CN109649476A - 一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了设计一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其原理在于通过减小齿轮套筒中垫片的数量，进而减小齿轮齿条啮合的中心距以达到减小转向空行程的目的；优点在于：有效避免了齿轮齿条式转向机构转向空行程容易增大而又调整困难的情况；本装置为纯机械构造，结构简单且具有较强的实用性。

Description

一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置

技术领域

本发明涉及一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置。

背景技术

当汽车处于直线行驶时，转向盘为消除间隙而克服弹性变形所转过的角度，称为转向盘空行程，转向盘空行程过大是由于转向系各机件之间装配不当或机件的磨损所致如果转向盘自由行程超过规定值时，应检查转向拉杆接头、转向节球头、转向器齿轮齿条是否磨损或损坏，零件安装或连接是否松动，如有不良，应更换相应零件。本申请中提出的装置针对赛车。

在中国大学生方程式汽车大赛中，绝大多数赛车队都采用齿轮齿条式转向装置。此装置构造简单，但在使用的过程中，转向空行程的增大会日益显著。并且大赛车检规则中明确表示转向的空行程不允许超过7°，以排除安全隐患。然而调节转向间隙的过程非常艰难，有不少赛车队在此项车检中折戟。

目前，使用齿轮齿条式转向装置的赛车还都没有通过间隙调整模块来实现减小转向空行程的装置，此发明有助于提高赛车队的竞争力，并具有一定的市场价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其原理在于通过减小齿轮套筒中垫片的数量，进而减小齿轮齿条啮合的中心距以达到减小转向空行程的目的。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案是：设计一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，包括有传动模块以及间隙调整模块；所述传动模块包括有齿轮以及与所述齿轮啮合由所述齿轮带动而左右平动的齿条，所述齿轮连接有用于带动所述齿轮转动的转向轴，所述齿条的两端分别连接赛车的两前轮；所述间隙调整模块包括有套接于所述齿轮外侧与所述转向轴紧密配合的齿轮套筒，所述齿轮与所述齿轮套筒的内壁不接触，以及与所述齿轮套筒连接且套接于所述齿条上与所述齿条紧密配合的齿条套筒，还包括有位于所述齿轮套筒与所述齿条套筒的连接处的调隙垫片，所述齿轮套筒与所述齿条套筒上设有开口以使所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮套筒与所述齿条套筒之间通过第一螺栓与螺孔配合可拆卸连接，所述第一螺栓穿过所述调隙垫片使得所述调隙垫片在所述连接处固定；所述转向轴在所述齿轮套筒内发生转动带动所述齿轮转动，从而带动所述齿条在所述齿条套筒内左右平动，当所述齿轮与所述齿条之间磨损配合不紧密导致赛车的转向空行程增大时，松开所述第一螺栓取出所述调隙垫片后再次拧紧所述第一螺栓，使得所述齿轮套筒与所述齿条套筒间的中心距减小，进而有效的使得所述齿轮与所述齿条再次紧密配合，减小赛车的转向空行程。

优选的，每个所述第一螺栓上穿设有至少两个叠加的所述调隙垫片，生产时，所述齿轮与所述齿条在安装有所述调隙垫片的情况下紧密配合，所述调隙垫片为非弹性材料制成。

优选的，所述调隙垫片为锡箔纸材料制成，每个所述调隙垫片的厚度0.05mm。

优选的，所述齿条的两端设有支座，所述齿条穿设于所述支座中，所述支座固定连接有转向系统支板，所述转向系统支板的两端设有吊耳，所述吊耳固定焊接于赛车车架上。

优选的，所述齿条套筒还包括有套接于所述齿条上与所述齿条紧密配合的套壳，所述支座的外侧设有套接所述齿条与所述齿条紧密配合的轴承，所述齿条从中部到两边依次在所述齿条套筒、支座以及所述轴承中平动。

优选的，所述套壳为碳纤维套壳，所述轴承为石墨铜套轴承。

优选的，所述齿轮套筒包括有筒身以及筒盖，所述筒盖可拆卸安装于所述筒身上，所述筒盖上设有与所述转向轴配合的通孔，所述转向轴上设有与所述筒盖内侧卡接的轴肩以使得所述齿轮在所述筒身内位置固定。

优选的，位于所述齿轮套筒内，所述齿轮的上下两侧设有第一深沟球轴承以及第二深沟球轴承，所述转向轴穿设于所述第一深沟球轴承与所述第二深沟球轴承中，所述齿轮套筒上设有分别与所述第一深沟球轴承、所述第二深沟球轴承配合的安装结构。

优选的，所述齿轮套筒与所述齿条套筒通过三组配合的第一螺栓与螺孔结构连接，生产时，每个所述第一螺栓上套接有三个所述调隙垫片。

优选的，所述齿轮套筒的筒盖通过四组第二螺栓可拆卸安装于所述筒身上，所述第二螺栓为M4*10螺栓，所述第一螺栓为M4*30螺栓。

与现有技术相比，本发明的优点在于：有效避免了齿轮齿条式转向机构转向空行程容易增大而又调整困难的情况；本装置为纯机械构造，结构简单且具有较强的实用性。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步的描述。

