一种汽车前轮转向传动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种汽车前轮转向传动机构，包括有左前轮转向传动机构和右前轮转向传动机构，左前轮转向传动机构与右前轮转向传动机构之间连接有摆动沟槽转向控制凸轮，左前轮转向传动机构与左前轮的轮轴连接，右前轮转向传动机构与右前轮的轮轴连接，左前轮转向传动机构、右前轮转向传动机构分别与汽车底盘连接，以汽车底盘为机架。本实用新型的汽车前轮转向传动机构实现了全部车轮绕瞬时中心的转动，既能有效避免汽车在正常转弯中发生车轮侧滑，还能有效简化汽车转向机构的设计与结构。
【专利说明】一种汽车前轮转向传动机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车转向设备【技术领域】，具体涉及一种汽车前轮转向传动机构。
【背景技术】
[0002]汽车前轮转向技术已经历了近两百年的发展，虽然现有的前轮转向机构具有结构简单、空间位置紧凑和制造成本低的优点，但任何转向机构在前轮转向汽车转向时均不能保证全部车轮绕瞬时中心转动，即不满足阿克曼转向，难以在技术上完全避免汽车在转向中发生车轮侧滑。如何设计理想的转向机构已成为众多学者研究的对象，并且与独立悬架配用的转向机构，很难确定合适的转向梯形分割点，这也导致横拉杆与悬架导向机构之间的运动难以完全协调，使汽车在行驶中易发生摆振和轮胎磨损加剧的问题，造成转向性能随车速、转向角以及路面状况而发生动态变化。
[0003]随着动力转向技术的发展，诞生了一个全新的线控动力转向系统，它用电信号控制执行机构动作，以取代汽车转向系统中的机械传动和机械连接，其控制单元接收传感器发来的转向角、速度与牵引力数据，经参数解算可控制执行电动机直接产生所需的车轮转动，虽然线控能极大简化汽车的转向系统，但却让驾驶员失去了感知汽车实际行驶状态和路面状况的“路感”，并且一旦电子系统发生故障，转向系统将完全失灵，可靠性和成本是影响其发展的重要原因，所以有必要探索新的汽车前轮转向传动机构，既能实现全部车轮绕瞬时中心转动，又结构简单、传动可靠。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种汽车前轮转向传动机构，通过引入凸轮机构，实现了全部车轮绕瞬时中心的转动，既能有效避免汽车在正常转弯中发生车轮侧滑，还能有效简化汽车转向机构的结构。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，一种汽车前轮转向传动机构，包括有左前轮转向传动机构和右前轮转向传动机构，左前轮转向传动机构与右前轮转向传动机构之间连接有摆动沟槽转向控制凸轮，左前轮转向传动机构与左前轮的轮轴连接，右前轮转向传动机构与右前轮的轮轴连接，左前轮转向传动机构、右前轮转向传动机构分别与汽车底盘连接。
[0006]本实用新型的特点还在于:
[0007]左前轮转向传动机构，包括有水平设置的左轮转向驱动杆，左轮转向驱动杆通过移动副与汽车底盘连接，左轮转向驱动杆的一端与摆动沟槽转向控制凸轮连接，左轮转向驱动杆的另一端通过球面副与左横拉杆的一端连接，左横拉杆的另一端通过球面副与左梯形臂的一端连接，左梯形臂的另一端与左前轮的轮轴固连，左前轮通过左转向节与汽车底盘上连接的左主销轴固接，左梯形臂可绕左主销轴往复摆动以控制左前轮的转向。
[0008]右前轮转向传动机构，包括有水平设置的右轮转向驱动杆，右轮转向驱动杆通过移动副与汽车底盘相连，右轮转向驱动杆的一端与摆动沟槽转向控制凸轮连接，右轮转向驱动杆的另一端通过球面副与右横拉杆的一端连接，右横拉杆的另一端通过球面副与右梯形臂的一端连接，右梯形臂的另一端与右前轮的轮轴固连，右前轮通过右转向节与汽车底盘上连接的右主销轴固接，右梯形臂可绕右主销轴往复摆动以控制右前轮的转向。
[0009]摆动沟槽转向控制凸轮，包括有凸轮本体，凸轮本体在中央与凸轮轴固定连接，摆动沟槽转向控制凸轮能绕凸轮轴往复摆动，凸轮本体上左右分别对称的设置有左沟槽和右沟槽，左沟槽与右沟槽的轮廓形状关于I轴对称，左沟槽内设置有相配合的滚子，左沟槽内的滚子通过转动副与左轮转向驱动杆一端连接；右沟槽内也设置有相配合的滚子，右沟槽内的滚子通过转动副与右轮转向驱动杆一端连接。
