CN207631324U - 一种汽车转向传动系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车转向传动系统，包括转向传动轴、转向柱管、转向器，所述转向传动轴的一端通过第一万向节与转向器的输入轴相连接，转向传动轴的另一端通过第二万向节与转向柱管相连接，转向柱管与方向盘相连接，所述第一万向节与第二万向节中至少有一个为双联万向节，且第一万向节与第二万向节中至多有一个为十字万向节。本设计不仅稳定性高、安全性高，而且结构简单、可靠性高、成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车转向系统技术领域，尤其涉及一种汽车转向传动系统，主要适用于提升车辆操控的稳定性与车辆行驶的安全性。
背景技术
随着社会经济的发展和技术水平的快速进步，卡车司机对车辆在路面行驶的操控性和安全性有了更高的要求，操控稳定性、舒适性、安全性成为影响用户购车的重要因素。目前，市面现有的中重型卡车仍然普遍采用传统的双十字万向节联接的转向传动系统，当受设计空间制约，转向硬点布置不合理时，该种类型的转向系统力矩波动较大，严重影响整车的操控稳定性和行驶安全性，降低车辆的市场竞争力。现有转向传动系统尤其是商用车转向传动系统方案主要结构包括转向传动轴、与转向传动轴两端相连的十字万向节。总体来说，目前商用车领域普遍采取的技术方案为通过两个十字万向节来传递转向盘到转向机之间的动力，但是十字万向节属于不等速万向节，输入输出不可避免的存在转速和力矩波动问题，造成转向盘受力的时大时小，影响整车操控性能。
中国专利，授权公告号为CN203974916U，授权公告日为2014年12月3日的实用新型公开了一种汽车转向系统，包括转向操纵机构、与转向操纵机构连接的转向器以及与转向器连接的转向传动结构，转向操纵机构包括依次连接的转向盘、转向轴、转向传动轴，转向传动轴包括依次连接的上万向节、套管、下滑动轴和下万向节。虽然该实用新型在汽车发生碰撞时能保护驾驶员的安全，但是其仍然存在以下缺陷：该实用新型采用的万向节属于不等速万向节，输入输出不可避免的存在转速和力矩波动问题，造成转向盘受力的时大时小，影响整车的操控稳定性和行驶安全性。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的稳定性低、安全性低的缺陷与问题，提供一种稳定性高、安全性高的汽车转向传动系统。
为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种汽车转向传动系统，包括转向传动轴、转向柱管、转向器，所述转向传动轴的一端通过第一万向节与转向器的输入轴相连接，转向传动轴的另一端通过第二万向节与转向柱管相连接，转向柱管与方向盘相连接，所述第一万向节与第二万向节中至少有一个为双联万向节，且第一万向节与第二万向节中至多有一个为十字万向节。
所述第一万向节与第二万向节均为双联万向节。
所述第一万向节为十字万向节，所述第二万向节为双联万向节。
所述第一万向节为双联万向节，所述第二万向节为十字万向节。
所述双联万向节为带球副的双联万向节，所述双联万向节包括第一节叉、中间轴叉、第二节叉，所述第一节叉的叉头上设置有球头，所述第二节叉的叉头上设置有与球头相配合的球套，所述中间轴叉的两端均设置有十字轴孔，中间轴叉的一端通过第一十字轴与第一节叉相连接，中间轴叉的另一端通过第二十字轴与第二节叉相连接。
所述球头与球套之间设置有润滑脂。
所述中间轴叉与与第一节叉相连接的轴的夹角β1等于中间轴叉与与第二节叉相连接的轴的夹角β2。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种汽车转向传动系统中与转向传动轴两端相连的万向节为双联万向节，实现了转向盘和转向机之间的等速动力传递，相比传统结构形式，本设计在受硬点布置制约时，能有效地降低转向力矩波动问题，提升车辆操控稳定性和行驶安全性。因此，本实用新型稳定性高、安全性高。
2、本实用新型一种汽车转向传动系统中第一万向节与第二万向节均为双联万向节，不仅结构简单，而且可靠性高；第一万向节和第二万向节中，一个为十字万向节，另一个为双联万向节，这样的布置虽然不能完全消除力矩波动问题，但是其同样可以有效地降低转向系统力矩波动。因此，本实用新型不仅可以有效地降低转向系统力矩波动，而且结构简单、可靠性高、成本低。
3、本实用新型一种汽车转向传动系统中双联万向节为带球副的双联万向节，双联万向节中间有球副连接，球副间采用润滑脂进行润滑，采用上述双联万向节的汽车转向传动系统不仅占用空间小、安装维护方便，而且零部件数量少、成本低、简单可靠、通用性强。因此，本实用新型占用空间小、安装维护方便、结构简单可靠、成本低、通用性强。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1中汽车转向传动系统的结构示意图。
