CN2709275Y - 一种循环球式汽车转向器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种汽车动力转向器，它是由螺杆、钢球、导管和转向螺母等组件构成，其结构设计特征在于，螺杆的螺旋滚道纵向型面的形状从其展开线来看，是一个以螺杆的螺旋滚道对称中心线为对称轴的梯形形状，该梯形的高度h为0.02～0.2mm，其顶部长度L1为6～30mm，其底部长度L2为16～50mm。本实用新型装置与现有产品相比，由于采用“螺杆变中径”技术，可以有效的减小转向器中位的自由间隙及回正力矩，并具有良好的可靠性。
Description
本实用新型是一种汽车动力转向器，具体说是一种循环球式汽车转向器，它涉及对现在装置结构上的改进与性能上的提高。
目前，循环球结构的转向器广泛应用于各类轻、中、重型汽车。在循环球式转向器结构中，见附图1所示，由螺杆1、转向螺母4、导管3、钢球2共同组成了循环球组件部分，见附图2所示。当驾驶员转动方向盘时，因螺杆1与方向盘转向轴6之间为轴向刚性联接，螺杆1随之发生转动，一定数量的钢球2在螺杆1、转向螺母4、导管3形成的螺旋滚道内滚动，将螺杆1的旋转运动转换为转向螺母4的直线运动，转向螺母4通过摇臂轴5与摇臂联接，摇臂轴带动摇臂、转向拉杆系统，从而使车轮产生转向动作。在螺杆1上，经过磨削加工形成如附图3所示形状的外螺旋滚道；在转向螺母4上，也加工有相同形状的内螺旋滚道，螺杆1与转向螺母4、导管3组合在一起就形成完整、封闭的螺旋滚道，选择适当尺寸和数量的钢球，在螺旋滚道内循环滚动，并确保在循环球组件工作时尽可能小的间隙及摩擦力矩。螺杆1外滚道与钢球2配合滚动时，钢球2中心滚动形成的轨迹为螺旋线形状，其包络曲面为圆柱面，其法向截面直径称为螺杆螺旋滚道中径d，见附图4所示。
在汽车直线行驶时，汽车驾驶员总是希望方向盘的自由间隙越小越好；在汽车左、右转向时，转向系统的回正力矩越小越好，即方向盘从转向位置回位到直线行驶位置的速度越快越好。传统的循环球式转向器螺杆的螺旋滚道中径尺寸，沿螺杆轴线方向上是固定不变的，见附图5所示，其循环球组件的摩擦力矩曲线见附图6，螺杆的螺旋滚道中径尺寸增大，循环球组件的摩擦力矩增大，方向盘的自由间隙减小，但转向器的回正力矩会增大；螺杆的螺旋滚道中径尺寸减小，循环球组件的摩擦力矩减小，转向器的回正力矩减小，但方向盘的自由间隙会增大。为了使回正力矩与自由间隙都达到最小状态，就需要反复挑选高精度的钢球，并使螺杆的螺旋滚道中径尺寸达到很高的精度，尽可能减小螺杆的螺旋滚道中径尺寸在其轴线方向上的波动范围，这对循环球组件的装配调整与加工螺杆螺旋滚道的设备都提出了很高的要求。即使调整到理想状态，在转向器使用一段时间后，由于转向器在汽车直线行驶位置附近的使用频度较高，随着螺杆中部位置螺旋滚道的不断磨损，转向器在中位的自由间隙也会不断的变大，从而导致转向器中位的转向灵敏度不断下降。
本实用新型的目的正是针上述现有装置上所存在的缺点而设计提供了一种新型结构的汽车动力转向器，其特点是在原有装置结构不发生变化的情况下，通过调整结构组件的加工尺寸达到了在循环球组件中位位置时具有一定旋转预紧力矩，而在中位以外的两侧位置旋转力矩为很小的状态。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：
为了解决上述问题，经过不断探索，本专利申请的技术方案提出了“螺杆变中径”的创新技术。形成了一种新型结构的循环球式汽车转向器，它是由螺杆、钢球、导管和转向螺母等组件构成，其结构设计特征在于，螺杆的螺旋滚道纵向型面的形状从其展开线来看，是一个以螺杆的螺旋滚道对称中心线为对称轴的梯形形状，该梯形的高度h为0.02～0.2mm，其顶部长度L1为6～30mm，其底部长度L2为16～50mm。
附图的图面说明如下：
图1为现有装置转向器总成结构示意图
图2为现有装置转向器循环球组件结构示意图
图3为现有装置转向器螺杆的螺旋滚道形状结构示意图
图4为现有装置转向器螺杆及螺旋滚道三维结构示意图
图5为现有装置转向器中普通直螺杆螺旋滚道中径尺寸变化示意图
图6为现有装置转向器中普通直螺杆循环球组件磨擦力矩曲线
图7为本实新型装置转向器中螺杆的螺旋滚道中径尺寸变化示意图(一)
图8为本实新型装置转向器中螺杆的螺旋滚道中径尺寸变化示意图(二)
图9为本实新型装置转向器中螺杆与转向螺母配合磨擦力矩曲线
以下将结合附图和实施例对本实用新型装置作进一步地详述：
