CN113202858B - 一种车辆常配式转向拉杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了车辆工程领域的一种车辆常配式转向拉杆，以克服现有技术中汽车转向时方向盘在打满后转向拉杆持续受到刚性冲击，导致转向拉杆超过极限后产生断裂的缺陷。为了克服上述缺陷，本技术方案包括通过拉杆连接的主动球头和从动球头，所述主动球头带有橡皮空腔，所述橡皮空腔内从上到下包括相互连接凸柱和斜齿组件，所述斜齿组件包括一组齿圈，齿圈之间贯穿有螺杆，所述螺杆轴向两端倾斜的滑动连接于橡皮空腔内，橡皮空腔与螺杆两端的连接处形成有滑动槽；所述齿圈运动行程中逐渐接触有棘轮义齿，所述棘轮义齿沿斜齿组件的偏转方向逐渐收束，棘轮义齿的锁止方向为齿圈的偏转方向，避免了转向拉杆超过极限后产生断裂的情况。

Description

一种车辆常配式转向拉杆
技术领域
本发明属于车辆工程领域，具体是一种车辆常配式转向拉杆。
背景技术
汽车拉杆是汽车转向机构中的重要零件，它直接影响汽车操纵的稳定性、运行的安全性和轮胎的使用寿命。汽车拉杆分为2类，即转向直拉杆与转向横拉杆。转向直拉杆承担着把转向摇臂的运动传递给梯形臂的任务，转向横拉杆则是转向梯形机构的底边，是确保左右转向轮产生正确运动关系的关键部件。
目前的拉杆的机构设计存在着不合理。汽车用拉杆的不合理设计也会使得拉杆受力不合理，拉杆从应力集中处出现裂纹，长时间运动会断裂。而且目前的汽车用拉杆由于长时间使用，汽车用拉杆与汽车其他零部件之间摩擦较大，从而很容易损坏，而且加油润滑比较麻烦。
为了解决上述问题，中国公开号为CN104760614A的发明专利，公开了一种汽车拉杆包括轴头、曲杆和连接轴，第二凹陷部和凸部之间通过斜面相连，第二凹陷部上端面的面积与斜面的面积一致；第一凹陷部与第二凹陷部之间的高度与第二凹陷部与凸部之间的高度等高；第一凹陷部的侧部与凸部的侧部之间形成夹角，夹角为150-160度；所述的连接轴的一端与第二凹陷部和凸部相连，连接轴的另一端加工有螺纹。
上述汽车拉杆虽然通过而曲杆上设置第一凹陷部、第二凹陷部和凸部减少了在转向过程中曲杆与轴头连接处的受力情况，但是由于轴头与连接轴通过曲柄刚性连接，在力矩转递中会产生震动，减少汽车拉杆的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是解决在汽车转向时方向盘在打满后转向拉杆持续受到刚性冲击，导致转向拉杆超过极限后产生断裂的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种车辆常配式转向拉杆，包括通过拉杆连接的主动球头和从动球头，所述主动球头带有橡皮空腔，所述橡皮空腔内从上到下包括相互连接凸柱和斜齿组件，所述斜齿组件包括一组齿圈，齿圈之间贯穿有螺杆，所述螺杆轴向两端倾斜的滑动连接于橡皮空腔内，橡皮空腔与螺杆两端的连接处形成有滑动槽；所述齿圈运动行程中逐渐接触有棘轮义齿，所述棘轮义齿沿斜齿组件的偏转方向逐渐收束，棘轮义齿的锁止方向为齿圈的偏转方向。
名词解释：棘轮义齿是指带有棘轮锁牙的一组交汇式齿条，齿条整体的横截面与假牙相同，且齿条与橡皮空腔固定连接。
采用上述方案后实现了以下有益效果：1、相对于直拉杆式现有技术，本技术方案中利用汽车转向过程中T形臂拉动主动球头偏转，当球头受到拉力转动时，凸柱带动斜齿组件偏移，其中斜齿中的螺杆在滑动槽内滑动，由于螺杆带动一体制造的齿圈逐渐偏移，当螺杆带动齿圈偏移至最大行程的过程中，齿圈逐渐啮合于棘轮义齿，从而限制了齿圈的偏移距离，这种方法避免了方向盘在打满后转向拉杆持续受到前轮与地面的摩擦导致的超极限距离偏转，避免了转向拉杆超过极限后产生断裂的情况(额外力矩由棘轮义齿吸收)，同时避免了球头过度受拉力后产生的漏油情况(此处漏油主要指密封脂的泄漏)。
