CN114228822A - 转向器齿条的支撑衬套结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种既能够有效减小零件间的磨损，又能改善齿条的滑动摩擦力的转向器齿条的支撑衬套结构，包括转向器壳体和齿条，齿条的外壁上设置有长度方向与齿条的杆长方向一致的轨道槽，齿条的外周套设有支撑套，支撑套与转向器壳体内壁构成轴向限位、径向限位配合，支撑套的内壁上开设有圆孔，圆孔内嵌设有钢球，钢球置于齿条上的轨道槽内构成滚动配合。上述方案中，支撑套能够使钢球保持在齿条固定的轨道槽内上滚动，亦起到减小齿条滑动阻力的作用，减小零件磨损延长转向器的使用寿命。

Description

转向器齿条的支撑衬套结构
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齿条的支撑衬套结构。
背景技术
汽车市场发展至今，人们对乘用车的舒适性及动力经济性的要求日趋提高，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分别由调整机构和齿条衬套支撑，调整机构如图1(a)所示，由齿条压块3、螺旋弹簧4、调整螺栓5组合而成的调整机构和右侧的齿条衬套支撑，而齿条衬套结构由图1(b)所示，衬套8和O形橡胶圈7组成。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会在壳体6内产生摆动,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，若齿条2的调整机构设计不满足要求、齿条衬套与齿条2、壳体6配合关系设计不合理，或汽车行驶一段里程后使得齿轮1、齿条2、压块3、O形橡胶圈7、衬套8等零件磨损增加，零件之间的间隙变大，齿条2摆动的距离也随之变大，换向及过颠簸路时异响现象就会很明显。目前齿轮齿条式转向器所采用的支撑衬套结构，主要通过调整O形橡胶圈7的直径、硬度或减小衬套8与齿条2、壳体6间的配合间隙来增加刚度以加强其对齿条2摆动范围所起到的限制作用，从而解决齿轮齿条转向器换向和颠簸路异响问题，但由于O形橡胶圈7的直径增加，壳体6的布置空间有限、O形橡胶圈7硬度调整范围也很有限，而若直接减小齿条与衬套8、壳体6三者之间的配合间隙，虽然齿条2的摆动范围会减小，但齿条2与衬套8的静摩擦力也会增加，这样齿条2相对衬套8运动过程中极易产生两者之间因动静摩擦力变化的异响，且一旦各零部件间有磨损造成配合间隙增加，该种结构后续也无法进行间隙补偿，异响仍会越来越明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能够有效减小零件间的磨损，又能改善齿条的滑动摩擦力的转向器齿条的支撑衬套结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种转向器齿条的支撑衬套结构，包括转向器壳体和齿条，齿条的外壁上设置有长度方向与齿条的杆长方向一致的轨道槽，齿条的外周套设有支撑套，支撑套与转向器壳体内壁构成轴向限位、径向限位配合，支撑套的内壁上开设有圆孔，圆孔内嵌设有钢球，钢球置于齿条上的轨道槽内构成滚动配合。
上述方案中，支撑套能够使钢球保持在齿条固定的轨道槽内上滚动，亦起到减小齿条滑动阻力的作用，减小零件磨损延长转向器的使用寿命。
附图说明
图1(a)为现有技术中转向器调整机构的截面图；
图1(b)为现有技术中转向器齿条支撑衬套机构的截面图；
图2为本发明中转向器齿条支撑衬套机构的截面图；
图3(a)为实施例1中支撑衬套组件的截面图；
图3(b)为实施例2中支撑衬套组件的截面图。
具体实施方式
如图2所示，一种转向器齿条的支撑衬套结构，包括转向器壳体10和齿条20，齿条20的外壁上设置有长度方向与齿条20的杆长方向一致的轨道槽21，齿条20的外周套设有支撑套31，支撑套31与转向器壳体10内壁构成轴向限位、径向限位配合，支撑套31的内壁上开设有圆孔311，圆孔311内嵌设有钢球32，钢球32置于齿条20上的轨道槽21内构成滚动配合。支撑套31设置在齿条20的外周，一方面对齿条20进行支撑，限制了齿条20的摆动，有效避免异响问题产生，另一方面支撑套31相当于是钢球32的保持架，使钢球32能够保持在齿条20上固定的轨道槽21内滚动，亦起到减小齿条20滑动阻力的作用，减小零件磨损延长转向器的使用寿命。
为了保证钢球32在轨道槽21内滚动的平稳性，所述的圆孔311沿着支撑套31内壁的圆周方向均匀、间隔布置有多个，齿条20的外壁上的轨道槽21也对应布置有多个。
具体的结构是，所述的支撑套31包括大径段31a、中径段31b和小径段31c，其中大径段31a置于转向器壳体10内壁上开设的环形槽内构成轴向限位、径向限位配合，圆孔311设置在小径段31c上。大径段31a作为与转向器壳体10固定的连接位用以限制两者的径向位置，大径段31a、中径段31b之间的台阶与转向器壳体10上的台阶抵靠限制转向器壳体10和支撑套31的轴向位置，而小径段31c作为钢球32的保持架结构，使钢球32保持在轨道槽21内滚动。
实施例1
如图3(a)所示，为了限制钢球32轴向运动范围，小径段31c的外壁与转向器壳体10内壁内壁之间还设置有挡圈33，挡圈33的一段与中径段31b和小径段31c之间的台阶抵靠、另一端与转向器壳体10内壁上设置的台阶抵靠，挡圈33的内壁上与圆孔311对应位置处开设有半圆形凹部331，凹部331的曲率与钢球32的曲率相等，钢球32置于凹部331内构成轴向限位、径向限位配合。如转向器齿条20受到的拉杆的径向力不是特别大的情况下，只需要设置一块挡圈33即可满足拉杆径向力的作用。
实施例2
如图3(b)所示，所述的挡圈33在轴向方向设置有两块，且圆孔311也在支撑套31的内壁上对应设置有两圈，圆孔311的孔径小于钢球32的直径。如转向器齿条20受到的拉杆的径向力较大，可增加支撑套31的保持架结构，可加强抗拉杆径向力的作用，且这种结构简单便于优化。
轨道槽21内涂抹有润滑脂使转动更佳顺畅、灵活。
支撑套31的大径段31a上自端部向内开设有收缩槽312，收缩槽312的长度方向与轴向方向一致，且收缩槽312延伸至中径段31b上。收缩槽312的设置一方面便于支撑套31的安装，另一方面在保证支撑齿条20作用的同时，减少与齿条20的接触面积，从而可以减小两者之间的滑动摩擦力。
相应的，收缩槽312在大径段31a圆周方向均匀、间隔布置有多个。
支撑套31、钢球32以及挡圈33构成的支撑衬套组件在齿条20的两端位置处各设置有一组。当汽车通过颠簸路面时，齿条20两端反复受到来自拉杆不同方向的径向力作用而产生摆动，由于这种新的支撑衬套组件限制了齿条20的摆动，使齿轮轴与齿条20、压块与壳体之间的摆动范围同时减小，避免了其各零件相对运动产生的较大能量的撞击，故而可以有效避免异响问题产生。

