CN110194210B - 一种转向器的齿轮轴间隙调整结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转向器的齿轮轴间隙调整结构，可以有效减小转向器内部零件之间的磨损，消除齿轮轴的轴向游隙，避免异响问题的产生。该结构包括转向器壳体，所述转向器壳体内设有相互啮合的转向齿轮轴和齿条，所述转向齿轮轴和齿条分别设置在齿轮轴孔和齿条孔内，所述转向齿轮轴通过转动轴承与所述齿轮轴孔连接，所述转向齿轮轴的端面与齿轮轴孔的端面之间设有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括支撑座，所述支撑座的顶部设有与所述转向齿轮轴的端面滑动配合的支撑弧面，所述支撑座通过弹性结构与所述齿轮轴孔固定。

Description

一种转向器的齿轮轴间隙调整结构
技术领域
本发明涉及汽车转向系统技术领域，具体涉及一种转向器的齿轮轴间隙调整结构。
背景技术
汽车市场发展至今，人们对乘用车的舒适性要求已日趋提高，对整车方向盘换向或过颠簸路时所产生的异响也越来越敏感。齿轮齿条式转向器带横拉杆总成是汽车的重要组成部件，随着汽车长期的行驶，转向器的各个零部件间因相对运动，会出现磨损现象，零部件之间的间隙也会随之变大，因此很容易产生异响，甚至会降低转向系统性能，影响整车性能的同时也影响驾驶员的驾车舒适性。
目前齿轮齿条式转向器内部，齿条2分别由左侧如图1所示齿条压块3、螺旋弹簧4、调整螺塞5组合而成的调整结构和右侧的齿条衬套支撑，而齿轮轴1由图1所示滚动轴承6和滚针轴承7两个轴承进行支撑限位。当驾驶员驾驶汽车通过颠簸路面时，齿条2两端会受到来自拉杆不同方向的径向力作用，齿条2因而产生摆动,齿条2受力方向随着凹凸路面的影响不断改变，摆动方向也会随之改变。当齿条2从一个方向摆动到另一个方向时，会对压块3及齿轮轴1施加相应的作用力，因滚动轴承6存在游隙，来自齿条2的作用力会使齿轮轴1沿其轴线方向向上或向下运动，而齿轮轴1运动过程中会给齿条2施加反作用力，使齿条2沿相反方向运动，从而使与之配合的压块3与转向器壳体之间存在间隙，齿条2运动过程中就会产生碰撞异响。目前齿轮齿条式转向器所采用的调整结构，主要通过调节齿条部位螺旋弹簧4的刚度或调整螺旋弹簧4的压缩量以改变其对压块3所施加的压紧力等参数来限制齿条的摆动以解决齿轮齿条转向器换向和颠簸路异响问题，但弹簧参数的调整也仅能增加压块3轴向方向对齿条2施加的力，限制齿条2的摆动问题，却无法改善齿轮轴1与齿条2沿齿轮轴向相对运动及压块3因受到齿条2施加反作用力后而沿径向方向运动产生的撞击响问题，因此目前转向器的换向及颠簸路异响问题仍然无法进一步改善，整车运行一段时间后，异响也会越来越明显。
发明内容
本发明的目的是提出一种转向器的齿轮轴间隙调整结构，可以有效减小转向器内部零件之间的磨损，消除齿轮轴的轴向游隙，避免异响问题的产生。
根据本发明提供的转向器的齿轮轴间隙调整结构，包括转向器壳体，所述转向器壳体内设有相互啮合的转向齿轮轴和齿条，所述转向齿轮轴和齿条分别设置在齿轮轴孔和齿条孔内，所述转向齿轮轴通过转动轴承与所述齿轮轴孔连接，所述转向齿轮轴的端面与齿轮轴孔的端面之间设有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括支撑座，所述支撑座的顶部设有与所述转向齿轮轴的端面滑动配合的支撑弧面，所述支撑座通过弹性结构与所述齿轮轴孔固定。