图1为一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置中传动模块剖面结构示意图。

图2为一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置立体结构示意图。

图3为一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置爆炸图。

图4为一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置的侧向剖面结构示意图。

图5为间隙调整模块的局部结构示意图。

图示说明：1-齿轮；2-筒盖；3-筒身；4-第一深沟球轴承；5-调隙垫片；6-第二螺栓；7-第一螺栓；8-第二深沟球轴承；9-齿条套筒；10-轴承；11-齿条；12-套壳；13-转向系统支板；14-支座；15-吊耳；16-转向轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

参考图1-5所示，设计一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，包括有传动模块以及间隙调整模块；传动模块包括有齿轮1以及与所述齿轮1啮合由所述齿轮1带动而左右平动的齿条11，所述齿轮1连接有用于带动所述齿轮1转动的转向轴16，所述齿条11的两端分别连接赛车的两前轮；所述间隙调整模块包括有套接于所述齿轮1外侧与所述转向轴16紧密配合的齿轮套筒3，所述齿轮1与所述齿轮套筒3的内壁不接触，以及与所述齿轮套筒3连接且套接于所述齿条11上与所述齿条11紧密配合的齿条套筒9，还包括有位于所述齿轮套筒3与所述齿条套筒9的连接处的调隙垫片5，所述齿轮套筒3与所述齿条套筒9上设有开口以使所述齿轮1与所述齿条11啮合，所述齿轮套筒3与所述齿条套筒9之间通过第一螺栓7与螺孔配合可拆卸连接，所述第一螺栓7穿过所述调隙垫片5使得所述调隙垫片5在所述连接处固定；所述转向轴16在所述齿轮套筒3内发生转动带动所述齿轮1转动，从而带动所述齿条11在所述齿条套筒9内左右平动。

当所述齿轮1与所述齿条11之间磨损配合不紧密导致赛车的转向空行程增大时，松开所述第一螺栓7取出所述调隙垫片5后再次拧紧所述第一螺栓7，使得所述齿轮套筒3与所述齿条套筒9间的中心距减小，进而有效的使得所述齿轮1与所述齿条11再次紧密配合，减小赛车的转向空行程。

为了提高本装置的可调节性，每个所述第一螺栓7上穿设有至少两个叠加的所述调隙垫片5，生产时，所述齿轮1与所述齿条11在安装有所述调隙垫片5的情况下紧密配合，所述调隙垫片5为非弹性材料制成。

具体的，所述调隙垫片5为锡箔纸材料制成，每个所述调隙垫片5的厚度0.05mm。

这种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置中，在最开始的设计生产中，每个第一螺栓7上安装的调隙垫片5的数量是固定的，再加上前文提到的每个调隙垫片5的厚度为0.05mm，这样，固定数量的调隙垫片5叠加之后的厚度数值一定，此种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置能够批量投入生产。

请参见图4、图5，安装好之后，在初始状态下，齿轮1与齿条11精密啮合，此时齿轮套筒3与齿条套筒9之间夹设有调隙垫片5，在后续的使用中，因为零部件的磨损，齿轮1与齿条11的配合也将变得不如最初时精密，从而导致赛车中运用的转向机构转向空行程增大。在本申请中，连接齿轮套筒3与齿条套筒9的第一螺栓7是可以拆卸的，在赛车的转向空行程增大超出限值之后，将第一螺栓拆7下，此时，齿轮套筒3与齿条套筒9分开，便可将第一螺栓7上的调隙垫片5拆下，拆下调隙垫片5之后再次将齿轮套筒3与齿条套筒9安装连接好，齿轮套筒3与齿条套筒9之间的距离相较之前便会减小，相应的，齿轮1与齿条11的中心距便会减小，从而，齿轮1与齿条11之间的配合更加紧密，赛车在使用过程中的转向空行程便会相应的减小，调隙垫片5的数量不止一个，可以根据需要进行调节。

更多的，调隙垫片5可以是锡纸材料制成，这样，在进行拆卸的时候，将第一螺栓7拧开至齿轮套筒3与齿条套筒9之间的调隙垫片5露出，便可直接将调隙垫片5撕下，这样，整个调节过程便会更加便捷。

为了进一步使此装置稳定运行，此装置中还有如下结构：所述齿条11的两端设有支座14，所述齿条11穿设于所述支座14中，所述支座14固定连接有转向系统支板13，所述转向系统支板13的两端设有吊耳15，所述吊耳15固定焊接于赛车车架上。

更具体的，所述齿条套筒9还包括有套接于所述齿条11上与所述齿条11紧密配合的套壳12，所述支座14的外侧设有套接所述齿条11与所述齿条11紧密配合的轴承10，所述齿条11从中部到两边依次在所述齿条套筒9、支座14以及所述轴承10中平动。

为了使齿条11更顺畅的平动，所述套壳12为碳纤维套壳，所述轴承10为石墨铜套轴承。

在上述结构中，齿条套筒9包括位于两套壳12之间的供齿条11穿过的通腔，通腔的内径稍大于齿条11的直径，通腔内两侧设有轴肩结构，使得两个套壳12分别卡在通腔内两侧的轴肩上，以使得齿条11稳定安装。

