CN209208851U - 一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，包括带相互垂直的第一轴孔和第二轴孔的壳体，在第一轴孔内设有由齿条和齿轮组成的齿轮组，第二轴孔内设有调整体，所述调整体前端与齿条的背部抵接，后端设有槽孔，槽孔内依次设有圆锥螺旋弹簧、调整螺栓和锁紧螺母，所述调整螺栓穿套在圆锥螺旋弹簧内，并且与壳体和锁紧螺母螺纹连接，使圆锥螺旋弹簧压紧在调整体槽孔内，处于压紧状态的圆锥螺旋弹簧释放压力，进而调整齿轮、齿条的齿间间隙，本实用新型结构简单，制造成本低，安装方便快捷，结构紧凑，调整性能好，可以有效地降低转向器总成的啮合间隙，优化齿轮齿条式转向器的间隙、噪音、震动等性能。

Description

一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构

技术领域

本实用新型涉及一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，属于汽车转向技术领域。

背景技术

齿条齿轮转向系统是轿车、小型货车普遍使用的一种转向机构，其包括安装在金属管中的齿条齿轮式齿轮组，齿条的各个齿端都突出在金属管外，并用横拉杆连在一起。一只小齿轮连在转向轴上，当转动汽车方向盘，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿着轴向移动。在齿条各齿端的横拉杆转向轴的转向臂上，通过齿条将方向盘旋转运动转化成车轮传动所需要的线性运动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮实现偏转而实现汽车转向。

齿轮齿条式转向器总成的中间位置的位置感是汽车操纵性的重要特性之一，同时噪音性能也是汽车转向系统的重要特性，如果转向器的间隙过大，就会导致汽车的方向盘的间隙变大，产生松旷和异响的问题；反之，如果转向器的间隙较小，又会导致转向器总成正、逆转力矩变大，会使汽车的操纵力矩变大，导致其回正力矩变大和回正性能变差，影响汽车的操纵性能。现有的齿轮齿条转向器的间隙调整与补偿系统由调整体、调整弹簧、调整螺塞、锁紧螺母等零组件组成，它主要负责转向器间隙的调整。齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的调整螺塞施加给调整弹簧压紧力，可自动消除齿间间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声。但是，现有的间隙调整与补偿系统稳定性差，舒适性低，且只能保证汽车运行初期的正常啮合间隙，经过一段时间后，受调整体磨损量、调整弹簧的性能等影响，调整效果差，导致啮合间隙过大，汽车转向系统产生松旷、异响、回正性能差等问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供本一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，包括带相互垂直的第一轴孔和第二轴孔的壳体，在第一轴孔内设有由齿条和齿轮组成的齿轮组，在第二轴孔内设有调整体，所述调整体前端设有与齿条相适配的弧形结构，所述弧形结构与齿条的背部抵接，后端设有槽孔，槽孔内依次设有圆锥螺旋弹簧、调整螺栓和锁紧螺母；所述调整螺栓的端头上设有外螺纹，第二轴孔和锁紧螺母上设有相匹配的内螺纹，所述调整螺栓穿套在圆锥螺旋弹簧内，并且与壳体和锁紧螺母螺纹连接，使圆锥螺旋弹簧压紧在调整体槽孔内。

前述调整体的后端表面和外圆周表面上至少设有一个环形槽，环形槽内设有O型橡胶圈。

在前述调整体的后端表面设有1～2个O橡胶型圈；在所述调整体的外圆周表面上设有1～3个O橡胶型圈。

前述O型橡胶圈的材质为NR或BR或NBR或HNBR橡胶材料。

在前述调整体前端的弧形结构与齿条的背部之间设有相适配的弧形调整衬垫。

在前述调整体前端的弧形结构中部开设有缺口，弧形调整衬垫中部设有与之匹配的凸起，弧形调整衬垫通过其凸起扣接在调整体前端的弧形结构上。

前述弧形调整衬垫相对于调整体的弧形结构为同心设计，而相对于齿条为偏心结构设计。

前述弧形调整衬垫为一体结构设计的两段均相对于齿条偏心的弧形板，并且两弧形板相对其中部凸起对称设置。

前述弧形调整衬垫的两段弧形板的半径均为R，齿条的直径为D，两段弧形板的圆心到齿条的圆心的偏离距为0～3mm；两段弧形板的半径R的值以R/D=50%～65%设计；两段弧形板的厚度值为0.5～5mm。

