CN216886879U - 可变传动比转向器和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可变传动比转向器和汽车，包括输入轴、输出轴和套在所述输出轴外的中间轴套，中间轴套的外周面设有啮合齿，输入轴的外周面设有能够与所述啮合齿啮合的配合齿，所述输入轴能够转动并通过所述配合齿与所述啮合齿啮合带动所述中间轴套转动，所述输出轴的外周面设有螺旋导向结构，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构的斜率发生变化，所述中间轴套的内周面设有第一支腿，所述第一支腿与所述螺旋导向结构导向配合。基于整个传动比可变过程的实现借助了中间轴套，从而在制造过程中对所述输出轴上螺旋导向结构的制造精度，以及所述输入轴与所述中间轴套之间的配合精度等加工工艺要求较低，从而有效降低各个零部件的加工工艺难度。

Description

可变传动比转向器和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车转向器技术领域，特别是涉及可变传动比转向器和汽车。

背景技术

汽车中的转向器设置在转向盘与传动机构之间，传动机构用于控制车轮转向。转向器的传动比体现了转向盘旋转过程，传动机构反映的灵敏性。在高速行驶过程中为了避免转向盘微小运动的过程中出现车辆急剧转向的情况，需要转向器的传动比较大。而在转弯的过程中则需要转向灵敏，转向器的传动比较小。因此为了适应以上不同场合的需求，转向器可以设置为具有不同传动比的形式。但是为了使得传动过程正常进行，在实现传动比可变的过程中对于零部件的加工工艺要求较高。

实用新型内容

本实用新型针对以上在实现传动比可变时加工工艺要求较高的问题，提出了一种可变传动比转向器和汽车，以降低零部件加工工艺难度。

一种可变传动比转向器，包括输入轴、输出轴和套在所述输出轴外的中间轴套，所述中间轴套的外周面设有啮合齿，所述输入轴的外周面设有能够与所述啮合齿啮合的配合齿，所述输入轴能够转动并通过所述配合齿与所述啮合齿啮合而带动所述中间轴套转动，所述输出轴的外周面设有螺旋导向结构，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构的斜率发生变化，所述中间轴套的内周面设有第一支腿，所述第一支腿与所述螺旋导向结构导向配合。

在其中一个实施例中，所述螺旋导向结构包括设置在所述输出轴外周面的螺旋形凹槽，所述第一支腿插在所述螺旋形凹槽中，且所述第一支腿能够在所述螺旋形凹槽中滑动。

在其中一个实施例中，所述第一支腿包括支撑凸起和第一轴承，所述支撑凸起设置在所述中间轴套的内周面，所述第一轴承的内圈套在所述支撑凸起外，所述第一轴承的外圈设置在所述螺旋形凹槽中；

或者，所述第一支腿包括滚珠，所述滚珠抵压在所述中间轴套与所述输出轴之间，所述滚珠滚动配合在所述螺旋形凹槽中。

在其中一个实施例中，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构的斜率逐渐发生变化；

或者，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构包括相互连接的至少两段导向段，且彼此相连的两段导向段的斜率不同。

在其中一个实施例中，所述输出轴的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构，所述中间轴套的内周面设有多个所述第一支腿，多个所述第一支腿沿所述中间轴套的内周面的周向间隔布置，每一所述第一支腿对应与一所述螺旋导向结构导向配合。

在其中一个实施例中，所述中间轴套的内周面还设有与所述螺旋导向结构导向配合的第二支腿，所述第二支腿与所述中间轴套滑动配合且滑动方向与所述输出轴的轴向不垂直，所述第二支腿和所述第一支腿在所述输出轴的轴向上间隔布置。

在其中一个实施例中，所述输出轴的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构，所述第二支腿为多个，多个所述第二支腿在所述中间轴套的内周面的周向上间隔布置，每一所述第二支腿对应与一所述螺旋导向结构导向配合；

和/或，所述中间轴套的内周面设有导向滑槽，所述导向滑槽的导向方向平行于所述输出轴的轴向，所述第二支腿滑动配合在所述滑槽中。

在其中一个实施例中，所述配合齿为螺纹齿，所述啮合齿为斜齿，所述螺纹齿与所述斜齿啮合。

在其中一个实施例中，所述可变传动比转向器还包括转向器外壳，所述输入轴、输出轴和中间轴套均设置在所述转向器外壳中，所述中间轴套与所述转向器外壳之间设有第二轴承。

一种汽车，包括上述的可变传动比转向器。

上述方案中，通过在所述输入轴与所述输出轴之间设置所述中间轴套，当所述输入轴转动时，所述中间轴套转动，在所述第一支腿的作用下所述输出轴沿轴向移动。基于所述输出轴上与所述第一支腿导向配合的螺旋导向结构的斜率在轴向上发生变化，从而当所述第一支腿与所述螺旋导向结构的不同斜率段配合时传动比不同，实现传动比可变。而且，基于整个传动比可变过程的实现借助了中间轴套，从而在制造过程中对所述输出轴上螺旋导向结构的制造精度，以及所述输入轴与所述中间轴套之间的配合精度等加工工艺要求较低，从而有效降低各个零部件的加工工艺难度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实施例所述可变传动比转向器的结构示意图；

