08、左转向节臂05、右转向节臂06、横拉杆04驱使转向轮偏转，为了保证各转向轮之间有协调的转角关系，必须由横拉杆、左转向节臂和右转向节臂组成转向梯形来协调左右转向轮的运动。

横拉杆04通过球销07分别与左、右转向节臂连接，左转向节臂和右转向节臂相对车辆中面对称，形成梯形机构，故称转向梯形。改变横拉杆的长度就能改变转向梯形的形状，从而改变车轮的前束大小，也改变左右转向轮的协调关系。

按照横拉杆与转向器连接关系分为整体式转向梯形、断开式转向梯形。独立悬架则采用断开式转向梯形，左右两个横拉杆与转向器连接。而非独立悬架多采用整体式转向梯形，只有一个横拉杆，整体式转向横拉杆总成包括球销、左球销座、右球销座和横拉杆等。

由于车辆转向轮的前束直接影响车辆行驶的直行性和车轮定位，所以在车辆安装和维修时必须通过调整横拉杆的端部与左右球销的相对位置来达到合理的车轮前束。

横拉杆和球销的连接方式很多，连接方式不仅决定前束调整时的难易程度，而且影响调整后的可靠性。

现有技术的一种整体式转向横拉杆总成如图2所示，由球销1、左球销座2、横拉杆3、右球销座组4成，横拉杆一端为左外螺纹，另一端为右外螺纹，由螺栓螺母5固定。

调整前束时要松开左右两侧所有的螺母，转动横拉杆进行调整，调整完后要按规定力矩拧紧所有螺母，安装和维修都比较麻烦、操作费力、必须用专用扳手才能旋转横拉杆。

现有技术的另一种整体式转向横拉杆总成，如图3所示，由球销1、左球销座2、横拉杆3、右球销座4组成，横拉杆一端为左内螺纹，另一端为右内螺纹，由锁紧螺母6固定。

调整前束时要松开左右两侧的锁紧螺母，转动横拉杆进行调整，调整完后要按规定力矩拧紧锁紧螺母，安装和维修都比较麻烦、操作费力，前束调整比较麻烦和困难；锁紧螺母锁紧时由于螺纹间隙和变形，前束随之小量变动；可靠性差，时间长易松动。

发明内容

本发明的目的是提供一种整体式转向横拉杆总成及其调整方法，以解决现有技术横拉杆的调整、安装及维修均不方便的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种整体式转向横拉杆总成，包括球销总成、右球销座、左球销座、横拉杆、前束调制器及锁紧圈；

所述横拉杆的右端与所述右球销座之间通过螺纹连接，用锁紧圈固定后所述横拉杆和所述右球销座相对位置不变，在所述右球销座上设置有一个球销总成；

在所述横拉杆的左端与所述前束调制器的右端之间通过右旋螺纹副连接，所述前束调制器的左端与所述左球销座之间通过左旋螺纹副连接，在所述左球销座上设置有一个球销总成；

在所述横拉杆的近两端部各设置有一个所述锁紧圈，右侧的所述锁紧圈一直固定不动，左侧的所述锁紧圈在调整前束时松开螺母，调整完毕后拧紧螺母。

所述球销总成包括球销、密封罩、弹箍、上球衬、下球衬及端盖；

所述球销的下端为球体，上端设置有外螺纹；所述密封罩的一端套于所述球销上，另一端套于用于设置球销总成的球销座上并通过弹箍卡紧；

所述上球衬包括一体的上球衬上部结构及上球衬下部结构，所述上球衬上部结构的壁厚小于所述上球衬下部结构的壁厚；

所述上球衬上部结构为等厚的壳体，内外表面均为球面，其内表面与所述球销下端的所述球体相配合；

所述上球衬下部结构的外表面为圆柱面，内表面自上至下依次为大圆柱面、锥面及小圆柱面；

所述下球衬的外表面与所述上球衬下部结构的内表面相配合，所述下球衬的内表面的上端为球面，所述球面与所述球销下端的所述球体直径相等且同圆心，所述下球衬内表面的下端为圆柱面；