2、相对于漏油情况的现有技术，本技术方案中利用长时间使用过程中棘轮义齿与齿圈逐渐锁止过程中产生的大量摩擦热，不但降低了转向时转向拉杆受到的动能，同时大量的摩擦热产生如下有益效果，大量摩擦热逐渐烘干主动球头的内表面的油脂，从而使油脂转化为干枯的硬块，随后硬块粘稠粘接于脂类的润滑脂产生油封效果，避免了润滑脂从转向球头下方泄漏，同时也避免了转向拉杆泄漏润滑脂后，后轮经过前轮泄漏的润滑脂产生的打滑现象，实现了防滑效果。
3、相对于防打滑的现有技术，本技术方案中棘轮义齿还实现了限高效果，由于棘轮义齿的横截面与假牙相同，因此在产生抖动时，限制了斜齿组件弹起的高度，避免了斜齿组件中螺杆脱离滑动槽。
进一步，所述螺杆与滑动槽的接触部位带有圆齿轮，滑动槽表面加工有啮合圆齿轮的齿牙，滑动槽位于圆齿轮行程的最末端粘接有碟簧。
有益效果：1、相对于防脱离的现有技术，本技术方案中利用圆齿轮结合齿牙，以将凸柱传递的推动力转化为周向力矩，使螺杆产生自转情况，一定程度上加速了橡皮空腔内的气流速度，实现了部分散热效果。
2、相对于提升散热效果的现有技术，本技术方案中圆齿轮触碰碟簧时碟簧进行吸收力矩缓冲效果，同时碟簧提供部分回复力，便于回位，同时碟簧提供的弹性手感便于提醒驾驶员方向盘已经打到底。
进一步，所述螺杆表面带有螺旋曲线形状的凹槽，凹槽内置有滚珠，所述滚珠之间串接有涡卷弹簧，所述涡卷弹簧的一端粘接于齿圈下表面，涡卷弹簧的另一端缠绕于凹槽内。
有益效果：1、相对于带有提醒功能的现有技术，本技术方案中首先由于螺杆与圆齿轮相互结合，当圆齿带动螺杆旋转的过程中通过齿圈带动涡卷弹簧旋转，此时涡卷弹簧拉动滚珠自转，从而将凸柱与螺杆之间的刚性摩擦转化为滚动摩擦，降低了组件的磨损。
2、相对于采用降低磨损的现有技术，本技术方案中涡卷弹簧产生回复力，从而在凸柱推力消失后涡卷弹簧带动螺杆回位，此时涡卷弹簧串联的滚珠带动螺杆转动，从而实现了储能和回位的效果。
进一步，橡皮空腔的内部包裹有铁丝网。
有益效果：提升橡皮空腔的承载力，避免橡皮空腔内置的机械结构运动过程中导致的橡皮空腔变形。
进一步，所述圆齿轮与齿圈的齿数比为1∶2。
有益效果：通过小齿轮带动大齿轮，从而加速齿圈的转动，实现齿圈快速对准棘轮义齿，并且降低齿圈传动的力矩，方便止停。
进一步，所述螺杆对置于凸柱两侧，且两组螺杆之间存在高度差。
有益效果：螺杆的对置以适应T形臂向左或向右的转向力矩，同时高度差的存在紧凑了结构。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图；
图2为图1中橡皮空腔的剖视图；
图3为图2中螺杆与齿圈的连接关系图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：主动球头1、从动球头2、橡皮空腔3、拉杆4、凸柱5、铁丝网6、齿圈7、螺杆8、棘轮义齿9、滑动槽10、圆齿轮11、滚珠12、涡卷弹簧13、凹槽14。
实施例基本如附图1所示：一种车辆常配式转向拉杆4包括通过拉杆4连接的主动球头1和从动球头2，所述主动球头1带有橡皮空腔3，橡皮空腔3的内部包裹有铁丝网6，橡皮空腔3内从上到下包括相互连接凸柱5和斜齿组件，所述斜齿组件包括一组齿圈7，齿圈7之间贯穿有螺杆8，螺杆8对置于凸柱5两侧，且两组螺杆8之间存在高度差。
请参考图2，螺杆8轴向两端倾斜的滑动连接于橡皮空腔3内，橡皮空腔3与螺杆8两端的连接处形成有滑动槽10；所述齿圈7运动行程中逐渐接触有棘轮义齿9，所述棘轮义齿9沿斜齿组件的偏转方向逐渐收束，棘轮义齿9的锁止方向为齿圈7的偏转方向，同时棘轮义齿9的左右两侧不对称，棘轮义齿9左侧和右侧带有高度差。
请参考图3，螺杆8与滑动槽10的接触部位带有圆齿轮11，滑动槽10表面加工有啮合圆齿轮11的齿牙，滑动槽10位于圆齿轮11行程的最末端粘接有碟簧，螺杆8表面带有螺旋曲线形状的凹槽14，圆齿轮11与齿圈7的齿数比为1∶2，凹槽14内置有滚珠12，所述滚珠12之间串接有涡卷弹簧13，所述涡卷弹簧13的一端粘接于齿圈7下表面，涡卷弹簧13的另一端缠绕于凹槽14内。
