CN2117306U - 汽车转向传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型对汽车转向系中的梯形传动机构加 以改进，提供了一种更为理想的转向传动机构。该机 构主要由转角生成机构、转角改向机构和转角传输机 构组成。当汽车向左或向右转向行驶时，该机构能使 所有车轮都绕同一个瞬时转向中心旋转，从而保证了 各个车轮均为纯滚动而无侧滑，因此它比现有的梯形 传动机构能更有效地降低汽车行驶的附加阻力，进一 步提高了汽车行驶的稳定性，大大减轻了轮胎磨损。 该机构简单易装，特别适用于高速度和大角度转向汽 车。

Description

本实用新型涉及汽车转向传动机构，特别是对转向梯形传动机构加以改进的转向传动机构。

为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎加快磨损，要求转向系能保证汽车在转向时，所有车轮均作纯滚动。显然，只有所有车轮的轴线都相交于一点时才能实现这一要求。即内转向轮的偏转角β应当大于外转向轮的偏转角α。在车轮为绝对刚体的假设条件下，角α与β的理想关系式应是：

ctgα＝ctgβ＋M／L

式中：M－两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；

L－转向中心到转向桥轴线的距离。

现代汽车都采用阿卡曼－查理斯式的转向机构，就是为了较好地实现这一目的。为此，必须精心确定转向传动机构中的转向梯形的几何参数。但是迄今为止，所有汽车的转向梯形实际上都只能设计得在一定的车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏转角的关系大体上接近于上述理想关系。详见日本小田沛浩三著、徐逢源译、吴万安校《汽车设计》、机械工业出版社1990年6月武汉第一版134－137页和吉林工业大学汽车教研室编著、吴植民主编《汽车构造》下册，人民交通出版社1990年6月第二版第204－206页。

本实用新型的目的就是针对上述已有技术的不足之处，对汽车转向梯形传动机构加以改进，不但在理论上，而且在实际上能够很方便地实现汽车转向时各车轮均作纯滚动，其内，外转向轮的偏转角更加符合上述关系式。

本实用新型的上述目的是由下述技术方案实现的。

该汽车转向传动机构由转角生成机构、转角改向机构和转角传输机构组成。转角生成机构位于转向桥一侧，转角传输机构位于另一侧，其二者之间是转角改向机构。

转角生成机构由导向杆、滑动块、左摇杆、左转向节、右摇杆组成。左摇杆和右摇杆都采用滑动铰链方式与滑动块联接，滑动块安装在导向杆上并能滑动。左摇杆的另一端通过左侧主销轴与左转向节固定相联成为一体，并能绕此销轴转动。右摇杆的另一端与转角改向机构的主动齿轮固定相联，并能一起转动。

转角生成机构的导向杆相交于左侧主销轴与主动齿轮轴之间连线，其交点将该连线等分，其交叉角γ的大小与前述L及M有关，其关系表达式是：

tgγ＝2L／M（或γ＝arctg2L／M）。

转角改向机构由两个直径和模数相同互相啮合的齿轮组成。主动齿轮与右摇杆固定连接，从动齿轮与左摇臂固定连接。两齿轮的转向相反，其转角大小相等。

转角传输机构由左摇臂、横拉杆、右摇臂、右转向节和右侧主销轴组成。其中横拉杆的两端分别通过空间铰链联接方式与左、右摇臂联接，组成一个平行四连杆机构，使右摇杆和主动齿轮产生的转角在传输时保持不变。

右摇臂与右转向节通过右侧主销轴固定相联成为一体，并能绕此销轴转动，从而保证上述四连杆机构传输来的转角保持不变传输到右侧轮。

当汽车向正前方行驶时，转角生成机构中的滑块处于左侧主销轴与主动齿轮轴之间连线的中点上，所以左摇杆与右摇杆在一条直线上，此时两个前轮的转向偏转角α和β均为零。

当汽车向左转向行驶时，应使滑动块沿导向杆向前滑动，同时带动左、右摇杆滑动端向前摆动。使左侧轮（即内转向轮）向左产生一个偏转角β，使主动齿轮顺时针转动产生一个偏转角α。同时带动从动齿轮逆时针转动，从动齿轮又带动左摇臂逆时针转动产生一个偏转角α。平行四连杆机构将α角保持不变，并通过右摇臂和右转向节使右侧轮（即外转向轮）向左产生一个偏转角α。此时α＜β。

当汽车向右转向行驶时，应使滑动块沿导向杆向后滑动，同时带动左、右摇杆滑动端向后摆动。使左侧轮（即外转向轮）向右产生一个偏转角α，使主动齿轮逆时针转动产生一个偏转角β。同时带动从动齿轮顺时针转动，从动齿轮又带动左摇臂顺时针转动产生一个偏转角β。平行四连杆机构将β角保持不变，并通过右摇臂和右转向节使右侧轮（即内转向轮）向右产生一个偏转角β。此时仍然α＜β。