图2为图1所示可变传动比转向器的部分剖视图；

图3为本实施例所述输出轴的结构示意图；

图4为本实施例所述输出轴的外周面沿所述切割线剪开后所形成平面上的螺旋导向结构布局图；

图5为本实施例所述中间轴套的主视图；

图6为图5所示中间轴套的左视图；

图7为图5所示中间轴套的剖视图。

附图标记说明：

10、转向器；11、输入轴；111、配合齿；12、输出轴；121、螺旋导向结构；13、中间轴套；131、啮合齿；132、第一支腿；1321、支撑凸起；1322、第一轴承；133、第二支腿；134、导向滑槽；14、转向器外壳；15、第二轴承；16、切割线。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，在一个实施例中，提供了一种可变传动比转向器10，包括输入轴11、输出轴12和套在所述输出轴12外的中间轴套13。所述中间轴套13的外周面设有啮合齿131，所述输入轴11的外周面设有配合齿111，所述配合齿111与所述啮合齿131啮合。所述输入轴11能够转动并通过所述配合齿111与所述啮合齿131啮合而带动所述中间轴套13转动。如图3所示，所述输出轴12的外周面设有螺旋导向结构121，在所述输出轴12的轴向上所述螺旋导向结构121的斜率发生变化。如图6和图7所示，所述中间轴套13的内周面设有第一支腿132，所述第一支腿132与所述螺旋导向结构121导向配合。

上述方案中，通过在所述输入轴11与所述输出轴12之间设置所述中间轴套13，当所述输入轴11转动时，所述中间轴套13转动，在所述第一支腿132的作用下所述输出轴12沿轴向移动。基于所述输出轴12上与所述第一支腿132导向配合的螺旋导向结构121的斜率在轴向上发生变化，从而当所述第一支腿132与所述螺旋导向结构121的不同斜率段配合时所述转向器10的传动比不同，实现传动比可变。而且，基于整个传动比可变过程的实现借助了中间轴套13，从而在制造过程中对所述输出轴12上螺旋导向结构121的制造精度，以及所述输入轴11与所述中间轴套13之间的配合精度等加工工艺要求较低，从而有效降低各个零部件的加工工艺难度。

具体地，使用过程中，当所述输入轴11转动时，基于所述配合齿111与所述啮合齿131啮合在一起，因此所述中间轴套13跟随转动。所述中间轴套13转动时，基于所述第一支腿132导向配合在所述螺旋导向结构121上，从而所述输出轴12进行自身轴向上的移动。当所述第一支腿132与所述螺旋导向结构121的不同斜率段发生配合时，所述中间轴套13转动单位角度所述螺旋导向结构121的轴向移动距离不同，进而使得所述转向器10具有不同的传动比，适应不同场合需求。

如图4所示，假设将设有所述螺旋导向结构121的输出轴12的外周面沿平行于自身轴向的切割线16剪开后平摊形成一个平面，本文中所述螺旋导向结构121的斜率是指在此平面上所述螺旋导向结构121(或螺旋导向结构121的切线)与所述切割线16之间夹角的正切值tanR。

具体地，在一个实施例中，在所述输出轴12的轴向上所述螺旋导向结构121的斜率逐渐发生变化。换言之，在上述沿所述切割线16剪开后形成的平面上所述螺旋形轨道的轨迹为光滑曲线。此时所述螺旋导向结构121的斜率为所述螺旋导向结构121的切线与所述切割线16之间夹角的正切值。

或者，在另一实施例中，如图3和图4所示，在所述输出轴12的轴向上所述螺旋导向结构121包括相互连接的至少两段导向段，且彼此相连的两段导向段的斜率不同。

从而，如图4所示，在上述沿所述切割线16剪开后形成的平面上所述螺旋形轨道的轨迹为折线。此时所述螺旋导向结构121的斜率为所述螺旋导向结构121与所述切割线16之间夹角的正切值。如图4所示，所述螺旋导向结构121至少包含两段斜率不同的导向段。

进一步具体地，在一个实施例中，所述螺旋导向结构121包括设置在所述输出轴12外周面的螺旋形凹槽，所述第一支腿132插在所述螺旋形凹槽中，且所述第一支腿132能够在所述螺旋形凹槽中滑动。