该种循环球式汽车转向器，它是由螺杆1、钢球2、导管3和转向螺母4等组件构成，这与现有装置中的组件构成一致，但本实用新型的技术方案的结构特征在于，螺杆1的螺旋滚道纵向型面的形状从其展开线来看，是一个以螺杆1的螺旋滚道对称中心线7为对称轴的梯形形状，该梯形的高度h为0.02～0.2mm，其顶部长度L1为6～30mm，其底部长度L2为16～50mm。本实用新型装置所述技术方案的原理是，将螺杆螺旋滚道中径d的尺寸沿螺杆轴线方向加工成如附图7或附图8形状，转向器处于中位时的螺杆螺旋滚道中径d的尺寸较大，而两边中径尺寸小，在组装循环球组件时，该组件包括螺杆、螺母、导管、钢球等，由于螺杆螺旋滚道变中径的缘故，可以将循环球组件调整为在中位位置时(对应转向器处于中位状态)具有一定旋转预紧力矩，而在中位以外的两侧位置旋转力矩调整为很小的状态，如附图9所示。这样，在转向器处于中位时(汽车处于直线行驶状态)由于循环球组件在该位置存在一定的旋转力矩，转向器的自由间隙很小；当转向器转到中位以外的范围时，由于循环球组件因该部位螺杆中径尺寸较小，所以旋转力矩很小，从而保证了转向器具有较小的回正力矩特性。此外，由于循环球组件中位调整有一定的旋转预紧力矩，在相当长一段时间的使用、磨损后，在转向器中位仍然能保持较小的自由间隙。
本实用新型装置与现有产品相比，由于采用“螺杆变中径”技术，可以有效的减小转向器中位的自由间隙及回正力矩，并具有良好的可靠性。
Claims (1)
1.一种循环球式汽车转向器，它是由螺杆(1)、钢球(2)、导管(3)和转向螺母(4)等组件构成，其特征在于：螺杆(1)的螺旋滚道纵向型面的形状从其展开线来看，是一个以螺杆(1)的螺旋滚道对称中心线(7)为对称轴的梯形形状，该梯形的高度h为0.02～0.2mm，其顶部长度L1为6～30mm，其底部长度L2为16～50mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200420066433 CN2709275Y (zh) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | 一种循环球式汽车转向器 |
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| CN 200420066433 CN2709275Y (zh) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | 一种循环球式汽车转向器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN2709275Y true CN2709275Y (zh) | 2005-07-13 |
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| CN 200420066433 Expired - Fee Related CN2709275Y (zh) | 2004-06-21 | 2004-06-21 | 一种循环球式汽车转向器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106428189A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 用于电动助力转向系统的齿条、电动助力转向系统和车辆 |
| CN107140008A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-08 | 杭州世宝汽车方向机有限公司 | 循环球式转向器 |
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2004
- 2004-06-21 CN CN 200420066433 patent/CN2709275Y/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN106428189A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 用于电动助力转向系统的齿条、电动助力转向系统和车辆 |
| CN107140008A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-08 | 杭州世宝汽车方向机有限公司 | 循环球式转向器 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 453003 NO. 322, HEPING ROAD, HONGQI DISTRICT, XINXIANG CITY, HE NAN PROVINCE TO: 453003 NO. 322, HEPING AVENUE, XINXIANG CITY, HE NAN |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
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Granted publication date: 20050713 Termination date: 20130621 |