CN213138909U - 转向机及其蜗杆组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及转向机及其蜗杆组件。其中，蜗杆的第二端部包括在轴向上相邻的固定孔、扩孔及装夹面，扩孔位于固定孔的外侧，装夹面位于扩孔的外侧，扩孔的内径比固定孔的内径大至少1毫米，装夹面为与中轴线的夹角不小于28度的锥面，装夹面越远离扩孔直径越大。扭力杆的第二固定部固定于第二端部，扭力杆与中段相间隔，第二固定部接触固定孔而不接触扩孔。根据该技术方案的产品结构简单，容易加工制造。

Description

转向机及其蜗杆组件

技术领域

本申请涉及运输工具的转向系统，尤其涉及转向系统的转向机及其蜗杆组件。

背景技术

车辆转向系统正常工作时，驾驶员转动方向盘的力不大（商用车约需3公斤）,当缺油或者出现其他问题而液压助力失效时，方向盘与转向轮之间的机械联动仍可实现人力转向，但是所需的转动方向盘的力将增大（商用车需约45公斤）。这功能的实现通常涉及转向机中的扭力杆。扭力杆安装于蜗杆的中腔内，通过固定销将扭力杆的两端分别与蜗杆和转向轴连接。转向轴与蜗杆还组成转阀。由于扭力杆的弹性回复作用，在不转动方向盘时，保持转阀处于中位。在扭力杆中腔的轴向端部设置多个通孔，通孔将蜗杆的中腔与外部流体连通，保持内外压力平衡。然而，这种蜗杆不便于夹装于夹具上，难于加工。

实用新型内容

本申请主要解决现有转向机及其蜗杆组件难于加工的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请提供用于转向机的蜗杆组件，其包括：

蜗杆，所述蜗杆包括蜗段和光段，所述蜗段的外周设置连续延伸的螺旋槽，所述光段的外周为光滑圆柱面，沿所述蜗杆的中轴线位置贯穿所述蜗杆设置中腔，所述中腔包括第一端部、中段及第二端部，所述中段位于所述第一端部及所述第二端部之间，所述第二端部包括在轴向上相邻的固定孔、扩孔及装夹面，所述扩孔位于所述固定孔的外侧，所述装夹面位于所述扩孔的外侧，所述扩孔的内径比所述固定孔的内径大至少1毫米，所述装夹面为与所述中轴线的夹角不小于28度的锥面，所述装夹面越远离所述扩孔直径越大；

转向轴，其安装于所述第一端部中；及

扭力杆，其包括第一固定部、扭部及第二固定部，所述扭部位于所述第一固定部及所述第二固定部两者之间，所述第一固定部阻止相对转动地限定于所述转向轴，所述第二固定部固定于所述第二端部，所述扭力杆与所述中段相间隔，所述第二固定部接触所述固定孔而不接触所述扩孔。

另一方面本申请提供转向机，其包括液压缸、助力活塞及前述的蜗杆组件，所述液压缸中设置液压腔，所述助力活塞滑动密封地安装于所述液压腔中，所述助力活塞限制转动而允许轴向移动地与所述液压缸配合，所述助力活塞设置蜗孔，所述蜗孔轴向贯通所述助力活塞,所述蜗杆安装于所述蜗孔中，所述蜗段与所述蜗孔啮合而当旋转所述蜗杆时驱动所述助力活塞轴向移动。

根据本申请的技术方案，在第二端部的固定孔与装夹面之间开设有扩孔，所述装夹面形成为外大内小的锥面，因此，容易通过旋转切削加工制造出高精度的装夹面，夹具顶于装夹面后位置精度高。根据该技术方案的产品结构简单，容易加工制造。

附图说明

以下结合附图详细说明本申请的具体实施方式，其中：

图1显示转向机的局部剖视示意图；

图2显示用于转向机的蜗杆组件的剖视示意图；

图3显示图2所示蜗杆组件的轴向端面的结构示意图；

图4显示图3所示蜗杆组件沿A-A线的局部放大剖视示意图；

图5显示图3所示蜗杆组件沿B-B线的局部放大剖视示意图；

图6显示图4所示蜗杆组件沿C-C线的局部放大剖视示意图；

图7显示图4所示蜗杆组件沿D-D线的局部放大剖视示意图；及

图8显示图5所示蜗杆组件Z处的局部放大剖视示意图，其中去除了扭力杆以清楚显示蜗杆的结构。

具体实施方式

请参阅图1至图8所示，根据本申请一些具体实施方式的转向机800包括液压缸4、助力活塞5及蜗杆组件。液压缸4中设置液压腔40，助力活塞5滑动密封地安装于液压腔40中。助力活塞5限制转动而允许轴向移动地与液压缸4配合。助力活塞5设置蜗孔50，蜗孔50轴向贯通助力活塞5。

蜗杆组件100包括蜗杆1、转向轴2及扭力杆3。蜗杆1包括蜗段16和光段17。蜗段16的外周设置连续延伸的螺旋槽，光段17的外周为光滑圆柱面。蜗杆1安装于蜗孔50中，蜗段16与蜗孔50啮合而当旋转蜗杆1时驱动助力活塞5轴向移动。

