CN111895068A - 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器 - Google Patents

一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器 Download PDF

Info

Publication number
CN111895068A
CN111895068A CN202010827562.9A CN202010827562A CN111895068A CN 111895068 A CN111895068 A CN 111895068A CN 202010827562 A CN202010827562 A CN 202010827562A CN 111895068 A CN111895068 A CN 111895068A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rack
tooth
sector
steering gear
meshing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010827562.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李群辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr-Bremse Detc Commercial Vehicle Braking Technology Co ltd
Original Assignee
Knorr-Bremse Detc Commercial Vehicle Braking Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr-Bremse Detc Commercial Vehicle Braking Technology Co ltd filed Critical Knorr-Bremse Detc Commercial Vehicle Braking Technology Co ltd
Priority to CN202010827562.9A priority Critical patent/CN111895068A/zh
Publication of CN111895068A publication Critical patent/CN111895068A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • 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
    • B62D3/126—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by the rack
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/26—Racks

Abstract

本发明提出了一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器。所述齿条齿扇副，对应于转向器中间啮合位置齿扇与齿条功能部的中间齿啮合间隙为0，以齿条功能部的中间齿的啮合间隙为0的齿面啮合线为基准，对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。所述汽车转向器采用该齿条齿扇副。本发明为了实现变传动间隙特性，对汽车转向器的齿条齿扇副（齿条功能部、齿扇）的齿条进行修形对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值，采用齿条齿形修正法能获得的理想的变传动间隙特性曲线。