图2是本实用新型的实施例2中汽车转向传动系统的结构示意图。
图3是本实用新型的实施例3中汽车转向传动系统的结构示意图。
图4是本实用新型中双联万向节的结构示意图。
图中：转向传动轴1、第一万向节2、第一节叉21、中间轴叉22、十字轴孔221、第二节叉23、第二万向节3。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图1至图4，一种汽车转向传动系统，包括转向传动轴1、转向柱管、转向器，所述转向传动轴1的一端通过第一万向节2与转向器的输入轴相连接，转向传动轴1的另一端通过第二万向节3与转向柱管相连接，转向柱管与方向盘相连接，所述第一万向节2与第二万向节3中至少有一个为双联万向节，且第一万向节2与第二万向节3中至多有一个为十字万向节。
所述第一万向节2与第二万向节3均为双联万向节。
所述第一万向节2为十字万向节，所述第二万向节3为双联万向节。
所述第一万向节2为双联万向节，所述第二万向节3为十字万向节。
所述双联万向节为带球副的双联万向节，所述双联万向节包括第一节叉21、中间轴叉22、第二节叉23，所述第一节叉21的叉头上设置有球头，所述第二节叉23的叉头上设置有与球头相配合的球套，所述中间轴叉22的两端均设置有十字轴孔221，中间轴叉22的一端通过第一十字轴与第一节叉21相连接，中间轴叉22的另一端通过第二十字轴与第二节叉23相连接。
所述球头与球套之间设置有润滑脂。
所述中间轴叉22与与第一节叉21相连接的轴的夹角β1等于中间轴叉22与与第二节叉23相连接的轴的夹角β2。
本实用新型的原理说明如下：
本设计的目的在于针对现有汽车尤其是中重型卡车行驶过程中，转向力矩波动过大，操控稳定性差、安全性低等问题，提出一类新型布置结构的汽车转向传动系统，其包括三种不同的布置形式，属于汽车转向系统技术领域，尤其是商用车转向系统领域。商用车传统转向系统的布置形式一般是从转向盘出发，从上到下依次连接转向柱管、十字轴式万向节、转向传动轴、十字轴式万向节、转向机输入轴、转向机，如要保证传递运动和力矩没有波动，需要满足以下三个条件：(1)转向传动轴与转向柱管、输入轴间的轴间角应该相等；(2)转向传动轴两端万向节轴叉应该位于同一平面内；(3)转向传动轴与转向柱管、输入轴三轴的轴线应该在同一个平面内。但受到硬点位置、驾驶舱空间布置的限制，上述三个条件难以满足，导致转向盘受力的时重时轻，直接影响驾驶员的操控感，提高疲劳感。目前卡车司机对车辆在路面行驶的操控性和安全性有了更高的要求，操控稳定性、舒适性、安全性成为影响用户购车的重要因素。
转向传动系统布置结构形式一：
转向系统中的转向传动轴的两端分别连接上双联万向节和下双联万向节，上双联万向节另一端轴孔通过转向柱管与方向盘连接，下双联万向节另一端轴孔与转向器输入轴相连接。
转向传动系统布置结构形式二：
转向系统中的转向传动轴的两端分别连接上双联万向节和十字轴万向节，上双联万向节另一端轴孔通过转向柱管与方向盘连接，十字轴万向节另一端轴孔与转向器输入轴相连接。
转向传动系统布置结构形式三：
转向系统中的转向传动轴的两端分别连接十字轴万向节和下双联万向节，十字轴万向节另一端轴孔通过转向柱管与方向盘连接，下双联万向节另一端轴孔与转向器输入轴相连接。
当采用两个双联式万向节时(布置形式一)，时刻保证了当量夹角相等，力矩波动量为0。当其中之一采用双联万向节(布置形式二、三)，假设转向柱管与中间传动轴之间采用双联万向节，中间传动轴与转向机输出轴采用十字万向节，可知转向柱管的输入转速和中间传动轴完全一致，没有力矩波动，但中间传动轴和输入轴之间如存在轴间夹角，便不能等速无波动的传递运动，其波动量取决于轴间夹角α。
其中，α为两轴间夹角，为输入轴转角，为输出轴转角。
本设计结构的汽车转向传动系统布置形式一实现了转向盘和转向机之间的等速动力传递。相比传统结构形式，本设计的转向传动系统结构简单，可靠性高，在受硬点布置制约时，能有效降低转向力矩波动问题，提升车辆操控稳定性和行驶安全性。本设计的汽车转向传动系统布置形式二和形式三，连接转向传动轴的上双联万向节和下双联万向节其中之一为传统的十字轴式万向节，虽不能消除力矩波动问题，但同样可以有效降低转向系统力矩波动。因此，在实际中应综合设计要求、成本各个方面选择转向布置结构形式。
另外，本设计汽车转向传动系统，主要部件是双联万向节，属于机械连接结构，并不会显著增加布置空间，安装方便，维护方便；零部件数量少，成本低，简单可靠，通用性强。所述双联万向节中间有球副连接，球副间采用润滑脂进行润滑，保证运动传递顺畅。与传统双十字万向节相比，采用带球副的双联式万向节可以保证连接两轴与双联式万向节的轴叉之间的夹角β1＝β2，由万向节传递理论可知，可实现等速传递动力。