光段17的轴向长度大于蜗段16的轴向长度的0.5倍。沿蜗杆1的中轴线位置贯穿蜗杆1设置中腔10，中腔10包括第一端部11、中段14及第二端部12。中段14位于第一端部11及第二端部12之间。第一端部11的内径大于第二端部12的内径。第二端部12的内径小于中段14的内径。

第二端部12包括在轴向上相邻的固定孔120、扩孔122及装夹面124。亦即，扩孔122位于固定孔120及装夹面124之间。扩孔122位于固定孔120的外侧。装夹面124是用于夹具作用于蜗杆1的部位。对于回转体形状的蜗杆1，装夹面124决定了蜗杆1的中轴线位置。装夹面124位于扩孔122的外侧。装夹面124为锥面，装夹面124越远离扩孔122直径越大。也就是说，装夹面124位于蜗杆1的轴向端部，具有向轴向端部张开的锥面形状，以便准确地确定蜗杆1的中轴线。装夹面124与中轴线的夹角α不小于45度。例如，装夹面124与中轴线的夹角α为28度、30度、32度、35度、38度、40度或43度。装夹面124的轴向长度L1不小于1毫米而不大于3毫米。例如，装夹面124的轴向长度L1为1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米、1.5毫米、1.8毫米、2毫米、2.2毫米或2.5毫米。扩孔122的内径比固定孔120的内径大至少1毫米。例如，扩孔122的内径比固定孔120的内径大1毫米、1.2毫米、1.5毫米、1.8毫米、2毫米。扩孔122的轴向长度L2不小于3毫米而大于8毫米。例如，扩孔122的轴向长度L2为3.3毫米、3.8毫米、4.5毫米、4.8毫米、5.8毫米、6.2毫米、6.5毫米、6.8毫米或7毫米。在第二端部12的固定孔120与装夹面124之间开设有扩孔122，装夹面124形成为外大内小的锥面。因此，容易通过旋转切削加工制造出高精度的装夹面124。例如，可以通过磨削加工出装夹面124。装夹面124的表面粗糙度不大于RZ28微米，确保位置精度。例如，装夹面124的表面粗糙度为RZ20微米、RZ23微米或RZ25微米。而扩孔122不需要太高的精度要求，能以成本低的加工方式制造。夹具（例如，顶针，未图示）顶于装夹面124时装夹位置精度高，相应地夹具固定后进一步的加工精度也高。根据该技术方案的产品结构简单，容易加工，成本低。

扭力杆3包括第一固定部31、扭部30及第二固定部32。扭部30位于第一固定部31及第二固定部32两者之间。转向轴2安装于第一端部11中。第一固定部31阻止相对转动地限定于转向轴2。第二固定部32固定于第二端部12。第二固定部32接触固定孔120而不接触扩孔122。扭力杆3与中段14相间隔。固定孔120设置至少两个通道15，至少两个通道15在固定孔120的周向上相互间隔，每个通道15沿轴向连通中段14及蜗杆1的外部。扭部30的外径小于第一固定部31的外径且小于第二固定部32的外径。扭部30位于中段14中。光段17比蜗段16更靠近第二端部12。中段14的内径不大于扭部30的外径的2倍。光段17的外径不大于扭部30外径的4.8倍。

助力活塞5上安装第一密封圈51及第二密封圈52。第一密封圈51与液压腔40的内壁滑动密封地配合。第二密封圈52与光段17滑动密封地配合。第一密封圈51与第二密封圈52在轴向位置上的距离不大于光段17的外径的0.5倍。助力活塞5将液压腔40分隔成互相密封的第一腔41及第二腔42。通道15流体连通中段14与第二腔42。第二腔42比第一腔41更靠近第二端部12。

转阀包括左通、右通及中位三个位置，当转向轴2转动到左通位置时，扭力杆3向第一方向弹性地扭转。当转向轴2转动到右通位置时，扭力杆3向与第一方向相反的第二方向弹性地扭转。转阀的具体构造已经有许多成熟的现有技术，不再赘述。转阀连接进液路、回液路、左液路及右液路。进液路连接液泵，回液路连接储液容器，左液路及右液路分别连通两个腔中的一个。当转向轴2转动到左通位置时，转阀将进液路与左液路连通，并将回液路与右液路连通。因此与左液路连通的腔做功，推动活塞向与右液路连通的腔运动，提供左转助力。当转向轴2转动到右通位置时，转阀将进液路与右液路连通，并将回液路与左液路连通。与右液路连通的腔做功，推动活塞向与左液路连通的腔运动，提供右转助力。当转向轴2转动到左通位置时，扭力杆3向第一方向弹性地扭转。当转向轴2转动到右通位置时，扭力杆3向与第一方向相反的第二方向弹性地扭转。当转向轴2没有被驱动时，扭力杆3回弹而驱动转阀向中位回转。

虽然有以上说明，但是本申请的专利保护范围由权利要求限定。

Claims (10)