Description

一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器
技术领域
本发明属于汽车转向器领域，涉及一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及循环球式转向器。
背景技术
汽车转向器传动间隙特性：是指各种转向器中各传动副（如齿轮齿条式转向器的齿轮与齿条传动副；循环球式转向器的齿扇与齿条传动副）之间的间隙；该间隙随转向角的大小不同而改变。
转向器的传动间隙特性直接影响着汽车的操纵性、稳定性和使用寿命。循环球式转向器的齿扇与齿条传动副多采用变间隙传动，即在一定范围内齿条与齿扇之间的传动间隙是随转角的增加而变大，以此来满足汽车的使用要求。一般转向器的中间位置间隙设计为0，转向器在中间位置装配很“紧”，因而有较大的空载力矩，避免转向发飘。
为了实现实现转向器变传动：通常的手段是齿条落差法结构，或齿扇偏心法；齿条落差法结构的传动间隙特性曲线不能满足设计要求；齿扇偏心法能满足设计要求，但制造工艺复杂，加工及检测难度高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器，该齿轮传动副不仅具有理想的可变传动间隙特性，实现较好的整车驾驶操作特性，而且制造工艺相对简单，易于实现。
为此，本发明的技术方案为：一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副，包括齿条功能部、齿扇，所述齿扇与齿条功能部啮合，对应于转向器中间啮合位置齿扇与齿条功能部的中间齿啮合间隙为0；其特征在于：以齿条功能部的中间齿的啮合间隙为0的齿面啮合线为基准，对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
对上述技术方案的进一步限定：对应于齿扇向两侧的摆动角度为5-10º的范围内，对齿条中间齿的齿形向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
一种汽车转向器，包括活塞、摇臂轴，活塞上设有齿条功能部，摇臂轴上设有齿扇，所述齿扇与齿条功能部啮合，其特征在于，所述齿扇与齿条功能部构成的齿条齿扇副是：权利要求1或2所述的一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副。
本发明的有益效果是：为了实现变传动间隙特性，以齿条功能部的中间齿的啮合间隙为0的齿面啮合线为基准，对汽车转向器的齿条齿扇副（齿条功能部、齿扇）的齿条进行修形对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值，采用齿条齿形修正法能获得的理想的变传动间隙特性曲线。本发明实现了符合整车设计要求的从中间位置开始向两端逐渐增加的变传动间隙，而且齿扇为标准齿轮，制造工艺以及检测相对简单。
附图说明
图1为具有齿条和齿扇结构的汽车转向器剖面图。
图2为齿条和齿扇组成的齿轮传动副。
图3为齿条中间齿的修形前后的对比图。
图4为一种理想的变传动比特性曲线。
图5为本发明提供的转向器的空载力矩曲线。
图中所示：1.壳体，2.阀体，3.活塞，4. 摇臂轴，5.转向控制阀，6. 齿扇的齿形，31.齿条功能部，41.齿扇，311. 齿条功能部的原始齿形，311.齿条功能部修形后的齿形。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明。
图1为本发明涉及的汽车转向器，包括壳体1、阀体2、活塞3，摇臂轴4、转向控制阀5，壳体1和阀体2固联，转向控制阀5安装在阀体2上并与活塞3配合，摇臂轴4安装在壳体1上，摇臂轴4上的齿扇与活塞3上的齿条功能部相配合，活塞3位于壳体1内部缸孔配合并能在左右移动，通过齿部的配合带动摇臂轴4按顺时针或逆时针方向旋转。本发明实例中的齿扇与齿条功能部采用了变传动比设计，因而齿条齿部的齿形不是常规齿条的直线齿形，而是复杂的曲线齿形；采用的图2、图3所示的具有变传动间隙特性的齿条齿扇副。
图2、图3所示，是以转向器为基础，描述本发明涉及的具有变传动间隙特性的齿条齿扇副，齿扇41设置摇臂轴4上，齿条功能部设置在活塞上，齿扇41与齿条功能部31啮合，对应于转向器中间啮合位置齿扇与齿条功能部的中间齿啮合间隙为0；以齿条功能部的中间齿的啮合间隙为0的齿面啮合线为基准，对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形（图中阴影区域表达的是修形区），传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
图3中，为齿条中间齿修形前后的对比图，其中311曲线段为齿条功能部的原始齿形，312曲线段（图中阴影区域）为修形后的齿形，置齿条与齿扇齿形啮合最紧密，传动间隙为0，在图中阴影区域内向两端方向齿形齿条齿部若采用原始齿形，则齿轮传动副的间隙将保持为0不变；对齿条中间齿的齿形在原有形状上向外进行修正，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值（设计值）。
图4为本发明一种理想的变传动比特性曲线，中间位置间隙最小（等于0），向两端方向转向间隙逐渐增加，输入角度α时增加到某一定值，并一直保持不变；此时，对应于齿扇向两侧的摆动角度为5-10º的范围内，对齿条中间齿的齿形向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
本发明中，对于修形后的齿条功能部，可以与加工普通齿条一样，很方便的采用成形铣刀进行齿形加工，而齿扇为标准齿轮也有利于加工制造。
图5为本发明实例中的汽车转向器的空载转动力矩曲线，因而本实例中的转向器具有以下特点：
1、因采用了理想的变传动比间隙设计，在中间位置（对应整车直线行驶位置）传动间隙为0，齿条齿扇配合最紧密，因此中间位置的转向力矩最大；
2、在图5空载转动力矩曲线的中间位置附近的一个对称区域内，转向力矩明显较其它区域要高；
3、在上述对称区域内，从中间位置开始，转向力矩向两端是逐渐降低的。
使用本发明实例中的汽车转向器，在驾驶时具有明显的中位感，完美解决了整车行驶时转向发飘问题。

Claims (3)

1.一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副，包括齿条功能部、齿扇，所述齿扇与齿条功能部啮合，对应于转向器中间啮合位置齿扇与齿条功能部的中间齿啮合间隙为0；其特征在于：以齿条功能部的中间齿的啮合间隙为0的齿面啮合线为基准，对齿条中间齿的齿形在原有形状上向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
2.根据权利要求1所述的一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副，其特征在于：对应于齿扇向两侧的摆动角度为5-10º的范围内，对齿条中间齿的齿形向两侧进行对称修形，传动间隙相应地逐渐增加到某一固定值。
3.一种汽车动力转向器，包括活塞、摇臂轴，活塞上设有齿条功能部，摇臂轴上设有齿扇，所述齿扇与齿条功能部啮合，其特征在于，所述齿扇与齿条功能部构成的齿条齿扇副是：权利要求1或2所述的一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副。
CN202010827562.9A 2020-08-17 2020-08-17 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器 Pending CN111895068A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010827562.9A CN111895068A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010827562.9A CN111895068A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111895068A true CN111895068A (zh) 2020-11-06

