CN109572797A - 一种机械自动回正转向柱 - Google Patents

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税建敏
杨洪斌
刘勇
侯小玉
何锐
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

本发明公开一种机械自动回正转向柱，包括上管柱体、下管柱体、转轴、上安装支架和下安装支架，转轴的上部转动连接在上管柱体内，转轴的下部转动连接在下管柱体内，上安装支架固定连接在上管柱体外，下安装支架固定连接在下管柱体外，转轴的下端伸出下管柱体后固定设有齿轮，下安装支架的下端滑动连接有齿条，齿条与齿轮啮合，齿条的两端与下安装支架之间均设有弹性件，每个弹性件的两端分别抵接在齿轮的端面和下安装支架上，并随齿条的滑动收缩或者伸长。本发明能靠弹簧推力实现转向管柱自动回正、结构简单、成本低。

Description

一种机械自动回正转向柱
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种机械自动回正转向柱。
背景技术
在汽车行驶转弯过程结束时，转向管柱需借力迅速回正，保证车辆正向行驶。现有技术一般采用液压传动和电动控制实现转向管柱自动回正功能。现有的转向管柱借助液压传动和电动控制来实现转向自动回正功能，其中传统的液压传动系统结构复杂、重量大，油耗较高。而电动控制虽已解决传统的液压传动系缺点，但控制系统成本也相对较高。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种机械自动回正转向柱，能靠弹簧推力实现转向管柱自动回正、结构简单、成本低。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种机械自动回正转向柱，包括上管柱体、下管柱体、转轴、上安装支架和下安装支架，所述转轴的上部转动连接在所述上管柱体内，所述转轴的下部转动连接在所述下管柱体内，所述上安装支架固定连接在所述上管柱体外，所述下安装支架固定连接在所述下管柱体外，所述转轴的下端伸出所述下管柱体后固定设有齿轮，所述下安装支架的下端滑动连接有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条的两端与所述下安装支架之间均设有弹性件，每个所述弹性件的两端分别抵接在所述齿轮的端面和所述下安装支架上，并随所述齿条的滑动收缩或者伸长。
本发明的有益效果是：回正结构通过齿轮齿条传动实现，纯机械结构简单可靠，无需控制系统，节省成本。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述下安装支架的下端设有两个对称布置在所述齿条两侧的安装板，两个所述安装板之间设有与所述转轴垂直布置的销轴，所述销轴的两端分别连接在两个所述安装板上，所述齿条滑动连接在所述销轴上，两个所述弹性件均套设在所述销轴外，两个所述弹性件远离所述齿条的一端各抵接在一个对应的所述安装板上。
采用上述进一步方案的有益效果是纯机械结构组成，结构简单，成本低，安装可靠。
进一步，所述齿条沿其长度方向开设有通孔，两个所述弹性件分别位于所述通孔的两端，所述销轴的中部贯穿所述通孔。
采用上述进一步方案的有益效果是齿条沿销轴的长度方向滑动，保证滑动方向稳定。
进一步，所述销轴的两端均固定设有螺纹端部，两个所述螺纹端部分别伸出两个所述安装板后各通过一个锁紧螺母固定在所述安装板上。
采用上述进一步方案的有益效果是连接结构简单、可靠，成本低。
进一步，所述弹性件为回位弹簧。
采用上述进一步方案的有益效果是通过回位弹簧的回复力使自动回正。
进一步，所述齿轮与所述转轴焊接。