Claims (9)

1.一种转向器齿条的支撑衬套结构，包括转向器壳体(10)和齿条(20)，其特征在于：齿条(20)的外壁上设置有长度方向与齿条(20)的杆长方向一致的轨道槽(21)，齿条(20)的外周套设有支撑套(31)，支撑套(31)与转向器壳体(10)内壁构成轴向限位、径向限位配合，支撑套(31)的内壁上开设有圆孔(311)，圆孔(311)内嵌设有钢球(32)，钢球(32)置于齿条(20)上的轨道槽(21)内构成滚动配合。
2.根据权利要求1所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：所述的圆孔(311)沿着支撑套(31)内壁的圆周方向均匀、间隔布置有多个，齿条(20)的外壁上的轨道槽(21)也对应布置有多个。
3.根据权利要求1所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：所述的支撑套(31)包括大径段(31a)、中径段(31b)和小径段(31c)，其中大径段(31a)置于转向器壳体(10)内壁上开设的环形槽内构成轴向限位、径向限位配合，圆孔(311)设置在小径段(31c)上。
4.根据权利要求3所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：小径段(31c)的外壁与转向器壳体(10)内壁内壁之间还设置有挡圈(33)，挡圈(33)的一段与中径段(31b)和小径段(31c)之间的台阶抵靠、另一端与转向器壳体(10)内壁上设置的台阶抵靠，挡圈(33)的内壁上与圆孔(311)对应位置处开设有半圆形凹部(331)，凹部(331)的曲率与钢球(32)的曲率相等，钢球(32)置于凹部(331)内构成轴向限位、径向限位配合。
5.根据权利要求4所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：所述的挡圈(33)在轴向方向设置有两块，且圆孔(311)也在支撑套(31)的内壁上对应设置有两圈，圆孔(311)的孔径小于钢球(32)的直径。
6.根据权利要求4所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：轨道槽(21)内涂抹有润滑脂。
7.根据权利要求3所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：支撑套(31)的大径段(31a)上自端部向内开设有收缩槽(312)，收缩槽(312)的长度方向与轴向方向一致，且收缩槽(312)延伸至中径段(31b)上。
8.根据权利要求3所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：收缩槽(312)在大径段(31a)圆周方向均匀、间隔布置有多个。
9.根据权利要求1所述的转向器齿条的支撑衬套结构，其特征在于：支撑套(31)、钢球(32)以及挡圈(33)构成的支撑衬套组件在齿条(20)的两端位置处各设置有一组。
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