所述端盖用滚铆工艺固定在所述球销座的下端。

所述右球销座包括右球销总成安装部及右连接部；

所述右球销总成安装部的外表面上设置有一圈凹槽，所述右球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面、球面、圆柱面及大圆柱面；在所述右球销总成安装部的下端设置有滚铆边；所述锥面的最小直径小于所述球销下端的所述球体的直径；

所述右连接部近所述右球销总成安装部处设置有一圈限位凸台，所述右连接部的外端设置有外螺纹，在所述外螺纹与所述限位凸台之间设置有一圈退刀槽。

所述左球销座包括左球销总成安装部及左连接部；

所述左球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面、球面、圆柱面及大圆柱面，所述锥面的最小直径小于所述球销下端的所述球体的直径；

在所述左球销总成安装部的下端设置有滚铆边；

所述左连接部上设置有左旋外螺纹。

所述横拉杆包括横拉杆本体，所述横拉杆本体为中部粗两端细的中空管，在所述横拉杆本体的右端设置有右端内螺纹及与所述横拉杆本体的中线平行的右开口，在所述横拉杆本体的左端设置有左端内螺纹及所与所述横拉杆本体的中线平行的左开口。

所述锁紧圈为弯折成型结构，在所述锁紧圈两端部内表面形成V形斜面，两端部的外表面形成螺栓安装面，且在所述螺柱安装面上设置有螺栓过孔；

在所述锁紧圈的底部内表面形成横拉杆安装面，在所述锁紧圈的外表面向内凹陷形成内凸面。

所述前束调整器为圆管结构，在所述前束调整器的内表面设置有左旋内螺纹；在所述前束调整器的外表面一侧近端部设置有多面形结构，所述前束调整器的外表面设置有右旋外螺纹。

所述左球销座的左旋螺纹杆、所述右球销座的螺纹杆、所述横拉杆的杆体三者中心线共线，两端所述球销的球心在该线上。

上述任一项整体式转向横拉杆总成的调整方法，所述横拉杆的左端内螺纹与所述前束调整器的外螺纹组成右旋螺纹副；所述前束调整器的左旋内螺纹与所述左球销座的左旋螺纹杆的螺纹组成左旋螺纹副。

调整前束时，松开所述横拉杆左端的所述锁紧圈上的螺母，用扳手卡在所述前束调整器的六角面上，当顺时针旋转所述前束调整器，所述前束调整器逐渐被拧入所述横拉杆左端，同时，所述左球销座的左旋螺纹杆也被拧入所述前束调整器的左旋内螺纹，两个所述球销总成之间的距离被成倍地缩短，车辆的前轮前束增大，反之，车辆的前轮前束减小。

本发明的有益效果是：

本申请的技术方案中，通过右球销座与横拉杆之间通过螺纹连接固定，横拉杆的左端与前束调整器连接，通过前束调整器的转动实现对横拉杆长度的调节，这样的横拉杆总成提高车辆行驶的回正性能，提高转向操作的轻便性并能够消除车辆行驶时可能产生的前轮摆振。