当所述中间轴套13随所述输入轴11转动时，所述第一支腿132在所述螺旋形凹槽中滑动，从而所述输出轴12进行轴向上的移动。

可选地，在另一实施例中，所述螺旋形轨道也可以包括设置在所述输出轴12外周面的螺旋形凸痕，所述第一支腿132则抵靠在所述螺旋形凸痕上，所述第一支腿132能够沿所述螺旋形凸痕滑动。从而当所述中间轴套13转动时，在所述第一支腿132与所述螺旋形凸痕的配合下所述输出轴12进行轴向上的移动。

进一步地，在一个实施例中，所述螺旋导向结构121包括设置在所述输出轴12外周面的螺旋形凹槽，如图6和图7所示，所述第一支腿132包括支撑凸起1321和第一轴承1322，所述支撑凸起1321设置在所述中间轴套13的内周面，所述第一轴承1322的内圈套在所述支撑凸起1321外，所述第一轴承1322的外圈设置在所述螺旋形凹槽中。

进而，当所述中间轴套13转动时，所述第一轴承1322的外圈在所述螺旋形凹槽中滑动时，所述第一轴承1322的外圈和内圈之间可以进行相对转动，使得所述第一支腿132在斜率发生变化的所述螺旋形凹槽中的运动更加流程。

或者，可选地，在另一实施例中，所述第一支腿132包括滚珠，所述滚珠抵压在所述中间轴套13与所述输出轴12之间，所述滚珠滚动配合在所述螺旋形凹槽中。所述中间轴套13与所述输出轴12之间抵压着所述滚珠，而所述滚珠能够在所述螺旋形凹槽中滚动，使得所述中间轴套13转动时，所述输出轴12能够进行轴向上的移动。

当然，此时所述滚珠可以部分嵌在所述中间轴套13中，从而使得滚珠不会脱离所述中间轴套13，确保所述中间轴套13转动时所述输出轴12能够进行移动。

进一步地，如图3和图4所示，在一个实施例中，所述输出轴12的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构121。换言之，各个所述螺旋导向结构121与所述输出轴12的横截面相交得到与所述螺旋导向结构121个数一致的多个交点，任一所述横截面所对应的多个所述交点之间的相对位置一致，即各个交点之间的间距保持一致。

如图6和图7所示，所述中间轴套13的内周面设有多个所述第一支腿132，多个所述第一支腿132沿所述中间轴套13的内周面的周向间隔布置，每一所述第一支腿132对应与一所述螺旋导向结构121导向配合。

基于任一所述横截面所对应的多个所述交点之间的相对位置一致，从而使得当所述输出轴12在轴向上移动时，多个所述第一支腿132均能够同步在对应的螺旋导向结构121中滑动，不会出现各个第一支腿132之间的间距与对应各个交点之间的间距不匹配的情况。而多组螺旋导向结构121与第一支腿132的配合使得整个所述可变传动比转向器10的运行更加平稳，尽量避免应力集中的情况发生。

进一步地，在又一个实施例中，如图6和图7所示，所述中间轴套13的内周面还设有与所述螺旋导向结构121导向配合的第二支腿133，所述第二支腿133与所述中间轴套13滑动配合且滑动方向与所述输出轴12的轴向不垂直。所述第二支腿133和所述第一支腿132在所述输出轴12的轴向上间隔布置。

所述螺旋导向结构121上与所述第一支腿132配合的位置为第一位置，所述螺旋导向结构121上与所述第二支腿133配合的位置为第二位置，随着所述中间轴套13转动带着所述输出轴12移动，所述第一位置与所述第二位置在所述输出轴12轴向上的间距会发生变化。因此，将所述第二支腿133设置为相对于所述中间轴套13可滑动的形式，使得在所述输出轴12轴向上，所述第二支腿133与所述第一支腿132之间的间距能够适应所述第一位置与所述第二位置之间间距的变化。

具体地，如图7所示，所述第二支腿133相对于所述中间轴套13滑动的方向与所述输出轴12的轴向平行。

例如，如图7所示，在一个实施例中，所述中间轴套13的内周面设有导向滑槽134，所述导向滑槽134的导向方向平行于所述输出轴12的轴向，所述第二支腿133滑动配合在所述导向滑槽134中。

具体地，在一个实施例中，所述第二支腿133包括所述支撑凸起1321和所述第一轴承1322，所述第一轴承1322的内圈套在所述支撑凸起1321外，所述第一轴承1322的外圈设置在所述螺旋形凹槽中。所述支撑凸起1321滑动配合在所述导向滑槽134中，当所述第一位置与所述第二位置间的间距发生变化时，所述支撑凸起1321在所述导向滑槽134中滑动。

