专利名称：用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车用的动力转向器，特别涉及一种用于 15MPa油压下工作的循环球动力转向器，属汽车动力转向器领域。
技术背景循环球式汽车动力转向器的转向系统，是以液体压力作为动力 来完成转向加力动作的，其工作介质为油液。动力转向器的主要参 数有油缸直径.工作压力输出扭矩。动力转向器的选取一般根据前轴 负荷的大小选取不同的输出力矩动力转向器，所以输出力矩是衡量转向器性能指标的一个重要参数。输出力矩的计算公式如下M=P.S.RF (N.m)M…--动力转向器输出力矩P——工作压力，MPa;S——油缸工作面积，m2;RF------扇形齿分度圆半径，m;从以上公式可以看出，增大动力转向器的输出力矩有两个途 径， 一个是增大油缸的面积，另一个是提高动力转向器的油压。据以上的公式，当油缸直径为110mm，在扇形齿分度圆半径相 同的情况下，工作油压由13MPa提高到15MPa时，其输出力矩增 大了 1000N.m以上，所承受的前桥负荷由8000Kg可以增大到 9000Kg。目前在重型卡车上常用的循环球动力转向器，其油缸直径为110mm，工作油压为13MPa，汽车在运输过程中，特别是在路况较 差的行驶阶段，由于其输出力矩不能满足重卡在行驶过程中的需 要，常常出现方向机发卡、沉重等故障，这此故障的出现轻则危害 汽车的正常行驶，重则导致车毁人亡的重大交通事故。 发明内容本实用新型的目的在于，提供一种将循环球转向器的零部件结 构进行改进后，在油缸直径为110mm的相同状态下，能在工作油压 为15MPa的情况下满足工作要求，使动力转向器的输出力矩增大， 让方向机在操纵时变得更轻便的用于15MPa油压下工作的循环球 动力转向器。本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的 该用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器由转向摇臂轴 与侧盖总成、壳体总成和转向螺母与阀总成三大总成构成，转向摇 臂轴与侧盖总成装在壳体总成的下部，转向螺母与阀总成装在壳体 总成的上部，两者通过转向摇臂轴和转向螺母啮合，其特征在于 油缸壳体的输出端与转向摇臂轴由圆柱滚子轴承支撑，并通过孔用 弹性挡圈端面定位，转向摇臂轴上的扇齿的压力角为23。一25。，油 缸壳体安装圆柱滚子轴承的外侧制有定位台阶，另一端制有安装孔 用弹性挡圈的定位槽，阀总成的外圈与阀体和上盖采用间隙配合。 油缸壳体釆用球墨铸铁材料QT500-7制成。转向摇臂轴采用淬透性 较好的高级渗碳合金钢20CrMnMoH制成。本实用新型与现有技术相比的有益效果在于1、 转向摇臂轴的扇形齿采用大于20。的压力角，增大了扇齿齿 根的面积，从而提高了扇齿的强度，使转向摇臂轴的扇齿能承受15MPa下的扭转载荷。转向摇臂轴所用的材料为20CrMnMoH，其 钼含量为0.2—0.3，钼元素的加入可起到增加淬透性的作用，同时 钼元素还有细化晶粒的作用，用它制造的转向摇臂轴在热处理时能 获得较好的心部硬度， 一般可达34-36HRC,从而提高了转向摇臂 轴的整体强度。2、 油缸采用抗拉强度较高的QT500-7球墨铸铁材料，它的抗拉 强度为500 (kgf/mm2 )，伸长率为7%，它不但有较好的强度，而 且有较好的韧性，从而保证了油缸能承受15MPa的压力。3、 油缸输出端轴承采用圆柱滚子轴承，比常用的滚针轴承能 承受更大的额定动载荷及额定静载荷。4、 轴承与油缸的装配采用一端在缸体内定位，另一端采用孔 用弹性挡圈定位，这样在径向采用过盈量较小的无间隙配合；由于 过盈量小，装配时较方便；而且两端均有限位，既保证了轴承在缸 体内定位的稳定性，又保证了轴承在缸体内没有轴向位移发生。5、 阀总成的外圈与阀体和上盖采用间隙配合，减小了对螺杆 环道部位的磨损，降低了由于螺杆环道磨损而导致方向机在使用中 出现的发卡等故障。
附图1为用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器的主视图;附图2为用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器的左视图;附图.3为转向摇臂轴与侧盖总成的结构示意图；附图4为的转向摇臂轴扇齿I处放大图；附图5为壳体总成的结构示意图；附图6为转向螺母与阀总成的结构示意图。图中1、转向摇臂轴，2、油缸壳体，3、孔用弹性挡圈，4、 圆柱滚子轴承，5、 6、外圈，7、转向螺杆，8、阀体，9、上盖， 10、扇齿，11、转向螺母，12、输入轴，13、定位槽，14、定位台P介具体实施方式