附图说明

图1为现有技术转向系统结构示意图；

图2为螺栓螺母固定的整体式转向横杆总成示意图；

图3为锁紧螺母固定的整体式转向横杆总成示意图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明主视图；

图6为本发明仰视图；

图7为图5的B-B剖视图；

图8为图5的A-A剖视左部放大图；

图9为图5的A-A剖视右部放大图；

图10为横拉杆示意图；

图11为左球销座示意图；

图12为右球销座示意图；

图13为锁紧圈示意图；

图14为前束调制器示意图。

附图标记说明

01转向器，02转向盘，03直拉杆，04横拉杆，05左转向节臂，06右转向节臂，07球销，08弯臂，1球销，2左球销座，3横拉杆，4右球销座，5螺栓螺母，6锁紧螺母，11球销总成，12右球销座，13锁紧圈，14横拉杆，15前束调制器，16左球销座，101球销，102密封罩，103弹箍，104上球衬，105下球衬，106端盖，201锥面，202球面，203圆柱面，204大圆柱面，205滚铆边，206右连接部，204限位凸台，208退刀槽，209外螺纹，301V形斜面，302螺栓安装面，303螺栓过孔，304横拉杆安装面，305内凸面，401右端内螺纹，402右开口，403横拉杆本体，404左开口，501左旋内螺纹，502右旋外螺纹，503六角面，504圆弧面，601锥面，602球面，603圆柱面，604大圆柱面，605滚铆边，606左连接部。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请提供一种整体式转向横拉杆总成，如图4至图14所示，包括球销总成11、右球销座12、左球销座16、横拉杆14、前束调制器15及锁紧圈13。

横拉杆的右端与右球销座之间通过螺纹连接，在右球销座上设置有一个球销总成。

在横拉杆的左端与前束调制器的右端之间通过螺纹连接，前束调制器的左端与左球销座之间通过螺纹连接，在左球销座上设置有一个球销总成。

在横拉杆的近两端部各设置有一个锁紧圈。

如图8和图9所示，球销总成11包括球销101、密封罩102、弹箍103、上球衬104、下球衬105及端盖106。

球销的下端为球体，中间部分为多个圆柱体构成，上端设置有外螺纹；密封罩的一端套于球销上，另一端套于用于设置球销总成的球销座上并通过弹箍卡紧，用于球销总成的密封；弹箍用于固定密封罩。

上球衬包括一体的上球衬上部结构及上球衬下部结构，上球衬上部结构的壁厚小于上球衬下部结构的壁厚。

上球衬上部结构为等厚的壳体，内外表面均为球面，其内表面与球销下端的球体相配合。

上球衬下部结构的外表面为圆柱面，内表面自上至下依次为大圆柱面、锥面及小圆柱面。

下球衬的外表面与上球衬下部结构的内表面相配合，下球衬的内表面的上端为球面，球面与球销下端的球体直径相等且同圆心，下球衬内表面的下端为圆柱面。

端盖为圆板，用于与球销座的下端卡接配合。

如图12所示，右球销座12包括右球销总成安装部及右连接部206；

右球销总成安装部的外表面上设置有一圈凹槽，右球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面201、球面202、圆柱面203及大圆柱面204；在右球销总成安装部的下端设置有滚铆边205；锥面满足球销的运动范围，球销主要受到向上的拨脱力的作用，锥面的最小直径小于球销下端的球体的直径，因此，球面在上，圆柱面在下，防止球销被拨出，保证球销使用的安全性；大圆柱面和滚铆边用于固定端盖。

右连接部近右球销总成安装部处设置有一圈限位凸台207，用于横拉杆的限位，右连接部的外端设置有外螺纹209，用于与横拉杆的安装，在外螺纹与限位凸台之间设置有一圈退刀槽208。

如图11所示，左球销座16包括左球销总成安装部及左连接部。

左球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面601、球面602、圆柱面603及大圆柱面604，锥面用于满足球销的运动范围，球销主要受到向上的拨脱力的作用，锥面的最小直径小于球销下端的球体的直径；因此，球面在上，圆柱面在下，防止球销被拨出，保证球销使用的安全性；大圆柱面和滚铆边用于固定端盖。

在左球销总成安装部的下端设置有滚铆边605。

左连接部606上设置有外螺纹，用于左球销座的安装和调整。

横拉杆14包括横拉杆本体403，横拉杆本体为中部粗两端细的中空管，在横拉杆本体的右端设置有右端内螺纹401及与横拉杆本体的中线平行的右开口402，在横拉杆本体的左端设置有左端内螺纹及所与横拉杆本体的中线平行的左开口404。

锁紧圈13为钣金冲压件，先冲压后弯折成型结构，在锁紧圈两端部内表面形成V形斜面301，V形斜面拉开两侧螺栓安装孔的距离，便于拉紧锁紧圈，两端部的外表面形成螺栓安装面302，且在螺柱安装面上设置有螺栓过孔303。