1.用于转向机的蜗杆组件，其特征在于，其包括：

蜗杆（1），所述蜗杆（1）包括蜗段（16）和光段（17），所述蜗段（16）的外周设置连续延伸的螺旋槽，所述光段（17）的外周为光滑圆柱面，沿所述蜗杆的中轴线位置贯穿所述蜗杆（1）设置中腔（10），所述中腔（10）包括第一端部（11）、中段（14）及第二端部（12），所述中段（14）位于所述第一端部（11）及所述第二端部（12）之间，所述第二端部（12）包括在轴向上相邻的固定孔（120）、扩孔（122）及装夹面（124），所述扩孔（122）位于所述固定孔（120）的外侧，所述装夹面（124）位于所述扩孔（122）的外侧，所述扩孔（122）的内径比所述固定孔（120）的内径大至少1毫米，所述装夹面（124）为与所述中轴线的夹角不小于28度的锥面，所述装夹面（124）越远离所述扩孔（122）直径越大；

转向轴（2），其安装于所述第一端部（11）中；及

扭力杆（3），其包括第一固定部（31）、扭部（30）及第二固定部（32），所述扭部（30）位于所述第一固定部（31）及所述第二固定部（32）两者之间，所述第一固定部（31）阻止相对转动地限定于所述转向轴（2），所述第二固定部（32）固定于所述第二端部（12），所述扭力杆（3）与所述中段（14）相间隔，所述第二固定部（32）接触所述固定孔（120）而不接触所述扩孔（122）。

2.根据权利要求1所述的蜗杆组件，其特征在于，所述装夹面（124）与所述中轴线的夹角不大于45度，所述装夹面（124）的轴向长度不小于1毫米，所述扩孔（122）的轴向长度不小于3毫米。

3.根据权利要求1或2所述的蜗杆组件，其特征在于，所述装夹面（124）的轴向长度不大于3毫米，所述装夹面（124）的表面粗糙度不大于RZ28微米，所述扩孔（122）的轴向长度不大于8毫米。

4.根据权利要求1所述的蜗杆组件，其特征在于，所述固定孔（120）设置至少两个通道（15），所述至少两个通道（15）在所述固定孔（120）的周向上相互间隔，每个所述通道（15）沿轴向连通所述中段（14）及所述蜗杆（1）的外部。

5.根据权利要求1所述的蜗杆组件，其特征在于，所述光段（17）的轴向长度大于所述蜗段（16）的轴向长度的0.5倍。

6.根据权利要求1所述的蜗杆组件，其特征在于，所述第一端部（11）的内径大于所述第二端部（12）的内径，所述第二端部（12）的内径小于所述中段（14）的内径，所述扭部（30）的外径小于所述第一固定部（31）的外径且小于所述第二固定部（32）的外径，所述扭部（30）位于所述中段（14）中。

7.根据权利要求1或6所述的蜗杆组件，其特征在于，所述光段（17）比所述蜗段（16）更靠近所述第二端部（12），所述中段（14）的内径不大于所述扭部（30）的外径的2倍，所述光段（17）的外径不大于所述扭部（30）外径的4.8倍。

8.转向机，其特征在于，其包括液压缸（4）、助力活塞（5）及根据权利要求1到3及5到7中任一项所述的蜗杆组件，所述液压缸（4）中设置液压腔（40），所述助力活塞（5）滑动密封地安装于所述液压腔（40）中，所述助力活塞（5）限制转动而允许轴向移动地与所述液压缸（4）配合，所述助力活塞（5）设置蜗孔（50），所述蜗孔（50）轴向贯通所述助力活塞（5），所述蜗杆（1）安装于所述蜗孔（50）中，所述蜗段（16）与所述蜗孔（50）啮合而当旋转所述蜗杆（1）时驱动所述助力活塞（5）轴向移动。

9.根据权利要求8所述的转向机，其特征在于，所述助力活塞（5）上安装第一密封圈（51），所述第一密封圈（51）与所述液压腔（40）的内壁滑动密封地配合，所述助力活塞（5）将所述液压腔（40）分隔成互相密封的第一腔（41）及第二腔（42），所述固定孔（120）设置至少两个通道（15），所述至少两个通道（15）在所述固定孔（120）的周向上相互间隔，每个所述通道（15）流体连通所述中段（14）与所述第二腔（42）。

10.根据权利要求9所述的转向机，其特征在于，所述助力活塞（5）上安装第二密封圈（52），所述第二密封圈（52）与所述光段（17）滑动密封地配合，所述第一密封圈（51）与所述第二密封圈（52）在轴向位置上的距离不大于所述光段（17）的外径的0.5倍，所述第二腔（42）比所述第一腔（41）更靠近所述第二端部（12），所述转向机包括转阀，所述转阀包括左通、右通及中位三个位置，当所述转向轴（2）转动到所述左通位置时，所述扭力杆（3）向第一方向弹性地扭转；当所述转向轴（2）转动到所述右通位置时，所述扭力杆（3）向与所述第一方向相反的第二方向弹性地扭转；当所述转向轴（2）没有被驱动时，所述扭力杆（3）回弹而驱动所述转阀向中位回转。

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