前述弧形调整衬垫为PTFE材质。

与现有技术比较，本实用新型公开了一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其包括壳体，其内设有由齿条和齿轮组成的齿轮组，在齿条的背部设有由调整体、圆锥螺旋弹簧、调整螺栓和锁紧螺母组成的调整机构，安装时调整体前端的弧形结构抵接在齿条背部，后端槽孔内放置圆锥螺旋弹簧，并通过调整螺栓、锁紧螺母和壳体三者之间的螺纹连接配合压紧在调整体后端槽孔内，当齿轮、齿条的齿间间隙过大时，处于压紧状态的圆锥螺旋弹簧释放压力，进而调整齿轮、齿条的齿间间隙。

本实用新型结构简单，制造成本低，安装方便快捷，结构紧凑，调整性能好，其具有以下优点：

（1）采用圆锥螺旋弹簧取代现有技术中普通的圆柱弹簧，其具有良好的缓冲性能，能承受较大载荷，变形范围较宽，调整精确度高，不仅可以有效地降低了转向器总成的啮合间隙，减小齿轮齿条的齿间磨损，提高转向器总成的使用寿命，而且对于齿轮齿条的齿间间隙较大时也可以完成调整，调整范围广；另外，通过圆锥螺旋弹簧将更有利于避免调整体与调整螺塞的碰撞，对于消除或缓和共振越有利，进而提高转向器的稳定性，降低转向器噪音。

（2）在所述调整体的后端表面和外圆周表面上至少设有一个环形槽，环形槽内设有O型橡胶圈，不仅降低调整体磨损，消除噪音，而且提高了所述调整机构的导向平稳性。

（3）在所述调整体前端的弧形结构与齿条的背部之间设有相适配的弧形调整衬垫，所述弧形调整衬垫为PTFE材质，更好的提高抗噪音效果，降低调整体和齿条之间的磨损；并且，弧形调整衬垫相对齿条为偏心结构设计，使齿条与弧形调整衬垫配合更加紧贴，使得其调整效果更好，有效地降低了转向器总成的啮合间隙，优化了齿轮齿条式转向器的间隙、噪音、震动等性能。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图。

图2是图1中圆锥螺旋弹簧结构示意图。

图3是图2中圆锥螺旋弹簧的刚度曲线图。

图4是图1中A部分的局部放大示意图。

图5是图4的尺寸标识结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1所示，一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，包括壳体1, 壳体1内设有相互垂直的第一轴孔101和第二轴孔102，在第一轴孔101内设有由齿条2和齿轮3组成的齿轮组，在第二轴孔102内设有与调整体4，所述调整体4前端设有与齿条2相适配的弧形结构401，所述弧形结构401与齿条2的背部抵接，后端设有槽孔402，槽孔402内依次设有圆锥螺旋弹簧6、调整螺栓5和锁紧螺母7；所述调整螺栓5的端头上设有外螺纹，第二轴孔102和锁紧螺母7上设有相匹配的内螺纹，安装时，将圆锥螺旋弹簧6放置在调整体的槽孔402内，使圆锥螺旋弹簧6套接在调整螺栓5上，并且使调整螺栓5与壳体和锁紧螺母螺纹连接，调节调整螺栓5后，使圆锥螺旋弹簧6压紧在调整体槽孔402内。

如图2和图3所示，所述圆锥螺旋弹簧6的刚性kF为变值，刚度会逐渐增大，所以调整弹簧的刚度性特性线就不再是一条直线，而变为一条斜率越来越大的曲线，其具有良好的缓冲性能，能承受较大载荷，变形范围较宽，可适用于齿条2和齿轮3的齿间间隙较大的情况。

如图4所示，在所述调整体4的后端表面和外圆周表面上至少设有一个环形槽，环形槽内设有O型橡胶圈，优选地，在所述调整体4的后端表面开设有1～2个环形槽，其内安装有一号O橡胶型圈8；在所述调整体4的外圆周表面上开设有1～3个环形槽，其内安装有二号O橡胶型圈9；所述一号O橡胶型圈8和二号O橡胶型圈9的材质为NR或BR或NBR或HNBR橡胶材料。

如图4和图5所示，在所述调整体的弧形结构401与齿条2的背部之间设有相适配的弧形调整衬垫10，所述弧形调整衬垫10相对于调整体的弧形结构401为同心设计，而相对于齿条2为偏心结构设计，具体地，在所述调整体的弧形结构401中部开设有缺口，弧形调整衬垫10中部设有与之匹配的凸起，弧形调整衬垫10通过其凸起扣接在调整体前端的弧形结构401上，使调整衬垫10外圆弧和调整体的弧形结构401完全贴合；所述弧形调整衬垫10为一体结构设计的两段均相对于齿条2偏心的弧形板，并且两弧形板相对其中部凸起对称设置，所述弧形调整衬垫10的两段对称设置的弧形板的圆心到齿条2的圆心的偏离距为b， b的设计值为0～3mm；所述弧形调整衬垫10的两段弧形板的半径均为R，齿条的直径为D，R/D的设计值为50%～65%；所述弧形调整衬垫10厚度t的设计值为0.5～5mm。

所述弧形调整衬垫10的偏心结构设计，使齿条2与弧形调整衬垫10配合更加紧贴，也降低使用过程中的磨损；所述弧形调整衬垫10为PTFE材质，提高抗噪音效果。

Claims (10)

1.一种汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，包括带相互垂直的第一轴孔（101）和第二轴孔（102）的壳体（1），在第一轴孔（101）内设有由齿条（2）和齿轮（3）组成的齿轮组，其特征在于：在第二轴孔（102）内设有调整体（4），所述调整体（4）前端设有与齿条（2）相适配的弧形结构（401），所述弧形结构（401）与齿条（2）的背部抵接，后端设有槽孔（402），槽孔（402）内依次设有圆锥螺旋弹簧（6）、调整螺栓（5）和锁紧螺母（7）；所述调整螺栓（5）的端头上设有外螺纹，第二轴孔（102）和锁紧螺母（7）上设有相匹配的内螺纹，所述调整螺栓（5）穿套在圆锥螺旋弹簧（6）内，并且与壳体（1）和锁紧螺母（7）螺纹连接，使圆锥螺旋弹簧（6）压紧在调整体槽孔（402）内。

2.根据权利要求1所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述调整体（4）的后端表面和外圆周表面上至少设有一个环形槽，环形槽内设有O型橡胶圈。

3.根据权利要求2所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：在所述调整体（4）的后端表面设有1～2个O橡胶型圈；在所述调整体（4）的外圆周表面上设有1～3个O橡胶型圈。

4.根据权利要求3所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述O型橡胶圈的材质为NR或BR或NBR或HNBR橡胶材料。

5.根据权利要求1所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：在所述调整体前端的弧形结构（401）与齿条（2）的背部之间设有相适配的弧形调整衬垫（10）。

6.根据权利要求5所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：在所述调整体前端的弧形结构（401）中部开设有缺口，弧形调整衬垫（10）中部设有与之匹配的凸起，弧形调整衬垫（10）通过其凸起扣接在调整体前端的弧形结构（401）上。

7.根据权利要求6所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述弧形调整衬垫（10）相对于调整体的弧形结构（401）为同心设计，而相对于齿条（2）为偏心结构设计。

8.根据权利要求7所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述弧形调整衬垫（10）为一体结构设计的两段均相对于齿条（2）偏心的弧形板，并且两弧形板相对其中部凸起对称设置。

9.根据权利要求8所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述弧形调整衬垫（10）的两段弧形板的半径均为R，齿条的直径为D，两段弧形板的圆心到齿条（2）的圆心的偏离距为0～3mm；两段弧形板的半径R的值以R/D=50%～65%设计；两段弧形板的厚度值为0.5～5mm。

10.根据权利要求9所述的汽车用齿轮齿条转向器间隙调整机构，其特征在于：所述弧形调整衬垫（10）为PTFE材质。