本发明的工作原理如下：当汽车通过颠簸路面时，转向器内，齿条两端反复受到来自拉杆不同方向的径向力作用而产生摆动，从而给转向齿轮轴施加向上或向下的作用力，本发明的间隙调整机构对转向齿轮轴施加一个向上的预紧力，使转向齿轮轴向上的轴向游隙消除，当转向齿轮轴受到齿条的作用力存在向下运动趋势时，弹性结构产生的预紧力可以在反方向上限制转向齿轮轴的运动，使转向齿轮轴与齿条、压块与壳体之间的接触得到缓冲，避免了其相对运动产生的较大能量的撞击，从而避免碰撞异响，解决异响问题，同时减少零件间的磨损风险，延长零件的使用寿命；另一方面，本发明的间隙调整机构通过支撑弧面与转向齿轮轴的底部端面滑动接触，不仅可以保证转向齿轮轴的正常旋转功能，还可以在长时间使用后调整机构仍然可以提供足够的预紧力，有效保证转向系统的长时间无异响运行。
进一步的，作为一种优选的实施方式，所述支撑座的顶部设有半球形凸部，所述支撑弧面为所述半球形凸部的表面。进一步的，所述弹性结构包括支撑座底部设置的连接柱和弹簧，所述齿轮轴孔的端面设有用于固定所述弹簧的沉孔，所述弹簧的上端与所述连接柱套接，弹簧的下端固定在所述沉孔中。该种形式的弹性结构，可以保证支撑座的活动稳定性。
进一步的，作为另一种优选的实施方式，所述支撑座的顶面设有半球形凹槽，所述半球形凹槽内设有圆形钢球，所述支撑弧面为所述圆形钢球的表面。进一步的，所述弹性结构包括支撑座底部设置的膜片弹簧，所述齿轮轴孔的端面设有用于容纳所述膜片弹簧形变的第二沉孔，所述膜片弹簧搭接固定在所述第二沉孔的开口处。该种形式的弹性结构，零部件便于装配，并且可以减少弹性结构本身的零部件产生异响的可能性。进一步的，所述半球形凹槽内涂有润滑脂，以增加圆形钢球的转动灵活性能。
进一步的，所述转向齿轮轴的端面和支撑弧面之间涂有润滑脂，可以使转向齿轮轴的转动更加顺畅、灵活。
具体的说，所述转动轴承包括转向齿轮轴上下两端分别设置的滚动轴承和滚针轴承。
附图说明
图1为现有转向器的结构示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为本发明实施例1的局部放大结构示意图。
图4为本发明实施例2的结构示意图。
其中图示：1、转向齿轮轴；2、齿条；3、压块；4、螺旋弹簧；5、调整螺栓；6、滚动轴承；7、滚针轴承；8、转向器壳体；81、齿轮轴孔；81A、沉孔；81B、第二沉孔；82、齿条孔；9、支撑座；91、支撑弧面；9A、半球形凸部；92A、连接柱；93A、弹簧；91B、半球形凹槽；92B、圆形钢球；93B、膜片弹簧。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
如图2、图3，本发明的转向器的齿轮轴间隙调整结构，包括转向器壳体8，转向器壳体8内设有相互啮合的转向齿轮轴1和齿条2，转向齿轮轴1和齿条2分别设置在齿轮轴孔81和齿条孔82内，转向齿轮轴1通过转动轴承与齿轮轴孔81连接，转向齿轮轴1的端面与齿轮轴孔81的端面之间设有间隙调整机构，间隙调整机构包括支撑座9，支撑座9的顶部设有与转向齿轮轴1的端面滑动配合的支撑弧面91，支撑座9通过弹性结构与齿轮轴孔81固定。