在锁紧圈的底部内表面形成横拉杆安装面304，在锁紧圈的外表面向内凹陷形成内凸面305。横拉杆安装面、内凸面和横拉杆端部表面贴合，增加锁紧圈与横拉杆的接触面积，同时内凸面增加了锁紧圈的强度。

前束调整器15为圆管结构，在前束调整器的内表面设置有左旋内螺纹501；在前束调整器的外表面一侧近端部设置有多面形结构，多面形结构由六角面503及圆弧面504组成，圆弧面的外径与外螺纹的外径相同，前束调整器的外表面的其余部分均设置有右旋外螺纹502。

先将上球衬104装到右球销座12外端的球面202内，上球衬104外球面与球面202贴合；将球销101从下往上装到右球销座12内，使球销101的球面与上球衬104的内球面贴合；再装上下球衬105，并使球面与球销101的球面贴合，装上端盖106，最后用机械滚压将端盖固定，并形成滚铆边205，完成球销总成11与右球销座12的安装。

同样，先将上球衬104装到左球销座16外端的球面602内，上球衬104外球面与球面602贴合；将球销101从下往上装到左球销座16内，使球销101的球面与上球衬104的内球面贴合；再装上下球衬105，并使球面与球销101的球面贴合，装上端盖606，最后用机械滚压将端盖固定，并形成滚铆边605，完成球销总成11与左球销座16的安装。

先将一个锁紧圈13套入横拉杆14的右端，将右球销座12的螺纹杆209拧入横拉杆14的右端螺纹401中，再装上螺栓螺母并并紧，使锁紧圈13的V形斜面301两侧夹角变小，固定右球销座12，完成右球销座12固定安装。

再将一个锁紧圈13套入横拉杆14的左端，将前束调整器15拧入横拉杆14的左端，将左球销座16的左旋螺纹杆606拧入前束调整器15的左旋内螺纹501中，再装上螺栓螺母并并紧，使锁紧圈3的V形斜面301两侧夹角变小，固定左球销座16，完成左球销座16固定安装，完成本申请的安装。

工作原理

在车辆调整前束时，本申请的右端一直固定不动。

横拉杆4的左端内螺纹405与前束调整器5的外螺纹502组成右旋螺纹副，前束调整器5的左旋内螺纹501与左球销座6的左旋螺纹杆606的螺纹组成左旋螺纹副。

调整前束时，先松开横拉杆左端的锁紧圈3上的螺母，用扳手卡在前束调整器5的六角面503上，当顺时针旋转前束调整器5，前束调整器5逐渐被拧入横拉杆左端，同时，左球销座6的左旋螺纹杆606也被拧入前束调整器5的左旋内螺纹501，本发明左右两个球销总成1之间的距离被成倍地缩短，车辆的前轮前束增大，反之，当逆时针旋转前束调整器5，前束调整器5逐渐被拧出横拉杆左端，同时，左球销座6的左旋螺纹杆606也被拧出前束调整器5的左旋内螺纹501，本发明左右两个球销总成1之间的距离被成倍地增长，车辆的前轮前束减小。

原理2：

安装后，在满足前束调整范围±25mm的条件下，拧入时前束调整器5的外螺纹502外端相对锁紧圈3外端不在内侧；拧出时前束调整器5的外螺纹502内端相对锁紧圈3内端面不在外侧，充分保证锁紧圈3锁紧时，横拉杆4的端部、前束调整器5的外螺纹502、左球销座6的左旋螺纹杆606三者受力均匀，不变形。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (8)

1.一种整体式转向横拉杆总成，其特征在于，包括球销总成、右球销座、左球销座、横拉杆、前束调制器及锁紧圈；

所述横拉杆的右端与所述右球销座之间通过螺纹连接，用锁紧圈固定后所述横拉杆和所述右球销座相对位置不变，在所述右球销座上设置有一个球销总成；

在所述横拉杆的左端与所述前束调制器的右端之间通过右旋螺纹副连接，所述前束调制器的左端与所述左球销座之间通过左旋螺纹副连接，在所述左球销座上设置有一个球销总成；

在所述横拉杆的近两端部各设置有一个所述锁紧圈，右侧的所述锁紧圈一直固定不动，左侧的所述锁紧圈在调整前束时松开螺母，调整完毕后拧紧螺母。

2.根据权利要求1所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述球销总成包括球销、密封罩、弹箍、上球衬、下球衬及端盖；