由理论计算、几何作图和实测均可证明，本实用新型提供的汽车转向传动机构，不但能实现其外轮转向偏转角α小于内轮转向偏转角β，而且能非常精确的符合前述关系式。所以能使汽车在转向行驶时所有车轮都绕同一个瞬时转向中心旋转，各个车轮均为纯滚动而无侧滑。它比现有梯形传动机构能更有效地降低汽车行驶的附加阻力，进一步提高了汽车行驶稳定性，并且大大减轻了轮胎磨损，这是本实用新型最基本的优点。其它优点是：结构形式简单、几何参数易定、易测、安装使用方便、成本低、效益高。特别适用于高速度和大角度转向汽车，如赛车、豪华轿车、矿用汽车等。

附图1是汽车直线行驶时本实用新型的转向传动机构原理示意图。图2是汽车左转向行驶时其转向传动机构原理示意图。图3是汽车右转向行驶时其转向传动原理示意图。图4是汽车左转向时其转向传动机构的结构示意图（从车尾向前看）。图5是图4的H－H向视图（相当于俯视图）。

结合附图对本实用新型的实施例详述如下。附图中1是导向杆，2是滑动块，3是左摇杆，4是右摇杆，5是主动齿轮，6是从动齿轮，7是左摇臂，8是横拉杆，9是右摇臂，10是左转向节，11是右转向节，12是左车轮，13是右车轮。A是左侧主销轴，B是右侧主销轴，C是主动齿轮轴，D是滑动块与摇杆相互滑动联接的铰链，E是从动齿轮轴，F是左空间铰链，G是右空间铰链。其中，导向杆1固定安装在汽车底盘上，A、B、C、E类似于固定铰链。导向杆1与AC连线的交叉角为γ，其大小由前述L及M决定，即γ＝arctg2L／M，其相交点即图1中的D点，并且AD＝DC。该交叉角的大小及其交叉点位置极为重要，本实用新型提供的汽车转向传动机构的内外转向轮偏转角β和α能否符合前述关系式，就取决于这些几何参数的精度，因此在测量和安装时应特别注意。

如图所示，由导向杆1、滑动块2、左摇杆3、右摇杆4、左转向节10，以及左侧主销轴A、主动齿轮轴C、滑动铰链D，组成了转角生成机构。由主动齿轮5和从动齿轮6组成了转角改向机构，这一对齿轮的直径和模数必须相同，才能保证转角改向而大小不变，可以是圆锥齿轮，也可以是圆柱齿轮。由左摇臂7、横拉杆8、右摇臂9、右转向节11，以及从动齿轮轴E、空间铰链F和G，右侧主销轴B，组成了平行四连杆转角传输机构，可将转角生成机构产生并经转角改向机构转换的转角保持不变传输到右侧轮。它既类似于又不同于已有技术的梯形传动机构。

当汽车要向左或向右转向行驶时，其转向操纵机构和转向器就使得本实用新型提供的转向传动机构中的滑块2沿导向杆1向前或向后滑动，从而带动左摇杆3和右摇杆4向前或向后摆动，使左车轮12直接产生转向偏转角β或α，使右车轮13间接产生相应的转向偏转角α或β。无论向左或向右转向，内转向轮的偏转角β都大于外转向轮的偏转角α，并且符合前述关系式的要求。

Claims (5)

1、汽车转向传动机构，包括转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆，本实用新型的特征在于该机构由转角生成机构、转角改向机构和转角传输机构组成，转角生成机构位于转向桥一侧，转角传输机构位于另一侧，其二者之间是转角改向机构。

2、根据权利要求1所述的汽车转向传动机构，其特征在于转角生成机构由导向杆（1）、滑动块（2）、左摇杆（3）、右摇杆（4）组成，左摇杆（3）和右摇杆（4）都采用滑动铰链方式与滑动块（2）联接，滑动块（2）安装在导向杆（1）上并能滑动，左摇杆（3）的另一端通过左侧主销轴（A）与左转向节（10）固定相联成为一体，并能绕此销轴转动，右摇杆（4）的另一端与转角改向机构的主动齿轮（5）固定相联，并能一起转动。

3、根据权利要求2所述的汽车转向传动机构，其特征在于转角生成机构的导向杆（1）相交于左侧主销轴（A）与主动齿轮轴（C）之间连线，其交点将该连线等分。

4、根据权利要求1所述的汽车转向传动机构，其特征在于转角改向机构由两个直径和模数相同互相啮合的齿轮（5）和（6）组成，主动齿轮（5）与右摇杆（4）固定连接，从动齿轮（6）与左摇臂（7）固定连接，两齿轮的转向相反，其转角大小相等。

5、根据权利要求1所述的汽车转向传动机构，其特征在于转角输出机构由左摇臂（7）、横拉杆（8）、右摇臂（9）、右转向节（11）和右侧主销轴（B）组成，其中横拉杆（8）两端分别通过空间铰链联接方式与左、右摇臂联接，组成了一个平行四连杆机构，使右摇杆（4）和主动齿轮（5）产生的转角在传输时保持不变。

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