优选的，转向齿轮轴1的端面和支撑弧面91之间涂有润滑脂，可以使转向齿轮轴1的转动更加顺畅、灵活。转动轴承包括转向齿轮轴上下两端分别设置的滚动轴承6和滚针轴承7。
本发明的工作原理如下：当汽车通过颠簸路面时，转向器内，齿条2两端反复受到来自拉杆不同方向的径向力作用而产生摆动，从而给转向齿轮轴1施加向上或向下的作用力，本发明的间隙调整机构对转向齿轮轴1施加一个向上的预紧力，使转向齿轮轴1向上的轴向游隙消除，当转向齿轮轴1受到齿条2的作用力存在向下运动趋势时，弹性结构产生的预紧力可以在反方向上限制转向齿轮轴1的运动，使转向齿轮轴1与齿2条、压块3与壳体8之间的接触得到缓冲，避免了其相对运动产生的较大能量的撞击，从而避免碰撞异响，解决异响问题，同时减少零件间的磨损风险，延长零件的使用寿命；另一方面，本发明的间隙调整机构通过支撑弧面91与转向齿轮轴1的底部端面滑动接触，不仅可以保证转向齿轮轴1的正常旋转功能，还可以在长时间使用后调整机构仍然可以提供足够的预紧力，有效保证转向系统的长时间无异响运行。
实施例1：
如图3所示，作为一种优选的实施方式，支撑座9的顶部设有半球形凸部9A，支撑弧面91为半球形凸部9A的表面。优选的，弹性结构包括支撑座9底部设置的连接柱92A和弹簧93A，齿轮轴孔81的端面设有用于固定弹簧93A的沉孔81A，弹簧93A的上端与连接柱92A套接，弹簧93A的下端固定在沉孔81A中。该种形式的弹性结构，可以保证支撑座9的活动稳定性。
实施例2：
如图4所示，作为另一种优选的实施方式，支撑座9的顶面设有半球形凹槽91B，半球形凹槽91B内设有圆形钢球92B，支撑弧面为圆形钢球92B的表面。优选的，弹性结构包括支撑座9底部设置的膜片弹簧93B，齿轮轴孔81的端面设有用于容纳膜片弹簧93B的形变的第二沉孔81B，膜片弹簧93B搭接固定在第二沉孔81B的开口处。该种形式的弹性结构，零部件便于装配，并且可以减少弹性结构本身的零部件产生异响的可能性。优选的，半球形凹槽91B内涂有润滑脂，以增加圆形钢球92B的转动灵活性能。

Claims (4)

1.一种转向器的齿轮轴间隙调整结构，包括转向器壳体，所述转向器壳体内设有相互啮合的转向齿轮轴和齿条，所述转向齿轮轴和齿条分别设置在齿轮轴孔和齿条孔内，所述转向齿轮轴通过转动轴承与所述齿轮轴孔连接，其特征在于所述转向齿轮轴的端面与齿轮轴孔的端面之间设有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括支撑座，所述支撑座的顶部设有与所述转向齿轮轴的端面滑动配合的支撑弧面，所述支撑座通过弹性结构与所述齿轮轴孔固定，所述支撑座的顶面设有半球形凹槽，所述半球形凹槽内设有圆形钢球，所述支撑弧面为所述圆形钢球的表面，所述弹性结构包括支撑座底部设置的膜片弹簧，所述齿轮轴孔的端面设有用于容纳所述膜片弹簧形变的第二沉孔，所述膜片弹簧搭接固定在所述第二沉孔的开口处。
2.根据权利要求1所述的转向器的齿轮轴间隙调整结构，其特征在于所述半球形凹槽内涂有润滑脂。
3.根据权利要求1或2所述的转向器的齿轮轴间隙调整结构，其特征在于所述转向齿轮轴的端面和支撑弧面之间涂有润滑脂。
4.根据权利要求3所述的转向器的齿轮轴间隙调整结构，其特征在于所述转动轴承包括转向齿轮轴上下两端分别设置的滚动轴承和滚针轴承。
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