该用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器由转向摇臂轴1 与侧盖总成、壳体总成和转向螺母与阀总成三大总成构成，转向摇 臂轴1与侧盖总成装在壳体总成的下部，转向螺母11与阀总成装在 壳体总成的上部，两者通过转向摇臂轴1和转向螺母11啮合。油缸 壳体2的输出端与转向摇臂轴1由圆柱滚子轴承4支撑，并通过孔 用弹性挡圈3端面定位，转向摇臂轴1上的扇齿10的压力角为23°， 油缸壳体2安装圆柱滚子轴承4的外侧制有定位台阶14，另一端制 有安装孔用弹性挡圈3的定位槽13，阀总成的外圈5、 6与阀体8 和上盖9釆用间隙配合。油缸壳体2采用球墨铸铁材料QT500-7制 成，转向摇臂轴1采用淬透性较好的高级渗碳合金钢20CrMnMoH 制成。该用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器总成由机械部分和液压部分构成，并由机械和液压两部分共同作用完成工作。机 械部分的作用是让来自汽车方向盘上的力按照正确的路线传递，即 从方向盘传至转向管柱，再传至输入轴12、转向螺杆7、转向螺母 11和转向摇臂轴1，减速后传至转向摇臂和直拉杆。其工作原理为 施加在方向盘上的转向力经转向螺杆总成内的输入轴12，通过转向 螺杆7与转向螺母11间的滚球丝杆副，把输入轴12与转向螺杆7 的左、右旋运动变成转向螺母11的往复运动；再经过转向螺母11 的往复运动转变成转向摇臂轴1的转动，使转向摇臂随之前后摆动， 进而通过横直拉杆系统实现汽车左右转向。液压部分的目的是使方 向盘的操纵轻便灵活,提高操纵系统的稳定性，从而使转向轻便，达 到液压助力的目的。该用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器的扇齿10采用 大于20。的压力角，增大了扇齿IO齿根的面积，从而提高了扇齿IO 的强度，使转向摇臂轴1的扇齿10能承受15MPa下的扭转载荷。转向摇臂轴1采用20CrMnMoH的材料，其钼含量为0.2—0.3， 钼元素的加入可起到增加淬透性的作用，同时钼元素还有细化晶粒 的作用，使转向摇臂轴l在热处理时能获得较好的心部硬度， 一般 可达34—36HRC，从而提高了转向摇臂轴1的整体强度。油缸壳体2采用球墨铸铁QT500-7的材料，它的抗拉强度为 500(kgf/mm2)，伸长率为7%，它不但有较好的强度，而且有较好的 韧性，从而保证了油缸能承受15MPa的压力。循环球动力转向器在油缸输出端采用圆柱滚子轴承4，比常用的滚针轴承能承受较大的额定动载荷及额定静载荷。本实用新型的圆柱滚子轴承4在油缸内定位方式是轴向两端均有限位， 一端在油缸内定位，另一端采用孔用弹性挡圈3，这样在径向采用过盈量较小的无间隙配合；由于过盈量小，装配时较方 便；由于两端均有限位，同时又保证了轴承在缸体内定位的稳定性。 另外，本实用新型的中高压密封圈材料采用氢化丁晴橡胶 (HNBR)，它是在丁晴橡胶的基础上添加了一些化学元素而生成的 一种新材料，扯断强度不小于20MPa，硬度(邵氏A型)80士5，由于 它的扯断强度及硬度均得到了较大的提高，从而保证了动力转向器 在高压状态下能有较好的密封性能。
权利要求1、一种用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器，它由转向摇臂轴(1)与侧盖总成、壳体总成和转向螺母(11)与阀总成三大总成构成，转向摇臂轴(1)与侧盖总成装在壳体总成的下部，转向螺母(11)与阀总成装在壳体总成的上部，两者通过转向摇臂轴(1)和转向螺母(11)啮合，其特征在于油缸壳体(2)的输出端与转向摇臂轴(1)由圆柱滚子轴承(4)支撑，并通过孔用弹性挡圈(3)的端面定位，转向摇臂轴(1)上的扇齿(10)的压力角为23°-25°，油缸壳体(2)的安装圆柱滚子轴承(4)的外侧制有定位台阶(14)，另一端制有安装孔用弹性挡圈(3)的定位槽(13)，阀总成的外圈(5)、(6)与阀体(8)和上盖(9)采用间隙配合。
2、 根据权利要求1所述的用于15MPa油压下工作的循环球动 力转向器，其特征在于所述的油缸壳体(2)采用球墨铸铁材料 QT500-7制成。
3、 根据权利要求1所述的用于15MPa油压下工作的循环球动 力转向器，其特征在于所述的转向摇臂轴(1)采用淬透性较好 的高级渗碳合金钢20CrMnMoH制成。
专利摘要本实用新型涉及一种用于15MPa油压下工作的循环球动力转向器，属汽车动力转向器领域。它由转向摇臂轴与侧盖总成、壳体总成和转向螺母与阀总成三大总成构成。油缸壳体的输出端与转向摇臂轴由圆柱滚子轴承支撑，并通过孔用弹性挡圈端面定位，转向摇臂轴上的扇齿压力角大于20°，油缸壳体安装圆柱滚子轴承的外侧制有定位台阶，另一端制有安装孔用弹性挡圈的定位槽。解决了目前重型卡车上用的循环球动力转向器在运输过程中，由于其输出力矩不能满足行驶过程中的需要，常常出现方向机发卡、沉重等故障，危害汽车正常行驶的问题。使其在油缸直径为110mm的相同状态下，能满足工作油压为15MPa的工作要求，使方向机在操纵时变得更轻便。
文档编号B62D5/24GK201172423SQ200720089059
公开日2008年12月31日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者诚 丁, 刘海峰, 周会祥, 李恒梅, 毛元祥, 辉 胡 申请人:沙市久隆汽车动力转向器有限公司