实施例1：
参见图1、图4，一种汽车转向传动系统，包括转向传动轴1、转向柱管、转向器，所述转向传动轴1的一端通过第一万向节2与转向器的输入轴相连接，转向传动轴1的另一端通过第二万向节3与转向柱管相连接，转向柱管与方向盘相连接，所述第一万向节2与第二万向节3均为双联万向节；所述双联万向节为带球副的双联万向节，所述双联万向节包括第一节叉21、中间轴叉22、第二节叉23，所述第一节叉21的叉头上设置有球头，所述第二节叉23的叉头上设置有与球头相配合的球套，所述中间轴叉22的两端均设置有十字轴孔221，中间轴叉22的一端通过第一十字轴与第一节叉21相连接，中间轴叉22的另一端通过第二十字轴与第二节叉23相连接；所述球头与球套之间设置有润滑脂；所述中间轴叉22与与第一节叉21相连接的轴的夹角β1等于中间轴叉22与与第二节叉23相连接的轴的夹角β2。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
参见图2，所述第一万向节2为十字万向节，所述第二万向节3为双联万向节。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
参见图3，所述第一万向节2为双联万向节，所述第二万向节3为十字万向节。
Claims (7)
1.一种汽车转向传动系统，包括转向传动轴（1）、转向柱管、转向器，所述转向传动轴（1）的一端通过第一万向节（2）与转向器的输入轴相连接，转向传动轴（1）的另一端通过第二万向节（3）与转向柱管相连接，转向柱管与方向盘相连接，其特征在于：所述第一万向节（2）与第二万向节（3）中至少有一个为双联万向节，且第一万向节（2）与第二万向节（3）中至多有一个为十字万向节。
2.根据权利要求1所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述第一万向节（2）与第二万向节（3）均为双联万向节。
3.根据权利要求1所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述第一万向节（2）为十字万向节，所述第二万向节（3）为双联万向节。
4.根据权利要求1所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述第一万向节（2）为双联万向节，所述第二万向节（3）为十字万向节。
5.根据权利要求2–4中任意一项所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述双联万向节为带球副的双联万向节，所述双联万向节包括第一节叉（21）、中间轴叉（22）、第二节叉（23），所述第一节叉（21）的叉头上设置有球头，所述第二节叉（23）的叉头上设置有与球头相配合的球套，所述中间轴叉（22）的两端均设置有十字轴孔（221），中间轴叉（22）的一端通过第一十字轴与第一节叉（21）相连接，中间轴叉（22）的另一端通过第二十字轴与第二节叉（23）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述球头与球套之间设置有润滑脂。
7.根据权利要求5所述的一种汽车转向传动系统，其特征在于：所述中间轴叉（22）与第一节叉（21）相连接的轴的夹角等于中间轴叉（22）与第二节叉（23）相连接的轴的夹角。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111703497A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-09-25 | 浙江工业大学 | 一种基于盘式电动三轮车的转向结构 |
| CN113686571A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-11-23 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种转向中间轴用力矩与速度波动测试系统及方法 |
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2017
- 2017-11-28 CN CN201721617861.XU patent/CN207631324U/zh active Active
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