进一步地，在一个实施例中，如图3和图4所示，所述输出轴12的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构121。如图7所示，所述第二支腿133为多个，多个所述第二支腿133在所述中间轴套13的内周面的周向上间隔布置，每一所述第二支腿133对应与一所述螺旋导向结构121导向配合。所述第二支腿133在对应的螺旋导向结构121中滑动，且随着所述输出轴12在轴向上移动，各个所述第二支腿133能够分别在对应的所述螺旋导向结构121中滑动。

进一步具体地，如图2和图5所示，在一个实施例中，所述配合齿111为螺纹齿，所述啮合齿131为斜齿，所述螺纹齿与所述斜齿啮合。

所述输出轴12与所述中间轴套13同轴布置，所述输入轴11与所述输出轴12之间交错布置，采用斜齿啮合的方式能够满足所述输入轴11与所述输出轴12之间相对位置的需求。

可选地，所述配合齿111与所述啮合齿131之间也可以为其他齿啮合的方式，只要能够实现转动方式传递即可。

进一步地，如图1和图2所示，在一个实施例中，所述可变传动比转向器10还包括转向器外壳14，所述输入轴11、输出轴12和中间轴套13均设置在所述转向器外壳14中，所述中间轴套13与所述转向器外壳14之间设有第二轴承15。在所述第二轴承15的支撑和限位作用下，当所述输入轴11转动时，所述中间轴套13相对于所述转向器外壳14进行以所述中间轴套13的轴线为转轴的转动，进而使得所述输出轴12能够进行轴向上的移动。

进一步地，在又一实施例中，提供了一种汽车，包括上述的可变传动比转向器10。

通过采用上述任一实施例中所述的可变传动比转向器10，在实现传动比可变适应不同场合需求的同时，有效减低对转向器10中各个零部件的加工精度的要求，从而降低加工工艺难度，降低加工成本，增加所述汽车的市场竞争力。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种可变传动比转向器，其特征在于，包括输入轴、输出轴和套在所述输出轴外的中间轴套，所述中间轴套的外周面设有啮合齿，所述输入轴的外周面设有能够与所述啮合齿啮合的配合齿，所述输入轴能够转动并通过所述配合齿与所述啮合齿啮合而带动所述中间轴套转动，所述输出轴的外周面设有螺旋导向结构，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构的斜率发生变化，所述中间轴套的内周面设有第一支腿，所述第一支腿与所述螺旋导向结构导向配合。

2.根据权利要求1所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述螺旋导向结构包括设置在所述输出轴外周面的螺旋形凹槽，所述第一支腿插在所述螺旋形凹槽中，且所述第一支腿能够在所述螺旋形凹槽中滑动。

3.根据权利要求2所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述第一支腿包括支撑凸起和第一轴承，所述支撑凸起设置在所述中间轴套的内周面，所述第一轴承的内圈套在所述支撑凸起外，所述第一轴承的外圈设置在所述螺旋形凹槽中；

或者，所述第一支腿包括滚珠，所述滚珠抵压在所述中间轴套与所述输出轴之间，所述滚珠滚动配合在所述螺旋形凹槽中。

4.根据权利要求1所述的可变传动比转向器，其特征在于，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构的斜率逐渐发生变化；

或者，在所述输出轴的轴向上所述螺旋导向结构包括相互连接的至少两段导向段，且彼此相连的两段导向段的斜率不同。

5.根据权利要求1至4任一项所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述输出轴的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构，所述中间轴套的内周面设有多个所述第一支腿，多个所述第一支腿沿所述中间轴套的内周面的周向间隔布置，每一所述第一支腿对应与一所述螺旋导向结构导向配合。

6.根据权利要求1至4任一项所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述中间轴套的内周面还设有与所述螺旋导向结构导向配合的第二支腿，所述第二支腿与所述中间轴套滑动配合且滑动方向与所述输出轴的轴向不垂直，所述第二支腿和所述第一支腿在所述输出轴的轴向上间隔布置。

7.根据权利要求6所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述输出轴的外周面设有多个彼此平行的螺旋导向结构，所述第二支腿为多个，多个所述第二支腿在所述中间轴套的内周面的周向上间隔布置，每一所述第二支腿对应与一所述螺旋导向结构导向配合；

和/或，所述中间轴套的内周面设有导向滑槽，所述导向滑槽的导向方向平行于所述输出轴的轴向，所述第二支腿滑动配合在所述滑槽中。

8.根据权利要求1至4任一项所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述配合齿为螺纹齿，所述啮合齿为斜齿，所述螺纹齿与所述斜齿啮合。

9.根据权利要求1至4任一项所述的可变传动比转向器，其特征在于，所述可变传动比转向器还包括转向器外壳，所述输入轴、输出轴和中间轴套均设置在所述转向器外壳中，所述中间轴套与所述转向器外壳之间设有第二轴承。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的可变传动比转向器。

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