Family

ID=73230643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010827562.9A Pending CN111895068A (zh) 2020-08-17 2020-08-17 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111895068A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114473074A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 大连创新零部件制造公司 循环球式转向器偏心齿扇的传动比修正及展成加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986408A (en) * 1972-10-18 1976-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Variable ratio vehicle steering gear
JPS5744567A (en) * 1980-09-01 1982-03-13 Nissan Motor Co Ltd Rack and pinion type variable gear ratio steering gear apparatus
CN106392199A (zh) * 2016-11-08 2017-02-15 湖北工业大学 一种汽车转向器摇臂轴齿扇齿廓修形方法
CN205971459U (zh) * 2016-06-29 2017-02-22 杭州世宝汽车方向机有限公司 传动间隙可控的变速比循环球动力转向器
CN107323520A (zh) * 2017-05-17 2017-11-07 湖北三环汽车方向机有限公司 一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986408A (en) * 1972-10-18 1976-10-19 Nissan Motor Co., Ltd. Variable ratio vehicle steering gear
JPS5744567A (en) * 1980-09-01 1982-03-13 Nissan Motor Co Ltd Rack and pinion type variable gear ratio steering gear apparatus
CN205971459U (zh) * 2016-06-29 2017-02-22 杭州世宝汽车方向机有限公司 传动间隙可控的变速比循环球动力转向器
CN106392199A (zh) * 2016-11-08 2017-02-15 湖北工业大学 一种汽车转向器摇臂轴齿扇齿廓修形方法
CN107323520A (zh) * 2017-05-17 2017-11-07 湖北三环汽车方向机有限公司 一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114473074A (zh) * 2022-01-26 2022-05-13 大连创新零部件制造公司 循环球式转向器偏心齿扇的传动比修正及展成加工方法
CN114473074B (zh) * 2022-01-26 2022-11-18 大连创新零部件制造公司 循环球式转向器偏心齿扇的传动比修正及展成加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106352025B (zh) 一种谐波减速器
US4444070A (en) Variable ratio rack and pinion steering gear
CN102297257B (zh) 一种背隙可调行星齿轮减速器
TW201333347A (zh) 零背隙之行星式減速機構
WO2013084838A1 (ja) ウォームギヤ機構
CN111895068A (zh) 一种具有变传动间隙特性的齿条齿扇副及汽车转向器
WO2020020074A1 (zh) 一种直齿锥齿轮副及其齿向修形方法
CN202690900U (zh) 一种新型齿形的齿轮偏心传动机构
CN204592206U (zh) 斜齿锥齿轮差速器
CN103206495A (zh) 一种双曲柄摆线针轮减速器
CN215980703U (zh) 一种空间交错轴斜齿轮副
US3505899A (en) Variable ratio steering gear
CN206352647U (zh) 一种用于摆角头旋转轴的双齿轮自动补偿消隙传动结构
JPWO2006126571A1 (ja) ハイポイドギア装置および車両用終減速装置
CN110001757B (zh) 基于十字轴万向节的可变速比转向系统
CN211167077U (zh) 一种循环球转向器
CN213676880U (zh) 一种提升转向器高速稳定性的转向结构
WO2005056367A1 (ja) 電動パワーステアリング装置
CN216381841U (zh) 一种双圆弧线齿轮泵
CN107628101B (zh) 循环球式转向器用齿扇轴及其加工方法、转向器和车辆
CN216969791U (zh) 一种异形齿轮廓转向机齿条
CN218141747U (zh) 循环球液压助力转向器及其传动结构
JP5964775B2 (ja) パワーステアリング装置
CN215567675U (zh) 用于无人机驱动的高精度双导程钢蜗轮减速器
CN104806724A (zh) 汽车差速器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Qunhui

Inventor after: Chen Yangbin

Inventor before: Li Qunhui

CB03 Change of inventor or designer information
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination