转向节叉及转向系统
技术领域
本实用新型涉及转向系统结构件技术领域,尤其是涉及一种转向节叉及转向系统。
背景技术
现有技术中的转向节叉多为叉耳式节叉,叉耳式节叉整体刚性大导致车辆在原地转动方向盘或颠簸路面时经常性出现换向金属导响。为解决金属异响问题,人们通过在转向节叉的正面开槽进行规避,然而在转向节叉的正面开槽会造成转向节叉刚性偏弱而影响系统刚度,进而影响转向性能,因此无法应用实施。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种转向节叉及包括该转向节叉的转向系统,以在一定程度上解决如何保证在不影响车辆转向性能的情况下降低转向节叉金属异响的技术问题。
本申请提供了一种转向节叉,包括:螺栓节叉和节叉螺栓;
所述螺栓节叉包括相连接的叉耳部和连接部,且所述叉耳部能够与中间轴总成转动连接,所述连接部能够与齿轮轴固定连接;
所述叉耳部的背部开设有条形槽,所述条形槽延伸至所述连接部,并贯穿所述连接部远离所述叉耳部的一端;
所述连接部上设置有连接孔,所述连接孔贯穿所述条形槽,所述节叉螺栓能够穿过所述连接孔并使所述连接部夹紧所述齿轮轴。
进一步地,所述条形槽远离所述连接部的一端设置有钻孔,所述钻孔与所述条形槽相连通;
所述钻孔的孔径大于所述条形槽的宽度。
进一步地,所述连接部靠近所述条形槽一侧的壁厚大于远离所述条形槽一侧的壁厚。
进一步地,所述连接部上对应所述连接孔与所述节叉螺栓连接的抵靠处设置有限位槽,所述限位槽与所述节叉螺栓的螺帽相适配,用于对所述节叉螺栓限位。
进一步地,所述连接部设置有内花键,所述连接部通过所述内花键与所述齿轮轴的一端的外花键相连接。
进一步地,所述外花键为两段式外花键,所述两段式外花键中部环向设置有凹槽,所述节叉螺栓能够与所述两段式外花键中部的所述凹槽相抵靠。
进一步地,所述条形槽的长度方向与所述连接部的内花键的轴向方向相平行,所述节叉螺栓的设置方向垂直于所述条形槽的长度方向。
本申请还提供了一种转向系统,包括所述中间轴总成、转向管柱总成、所述齿轮轴、转向器以及上述任一技术方案所述的转向节叉;
所述中间轴总成包括中间轴、第一轴管节叉和第二轴管节叉,所述第一轴管节叉和所述第二轴管节叉设置于所述中间轴的两端,所述螺栓节叉的所述叉耳部通过十字轴与所述第一轴管节叉相连接,所述转向管柱总成通过另一十字轴与所述第二轴管节叉相连接;
所述齿轮轴的另一端与所述转向器连接。
进一步地,所述十字轴与所述第一轴管节叉采用四点铆接固定方式,并且所述另一十字轴与所述第二轴管节叉采用四点铆接固定方式。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
本申请提供的转向节叉包括螺栓节叉和节叉螺栓,螺栓节叉为叉耳式结构,其包括叉耳部和连接部,叉耳部和连接部相连接。
具体地,叉耳部的两个叉耳相背离的两侧面为背部,在叉耳部的背部开设有条形槽;条形槽沿其深度方向贯穿叉耳,而条形槽的长度方向延伸至连接部,并贯穿所述连接部远离所述叉耳部的一端,即条形槽延伸至连接部的一端为开口式结构。在螺栓节叉受到一定的扭转力时,条形槽能够使得螺栓节叉发生一定的变形,从而增加转向螺栓节叉的夹紧力。而螺栓节叉通过叉耳部与中间轴总成相连接、通过连接部与齿轮轴相连接;连接部上设置有连接孔,连接孔贯穿条形槽,节叉螺栓能够穿过连接孔并给予螺栓节叉以夹紧力,进而使螺栓节叉夹紧齿轮轴,实现中间轴总成、螺栓节叉和齿轮轴的连接。
驾驶员在驾驶车辆过程中进行转向时,操控方向盘将转向力通过顺次通过转向管柱总成和中间轴总成、转向节叉和齿轮轴再传递转向器至轮胎,从而控制进行车辆转向,但在转向力传递过程转向节叉的C点螺栓位置即节叉螺栓处的承受力矩能力最为薄弱;并且在驾驶员方向盘快速换向或转向功能使用过程在轮胎传递上来的摩擦力过程中,从齿轮轴传递至C点螺栓节叉时必然有部分力传递至节叉螺栓,又因为节叉为钢性部件,在通过节叉螺栓拧紧螺栓节叉时螺栓节叉必然会产生向外的张力,长时间的使用后会导致节叉螺栓衰退,从而影响车辆的转向或环向性能。而本申请将螺栓节叉设计为叉耳式结构,并在其叉耳的耳背位置开设条形槽,条形槽的设置使螺栓节叉在锁紧时受到转向力作用时更容易变形,而螺栓节叉的变形能够增加其对齿轮轴的夹紧力,削弱节叉刚性,防止节叉在受到转向力时因其刚性导致张力过大从而导致使节叉螺栓力矩衰退,同时规避了节叉与齿轮轴之间内外花键配合产生间隙量而在方向盘转向过程出现金属撞击音产生异响的问题。
因此,本申请实施例的转向节叉通过在叉耳背部开设条形槽能够在保证整体系统刚性情况下提升转向节叉主体配合部分的柔软性,从而提升了整体系统耐久性及衰退性,减少了转向过程异音异响风险,提升系统品质。
本申请还提供了一种转向系统,包括所述的转向节叉,因此转向系统也能够在保证整体系统刚性情况下提升转向节叉主体配合部分的柔软性,从而提升了整体系统耐久性及衰退性,减少了转向过程异音异响风险,提升转向系统品质。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的转动系统的整体结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的转向节叉、中间轴总成和齿轮轴的拆分结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的转向节叉和中间轴总成的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的转向节叉的螺栓节叉在第一视角下的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的转向节叉的螺栓节叉在第二视角下的结构示意图。
附图标记:
1-螺栓节叉,11-叉耳部,12-连接部,13-条形槽,14-内花键,15-限位孔,16-钻孔,17-限位槽,18-螺纹连接孔,2-节叉螺栓,3-中间轴总成,31-中间轴,32-轴管节叉,33-十字轴,4-齿轮轴,41-外花键,42-凹槽,5-方向盘,6-转向管柱总成,7-转向器,8-轮胎。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例的转向节叉包括该转向节叉的转向系统。
参见图1至图5所示,本申请实施例提供了一种转向节叉,包括:螺栓节叉1和节叉螺栓2;
螺栓节叉1包括叉耳部11和连接部12,叉耳部11与连接部12相连接;叉耳部11能够与中间轴总成3相连接,连接部12能够与齿轮轴4固定连接;
叉耳部11的背部开设有条形槽13,条形槽13延伸至连接部12,并贯穿连接部12远离叉耳部11的一端;
连接部12上设置有连接孔,连接孔贯穿条形槽13,节叉螺栓2能够穿过连接孔并使连接部夹紧齿轮轴4。
本申请实施例提供的转向节叉包括螺栓节叉1和节叉螺栓2,螺栓节叉1用于连接转向系统中的中间轴总成3和齿轮轴4,从而带动实现转向功能;节叉螺栓2用于使螺栓节叉1夹紧齿轮轴4,从而更好的配合实现工作。
具体地,螺栓节叉1为叉耳式结构,其包括叉耳部11和连接部12,叉耳部11和连接部12相连接;优选地,叉耳部11和连接部12为一体式结构,且螺栓节叉1的材料为钢,强度高。
叉耳部11的两个叉耳相背离的两侧面为背部,在叉耳部11的背部开设有条形槽13;参见图2至图5所示,条形槽13沿其深度方向贯穿叉耳,而条形槽13的长度方向延伸至连接部12,并贯穿连接部12远离叉耳部11的一端,即条形槽13延伸至连接部12的一端为开口式结构。在螺栓节叉1受到一定的扭转力时,条形槽13能够使得螺栓节叉1发生一定的变形,从而增加转向螺栓节叉1的夹紧力。
参见图1所示,螺栓节叉1通过叉耳部11与中间轴总成3相连接,螺栓节叉1通过连接部12与齿轮轴4相连接;具体地,连接部12上设置有连接孔,连接孔沿垂直于条形槽13的延伸方向的方向贯穿条形槽13,而节叉螺栓2能够穿过连接孔将连接部12与齿轮轴4夹紧连接,且由于节叉螺栓2穿过条形槽13,通过节叉螺栓2锁紧时条形槽13开口的大小改变能够调整连接部12与齿轮轴4的夹紧力,使得转向节叉能够将转向力稳定传递给齿轮轴4,保证整体的转向性能。
优选地,参见图4所示,连接孔包括限位孔15和螺纹连接孔18,在连接部12的一侧壁上贯穿设置有限位孔15;参见图5所示,连接部12对应限位孔15的另一侧壁上贯穿设置有螺纹连接孔18,节叉螺栓2能够穿过限位孔15与螺纹连接孔18相连接,从而给予螺栓节叉1以夹紧力,进而使螺栓节叉1夹紧齿轮轴4,实现中间轴总成3、螺栓节叉1和齿轮轴4的连接。
参见图1所示,驾驶员在驾驶车辆过程中进行转向时,操控方向盘5使转向力顺次通过转向管柱总成6和中间轴总成3、转向节叉和齿轮轴4、再传递至转向器7进而至轮胎8,从而控制进行车辆转向,但在转向力传递过程转向节叉的C点螺栓位置即节叉螺栓2处的承受力矩能力最为薄弱;并且在驾驶员方向盘5快速换向或转向功能使用过程在轮胎8传递上来的摩擦力过程中,从齿轮轴4传递至C点螺栓节叉1时必然有部分力传递至节叉螺栓2,又因为节叉为钢性部件,在通过节叉螺栓2拧紧螺栓节叉1时螺栓节叉1必然会产生向外的张力,长时间的使用后会导致节叉螺栓2衰退,从而影响车辆的转向或换向性能。而本申请将螺栓节叉1设计为叉耳式结构,并在其叉耳的耳背位置开设条形槽13,条形槽13的设置使螺栓节叉1在锁紧时受到转向力作用时更容易变形,而螺栓节叉1的变形能够增加其对齿轮轴4的夹紧力,削弱节叉刚性,防止节叉在受到转向力时因其刚性导致张力过大从而导致使节叉螺栓2力矩衰退,同时规避了节叉与齿轮轴4之间内外花键配合产生间隙量而在方向盘5转向过程出现金属撞击音产生异响的问题。
因此,本申请实施例的转向节叉通过在叉耳背部开设条形槽13能够在保证整体系统刚性情况下提升转向节叉主体配合部分的柔软性,提升了整体系统耐久性及衰退性,减少了转向过程异音异响风险,提升系统品质。
需要说明的是,本申请的条形槽13可以设置在叉耳部11一侧或设置在叉耳部11两侧,然而当叉耳部11两侧均设置条形槽13时螺栓节叉1在受到转向力时变形好,但对齿轮轴4的夹紧效果差于转向节叉主体设置一个条形槽13的情况。
参见图2至图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,条形槽13的数量为一个,一个条形槽13位于叉耳部11的一个叉耳的背部。
在该实施例中,条形槽13的数量为一个,一个条形槽13开设在叉耳部11的一个叉耳的背部,并延伸至连接部12,且贯穿连接部12远离叉耳部11的一端。
参见图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,条形槽13远离连接部12的一端设置有钻孔16,钻孔16与条形槽13相连通;钻孔16的孔径大于条形槽13的宽度。
在该实施例中,由于转向节叉主体的刚度大,因此为在螺栓节叉1锁紧时使其更容易变形,在条形槽13远离连接部12的一端设置有钻孔16,钻孔16与条形槽13相连通,且钻孔16的孔径大于条形槽13的宽度。在转向节叉主体受到转向力时,部分转向力集中到钻孔16处,从而使得螺栓节叉1更容易变形,并夹紧齿轮轴4,有效地削弱了节叉刚性。
参见图4和图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,连接部12的靠近条形槽13一侧的壁厚大于远离条形槽13一侧的壁厚,连接部12对应条形槽13开口处的壁厚与远离条形槽13开口处的壁厚不同,尤其是当条形槽13开口处壁厚较大,远离条形槽13开口处壁厚较小时,连接部12在工作时更易发生变形,削弱节叉刚性。
为进一步在工作时削弱节叉刚性,使其更易发生变形,进一步优选地,本申请的实施例设计连接部12采用渐变壁厚,具体地,连接部12的靠近条形槽13一侧到远离条形槽13一侧的壁厚逐渐减小,这样的设计使得螺栓节叉1在受力时更易发生变形,有利于连接部12与齿轮轴4抱紧,而连接部12靠近条形槽13的一侧的侧壁厚度大能够保整体的强度。
优选地,连接部12靠近条形槽13的一侧的侧壁厚度设计为12mm,而连接部12远离条形槽13一侧的壁厚设计为4.5mm。
参见图2至图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,条形槽13的长度方向与连接部12的内花键14的轴向方向相平行。
在该实施例中,条形槽13的长度方向与连接部12的内花键14的轴向方向相平行,因此在转向节叉将转向力传递给齿轮轴4或齿轮轴4将转向力传递给转向节叉时,条形槽13的延伸方向与扭转方向相垂直,条形槽13更易发生形变,从而使得螺栓节叉1发生形变。
参见图2所示,在本申请的一个实施例中,优选地,节叉螺栓2的设置方向垂直于条形槽13的长度方向。
参见图3所示,在该实施例中,节叉螺栓2插入螺栓节叉1的方向与条形槽13的长度开设方向相垂直,因此节叉螺栓2对螺栓节叉1的夹紧方向平行于转向力对螺栓节叉1的作用方向,且垂直于条形槽13的延伸方向,使得节叉螺栓2对螺栓节叉1的夹紧作用更好,进而使得螺栓节叉1和齿轮轴4不易产生缝隙,也就不易产生异响。图2所示中方向a为螺栓节叉1的夹紧方向。
参见图2至图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,连接部12设置有内花键14,连接部12通过内花键14与齿轮轴4一端的外花键41相连接。
在该实施例中,螺栓节叉1与齿轮轴4的连接是通过花键紧固连接的,具体地,连接部12设置有内花键14,条形槽13沿其深度方向贯穿内花键14的侧壁;齿轮轴4与连接部12相连接的一端设置有外花键41,外花键41与内花键14相适配,螺栓节叉1通过内外花键41的配合实现与齿轮轴4相连接,使得能够转向节叉能够将转向力稳定传递给齿轮轴4,保证整体的转向性能。
参见图2至图5所示,在本申请的一个实施例中,优选地,外花键41为两段式外花键41,两段式外花键41中部环向设置有凹槽42,节叉螺栓2能够与两段式外花键41中部的凹槽42相抵靠。