齿轮套筒3包括有筒身以及用于避免所述齿轮1脱出的筒盖2，所述筒盖2可拆卸安装于所述筒身上，所述筒盖2上设有与所述转向轴16配合的通孔。

位于所述齿轮套筒3内，所述齿轮1的上下两侧设有第一深沟球轴承4以及第二深沟球轴承8，所述转向轴16穿设于所述第一深沟球轴承4与所述第二深沟球轴承8中，所述齿轮套筒3上设有分别与所述第一深沟球轴承4、所述第二深沟球轴承8配合的安装结构。深沟球轴承是一种滚动轴承，其特点是摩擦阻力小，转速高，能用于承受径向负荷或径向和轴向同时作用的联合负荷的机件上，也可用于承受轴向负荷的机件上。

更具体的，齿轮套筒3与所述齿条套筒9通过三组配合的第一螺栓7与螺孔结构连接，生产时，每个所述第一螺栓7上套接有三个所述调隙垫片5。齿轮套筒3的筒盖2通过四组第二螺栓6可拆卸安装于所述筒身上，所述第二螺栓6为M4*10螺栓，所述第一螺栓7为M4*30螺栓。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于：包括有传动模块以及间隙调整模块；

所述传动模块包括有齿轮(1)以及与所述齿轮(1)啮合由所述齿轮(1)带动而左右平动的齿条(11)，所述齿轮(1)连接有用于带动所述齿轮(1)转动的转向轴(16)，所述齿条(11)的两端分别连接赛车的两前轮；

所述间隙调整模块包括有套接于所述齿轮(1)外侧与所述转向轴紧(16)密配合的齿轮套筒(3)，所述齿轮(1)与所述齿轮套筒(3)的内壁不接触，以及与所述齿轮套筒(3)连接且套接于所述齿条(11)上与所述齿条(11)紧密配合的齿条套筒(9)，还包括有位于所述齿轮套筒(3)与所述齿条套筒(9)的连接处的调隙垫片(5)，所述齿轮套筒(3)与所述齿条套筒(3)上设有开口以使所述齿轮(1)与所述齿条(11)啮合，所述齿轮套筒(3)与所述齿条套筒(9)之间通过第一螺栓(7)与螺孔配合可拆卸连接，所述第一螺栓(7)穿过所述调隙垫片(5)使得所述调隙垫片(5)在所述连接处固定；

所述转向轴(16)在所述齿轮套筒(3)内发生转动带动所述齿轮(1)转动，从而带动所述齿条(11)在所述齿条套筒(9)内左右平动。

2.根据权利要求1所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，每个所述第一螺栓(7)上穿设有至少两个叠加的所述调隙垫片(5)，生产时，所述齿轮(1)与所述齿条(11)在安装有所述调隙垫片(5)的情况下紧密配合，所述调隙垫片(5)为非弹性材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述调隙垫片(5)为锡箔纸材料制成，每个所述调隙垫片(5)的厚度0.05mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述齿条(11)的两端设有支座(14)，所述齿条(11)穿设于所述支座(14)中，所述支座(14)固定连接有转向系统支板(13)，所述转向系统支板(13)的两端设有吊耳(15)，所述吊耳(15)固定焊接于赛车车架上。

5.根据权利要求4所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述齿条套筒(9)还包括有套接于所述齿条(11)上与所述齿条(11)紧密配合的套壳(12)，所述支座(14)的外侧设有套接所述齿条与所述齿条紧密配合的轴承(10)，所述齿条(11)从中部到两边依次在所述轴齿条套筒(9)、支座(14)以及所述轴承(10)中平动。

6.根据权利要求5所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述套壳(12)为碳纤维套壳，所述轴承(10)为石墨铜套轴承。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述齿轮套筒(3)包括有筒身以及用于避免所述齿轮(1)脱出的筒盖(2)，所述筒盖(2)可拆卸安装于所述筒身上，所述筒盖(2)上设有与所述转向轴(16)配合的通孔。

8.根据权利要求7所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，位于所述齿轮套筒(3)内，所述齿轮(1)的上下两侧配合安装有第一深沟球轴承(4)以及第二深沟球轴承(8)，所述转向轴(16)穿设于所述第一深沟球轴承(4)与所述第二深沟球轴承(8)中，所述齿轮套筒(3)上设有分别与所述第一深沟球轴承(4)、所述第二深沟球轴承(8)配合的安装结构。

9.根据权利要求8所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述齿轮套筒(3)与所述齿条套筒(9)通过三组配合的第一螺栓(7)与螺孔结构连接，生产时，每个所述第一螺栓(7)上套接有三个所述调隙垫片(5)。

10.根据权利要求9所述的一种基于赛车的可便捷减小空行程的转向装置，其特征在于，所述齿轮套筒(3)的筒盖通过四组第二螺栓(6)可拆卸安装于所述筒身上，所述第二螺栓(6)为M4*10螺栓，所述第一螺栓(7)为M4*30螺栓。