采用上述进一步方案的有益效果是方便组装，连接牢固可靠。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的I部局部放大示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、转轴，2、上管柱体，3、上安装支架，4、下管柱体，5、下安装支架，6、齿轮，7、齿条，8、安装板，9、回位弹簧，10、销轴，11、锁紧螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、2所述，一种机械自动回正转向柱，包括上管柱体2、下管柱体4、转轴1、上安装支架3和下安装支架5，转轴1的上部转动连接在上管柱体2内，转轴1的下部转动连接在下管柱体4内，上安装支架3固定连接在上管柱体2外，下安装支架5固定连接在下管柱体4外，转轴1的下端伸出下管柱体4后固定设有齿轮6，下安装支架5的下端滑动连接有齿条7，齿条7与齿轮6啮合，齿条7的两端与下安装支架5之间均设有弹性件，每个弹性件的两端分别抵接在齿轮6的端面和下安装支架5上，并随齿条7的滑动收缩或者伸长。
具体的，转轴1包括上转轴和下转轴，上转轴位于上管柱体2内，下转轴位于下管柱体4内，上转轴伸出上管柱体2与方向盘组件连接，上转轴下部和下转轴上部连接，传递扭矩，均为现有技术，对此不再赘述。本发明中下转轴将扭矩通过齿轮6齿条7啮合将转化为直线移动拉伸和压缩弹性件，作为弹性势能储存。当转弯结束后，在弹性件的回复作用下，弹性势能转化推动齿条7复位，齿条7和齿轮6啮合，齿轮6带动转轴1，从而达到自动回正的效果。
下安装支架5的下端设有两个对称布置在齿条7两侧的安装板8，两个安装板8之间设有与转轴1垂直布置的销轴10，销轴10的两端分别连接在两个安装板8上，齿条7滑动连接在销轴10上，两个弹性件均套设在销轴10外，两个弹性件远离齿条7的一端各抵接在一个对应的安装板8上。
具体的，安装板8焊接在下安装支架5上，销轴10固定在两个安装板8之间，齿条7可沿销轴10滑动。当齿轮6转动时，与齿轮6啮合的齿条7沿销轴10滑动，压缩一个弹性件并拉伸另一个弹性件。
齿条7沿其长度方向开设有通孔，两个弹性件分别位于通孔的两端，销轴10的中部贯穿通孔。销轴10的两端均固定设有螺纹端部，两个螺纹端部分别伸出两个安装板8后各通过一个锁紧螺母11固定在安装板8上。齿轮6与转轴1焊接。
弹性件为回位弹簧9。具体的，回位弹簧9为现有技术。
具体的，转轴1上端和方向盘组件连接，转轴1下端和齿轮6连接，形成动力输入轴。工作时，方向盘摆正时，齿条7在销轴10的中间位置，两个回位弹簧9处于自然状态。顺时针转动方向盘，带动转轴1转动，齿轮6转动，从而齿条7沿销轴10向左滑动，左侧回位弹簧9受力压缩，右侧回位弹簧9拉伸；松开方向盘后左侧回位弹簧9克服压力推动齿条7向右侧滑动，右侧回位弹簧9克服拉力拉动齿条7向右侧滑动，使之回到初始位置，实现方向盘自动回正功能。反之，逆时针转动方向盘同理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械自动回正转向柱，包括上管柱体、下管柱体、转轴、上安装支架和下安装支架，所述转轴的上部转动连接在所述上管柱体内，所述转轴的下部转动连接在所述下管柱体内，所述上安装支架固定连接在所述上管柱体外，所述下安装支架固定连接在所述下管柱体外，其特征在于，所述转轴的下端伸出所述下管柱体后固定设有齿轮，所述下安装支架的下端滑动连接有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条的两端与所述下安装支架之间均设有弹性件，每个所述弹性件的两端分别抵接在所述齿轮的端面和所述下安装支架上，并随所述齿条的滑动收缩或者伸长。
2.根据权利要求1所述一种机械自动回正转向柱，其特征在于：所述下安装支架的下端设有两个对称布置在所述齿条两侧的安装板，两个所述安装板之间设有与所述转轴垂直布置的销轴，所述销轴的两端分别连接在两个所述安装板上，所述齿条滑动连接在所述销轴上，两个所述弹性件均套设在所述销轴外，两个所述弹性件远离所述齿条的一端各抵接在一个对应的所述安装板上。
3.根据权利要求2所述一种机械自动回正转向柱，其特征在于：所述齿条沿其长度方向开设有通孔，两个所述弹性件分别位于所述通孔的两端，所述销轴的中部贯穿所述通孔。
4.根据权利要求3所述一种机械自动回正转向柱，其特征在于：所述销轴的两端均固定设有螺纹端部，两个所述螺纹端部分别伸出两个所述安装板后各通过一个锁紧螺母固定在所述安装板上。
5.根据权利要求1-4任一项所述一种机械自动回正转向柱，其特征在于：所述弹性件为回位弹簧。
6.根据权利要求1-4任一项所述一种机械自动回正转向柱，其特征在于：所述齿轮与所述转轴焊接。
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