在该实施例中,在螺栓节叉1和齿轮轴4相连接时为增强节叉螺栓2对齿轮轴4的限位作用,本申请设计外花键41为两段式外花键41,且两段式外花键41的两段花键之间环向设置有凹槽42,节叉螺栓2的尺寸与凹槽42相适配,使得节叉螺栓2穿过凹槽42伸入螺纹连接孔18内且节叉螺栓2侧壁能够与凹槽42壁相抵靠,从而对齿轮轴4起到限位并增强螺栓节叉1对齿轮轴4夹紧度的作用。
参见图4所示,在本申请的一个实施例中,优选地,连接部12设置有限位孔15的一侧的端面上设置有限位槽17,限位槽17与节叉螺栓2的螺帽相适配,用于对节叉螺栓2限位。
在该实施例中,为增强节叉螺栓2对螺栓节叉1作用的稳定性,在连接部12设置有限位孔15的一侧的端面上设置有对节叉螺栓2进行限位的限位槽17,限位槽17与限位孔15相连通,旋紧节叉螺栓2时,节叉螺栓2的螺帽端对应位于限位槽17内,限位槽17能够防止螺栓节叉1在受到转向力而发生变形时节叉螺栓2发生错位等情况。
参见图2和图3所示,在本申请的一个实施例中,优选地,中间轴总成3包括中间轴31和两个轴管节叉32,两个轴管节叉(即第一轴管节叉和第二轴管节叉)32分别设置于中间轴31的两端,螺栓节叉1的叉耳部11通过十字轴33与中间轴31一端的轴管节叉(即第一轴管节叉)32相连接。此外,如下所述的转向管柱总成6通过另一十字轴与中间轴31另一端的轴管节叉(即第二轴管节叉)32相连接。
在该实施例中,中间轴总成3包括中间轴31和两个轴管节叉32,两个轴管节叉32分别设置于中间轴31的两端,螺栓节叉1的叉耳部11与中间轴总成3的连接是通过十字轴33与中间轴31一端的轴管节叉(即第一轴管节叉)32进行四点铆接固定组合而成的,连接的牢固性好,从而使得中间轴总成3能够将转向力传递给螺栓节叉1,保证整体的转向性能。类似地,转向管柱总成6与中间轴总成3的连接是通过另一十字轴与中间轴31另一端的轴管节叉(即第二轴管节叉)32进行四点铆接固定组合而成的,连接的牢固性好,从而使得转向管柱总成6能够将转向力传递给中间轴总成3,保证整体的转向性能。
本申请还提供了一种转向系统,包括上述任一实施例的转向节叉。
参见图1所示,在该实施例中,转向系统包括上述任一实施例的转向节叉,还包括转向管柱总成6、中间轴总成3、齿轮轴4和转向器7,工作时操控方向盘5使转向力顺次通过转向管柱总成6和中间轴总成3、转向节叉和齿轮轴4、再传递到转向器7,再通过转向器7驱动轮胎8转动。而在驾驶员方向盘5快速换向或转向功能使用过程在轮胎8传递上来的摩擦力过程中,从齿轮轴4传递至C点螺栓节叉1时必然有部分力传递至节叉螺栓2,又因为节叉为钢性部件,在通过节叉螺栓2拧紧螺栓节叉1时螺栓节叉1必然会产生向外的张力,长时间的使用后会导致节叉螺栓2衰退,从而影响车辆的转向或环向性能。本申请转向系统将转向节叉的螺栓节叉1设计为叉耳式结构,并在其叉耳的耳背位置开设条形槽13,条形槽13的设置使螺栓节叉1在锁紧时受到转向力作用时更容易变形,而螺栓节叉1的变形能够增加其对齿轮轴4的夹紧力,削弱节叉刚性,防止节叉在受到转向力时因其刚性导致张力过大从而导致使节叉螺栓2力矩衰退,同时规避了节叉与齿轮轴4之间内外花键配合产生间隙量而在方向盘5转向过程出现金属撞击音产生异响的问题。因此,通过在转向节叉的叉耳背部开设条形槽13能够在保证整体系统刚性情况下提升转向节叉主体配合部分的柔软性,提升了整体系统耐久性及衰退性,减少了转向过程异音异响风险,提升整个转动系统品质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。