所述球销的下端为球体，上端设置有外螺纹；所述密封罩的一端套于所述球销上，另一端套于用于设置球销总成的球销座上并通过弹箍卡紧；

所述上球衬包括一体的上球衬上部结构及上球衬下部结构，所述上球衬上部结构的壁厚小于所述上球衬下部结构的壁厚；

所述上球衬上部结构为等厚的壳体，内外表面均为球面，其内表面与所述球销下端的所述球体相配合；

所述上球衬下部结构的外表面为圆柱面，内表面自上至下依次为大圆柱面、锥面及小圆柱面；

所述下球衬的外表面与所述上球衬下部结构的内表面相配合，所述下球衬的内表面的上端为球面，所述球面与所述球销下端的所述球体直径相等且同圆心，所述下球衬内表面的下端为圆柱面；

所述端盖用滚铆工艺固定在所述球销座的下端。

3.根据权利要求1所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述右球销座包括右球销总成安装部及右连接部；

所述右球销总成安装部的外表面上设置有一圈凹槽，所述右球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面、球面、圆柱面及大圆柱面；在所述右球销总成安装部的下端设置有滚铆边；所述锥面的最小直径小于所述球销下端的所述球体的直径；

所述右连接部近所述右球销总成安装部处设置有一圈限位凸台，所述右连接部的外端设置有外螺纹，在所述外螺纹与所述限位凸台之间设置有一圈退刀槽。

所述左球销座包括左球销总成安装部及左连接部；

所述左球销总成安装部的内表面自上至下依次为锥面、球面、圆柱面及大圆柱面，所述锥面的最小直径小于所述球销下端的所述球体的直径；

在所述左球销总成安装部的下端设置有滚铆边；

所述左连接部上设置有左旋外螺纹。

4.根据权利要求1所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述横拉杆包括横拉杆本体，所述横拉杆本体为中部粗两端细的中空管，在所述横拉杆本体的右端设置有右端内螺纹及与所述横拉杆本体的中线平行的右开口，在所述横拉杆本体的左端设置有左端内螺纹及所与所述横拉杆本体的中线平行的左开口。

5.根据权利要求1所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述锁紧圈为弯折成型结构，在所述锁紧圈两端部内表面形成V形斜面，两端部的外表面形成螺栓安装面，且在所述螺柱安装面上设置有螺栓过孔；

在所述锁紧圈的底部内表面形成横拉杆安装面，在所述锁紧圈的外表面向内凹陷形成内凸面。

6.根据权利要求1所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述前束调整器为圆管结构，在所述前束调整器的内表面设置有左旋内螺纹；在所述前束调整器的外表面一侧近端部设置有多面形结构，所述前束调整器的外表面设置有右旋外螺纹。

7.根据权利要求1或6所述的整体式转向横拉杆总成，其特征在于，所述左球销座的左旋螺纹杆、所述右球销座的螺纹杆、所述横拉杆的杆体三者中心线共线，两端所述球销的球心在该线上。

8.上述权利要求1至7中任一项整体式转向横拉杆总成的调整方法，其特征在于，所述横拉杆的左端内螺纹与所述前束调整器的外螺纹组成右旋螺纹副；所述前束调整器的左旋内螺纹与所述左球销座的左旋螺纹杆的螺纹组成左旋螺纹副。

调整前束时，松开所述横拉杆左端的所述锁紧圈上的螺母，用扳手卡在所述前束调整器的六角面上，当顺时针旋转所述前束调整器，所述前束调整器逐渐被拧入所述横拉杆左端，同时，所述左球销座的左旋螺纹杆也被拧入所述前束调整器的左旋内螺纹，两个所述球销总成之间的距离被成倍地缩短，车辆的前轮前束增大，反之，车辆的前轮前束减小。