具体实施过程如下：本技术方案中利用汽车转向过程中T形臂拉动主动球头1偏转，当球头受到拉力转动时，凸柱5带动斜齿组件偏移，其中斜齿中的螺杆8在滑动槽10内滑动，由于螺杆8带动一体制造的齿圈7逐渐偏移，当螺杆8带动齿圈7偏移至最大行程的过程中，齿圈7逐渐啮合于棘轮义齿9，从而限制了齿圈7的偏移距离，这种方法避免了方向盘在打满后转向拉杆4持续受到前轮与地面的摩擦导致的超极限距离偏转，避免了转向拉杆4超过极限后产生断裂的情况(额外力矩由棘轮义齿9吸收)，同时避免了球头过度受拉力后产生的漏油情况(此处漏油主要指密封脂的泄漏)。
本技术方案中利用长时间使用过程中棘轮义齿9与齿圈7逐渐锁止过程中产生的大量摩擦热，不但降低了转向时转向拉杆4受到的动能，同时大量的摩擦热产生如下有益效果，大量摩擦热逐渐烘干主动球头1的内表面的油脂，从而使油脂转化为干枯的硬块，随后硬块粘稠粘接于脂类的润滑脂产生油封效果，避免了润滑脂从转向球头下方泄漏，同时也避免了转向拉杆4泄漏润滑脂后，后轮经过前轮泄漏的润滑脂产生的打滑现象，实现了防滑效果。
由于棘轮义齿9的横截面与假牙相同，因此在产生抖动时，限制了斜齿组件弹起的高度，避免了斜齿组件中螺杆8脱离滑动槽10，本技术方案中利用圆齿轮11结合齿牙，以将凸柱5传递的推动力转化为周向力矩，使螺杆8产生自转情况，一定程度上加速了橡皮空腔3内的气流速度，实现了部分散热效果，随后圆齿轮11触碰碟簧时碟簧进行吸收力矩缓冲效果，同时碟簧提供部分回复力，便于回位，同时碟簧提供的弹性手感便于提醒驾驶员方向盘已经打到底。
本技术方案中首先由于螺杆8与圆齿轮11相互结合，当圆齿带动螺杆8旋转的过程中通过齿圈7带动涡卷弹簧13旋转，此时涡卷弹簧13拉动滚珠12自转，从而将凸柱5与螺杆8之间的刚性摩擦转化为滚动摩擦，降低了组件的磨损，随后涡卷弹簧13产生回复力，从而在凸柱5推力消失后涡卷弹簧13带动螺杆8回位，此时涡卷弹簧13串联的滚珠12带动螺杆8转动，从而实现了储能和回位的效果。
橡皮空腔3的内部包裹有铁丝网6以提升橡皮空腔3的承载力，避免橡皮空腔3内置的机械结构运动过程中导致的橡皮空腔3变形，通过小齿轮带动大齿轮，从而加速齿圈7的转动，实现齿圈7快速对准棘轮义齿9，并且降低齿圈7传动的力矩，方便止停，螺杆8的对置以适应T形臂向左或向右的转向力矩，同时高度差的存在紧凑了结构。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：包括通过拉杆连接的主动球头和从动球头，所述主动球头带有橡皮空腔，所述橡皮空腔内从上到下包括相互连接凸柱和斜齿组件，所述斜齿组件包括一组齿圈，齿圈之间贯穿有螺杆，所述螺杆轴向两端倾斜的滑动连接于橡皮空腔内，橡皮空腔与螺杆两端的连接处形成有滑动槽；所述齿圈运动行程中逐渐接触有棘轮义齿，所述棘轮义齿沿斜齿组件的偏转方向逐渐收束，棘轮义齿的锁止方向为齿圈的偏转方向。
2.根据权利要求1所述的一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：所述螺杆与滑动槽的接触部位带有圆齿轮，滑动槽表面加工有啮合圆齿轮的齿牙，滑动槽位于圆齿轮行程的最末端粘接有碟簧。
3.根据权利要求2所述的一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：所述螺杆表面带有螺旋曲线形状的凹槽，凹槽内置有滚珠，所述滚珠之间串接有涡卷弹簧，所述涡卷弹簧的一端粘接于齿圈下表面，涡卷弹簧的另一端缠绕于凹槽内。
4.根据权利要求3所述的一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：橡皮空腔的内部包裹有铁丝网。
5.根据权利要求4所述的一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：所述圆齿轮与齿圈的齿数比为1:2。
6.根据权利要求5所述的一种车辆常配式转向拉杆，其特征在于：所述螺杆对置于凸柱两侧，且两组螺杆之间存在高度差。
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