[0010]左沟槽和右沟槽均呈圆弧型，且弧度相同，弧度均为90°。
[0011]左沟槽由连接在一起A1B1弧和B1C1弧组成，且A1B1弧和B1C1弧的弧度相等。
[0012]右沟槽由连接在一起A2B2弧和B2C2弧组成，且A2B2弧和B2C2弧的弧度相等。
[0013]本实用新型的有益效果是，
[0014](I)本实用新型的汽车前轮转向传动机构采用摆动凸轮控制汽车两个前轮的瞬时转向角，按严格的运动传递关系设计的摆动凸轮廓线，能确保全部车轮绕瞬时中心转动，避免汽车在正常转弯中发生车轮侧滑现象。
[0015](2)本实用新型的汽车前轮转向传动机构采用控制左、右转向横拉杆来控制汽车左、右前轮的转向角，同齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构相比，转向传动机构控制汽车左、右前轮转向角的配合功能，已完全由摆动凸轮实现，这既简化了转向传动机构的设计，无须进行繁复的连杆机构优化设计，不仅让全部车轮在转弯时能绕瞬时中心转动，又实现了汽车前轮转向传动机构与转向器的集成，可有效简化汽车转向机构的结构，便于汽车转向机构的生产、安装和维护。
[0016](3)本实用新型汽车前轮转向传动机构采用摆动凸轮分别控制汽车两个前轮的瞬时转向角，同线控动力转向系统相比，都能实现汽车两个前轮的独立和准确配合控制，但无须配备大量的检测、控制和驱动装置，仍采用机械连接控制汽车转向，能确保汽车转向的高可靠性；
[0017](4)本实用新型汽车前轮转向传动机构采用凸轮-连杆组合机构取代纯连杆机构，使前轮转向传动机构既适于非独立悬架又适于独立悬架，所以具有良好的适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型汽车前轮转向传动机构的俯视图；
[0019]图2为本实用新型汽车前轮转向传动机构中摆动沟槽凸轮的结构示意图。
[0020]图中，1.左前轮转向传动机构，2.右前轮转向传动机构，3.摆动沟槽转向控制凸轮，4.左主销轴，5.左前轮，6.汽车底盘，7.左梯形臂，8.左横拉杆，9.左轮转向驱动杆，10.右主销轴，11.右梯形臂，12.右横拉杆，13.右轮转向驱动杆，14.左沟槽，15.右沟槽，16.滚子，17.凸轮轴，18.右前轮。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0022]本实用新型汽车前轮转向传动机构，如图1所示，包括有左前轮转向传动机构I和右前轮转向传动机构2，左前轮转向传动机构I与右前轮转向传动机构2之间连接有摆动沟槽转向控制凸轮3，左前轮转向传动机构I与左前轮5的轮轴连接，右前轮转向传动机构2与右前轮18的轮轴连接，左前轮转向传动机构1、右前轮转向传动机构2分别与汽车底盘6连接，以汽车底盘6为机架。
[0023]左前轮转向传动机构I，其结构如图1所示，包括有水平设置的左轮转向驱动杆9，左轮转向驱动杆9通过移动副与汽车底盘6连接，左轮转向驱动杆9的一端与摆动沟槽转向控制凸轮3连接，左轮转向驱动杆9的另一端通过球面副与左横拉杆8的一端连接，左横拉杆8的另一端通过球面副与左梯形臂7的一端连接，左梯形臂7的另一端与左前轮5的轮轴固连，左前轮5通过左转向节与汽车底盘6上连接的左主销轴4固接，左梯形臂7可绕左主销轴4往复摆动以控制左前轮5的转向，
[0024]右前轮转向传动机构2，其结构如图1所示，包括有水平设置的右轮转向驱动杆13，右轮转向驱动杆13通过移动副与汽车底盘6相连，右轮转向驱动杆13的一端与摆动沟槽转向控制凸轮3连接，右轮转向驱动杆13的另一端通过球面副与右横拉杆12的一端连接，右横拉杆12的另一端通过球面副与右梯形臂11的一端连接，右梯形臂11的另一端与右前轮18的轮轴固连，右前轮18通过右转向节与汽车底盘6上连接的右主销轴10固接，右梯形臂11可绕右主销轴10往复摆动以控制右前轮18的转向。
[0025]摆动沟槽转向控制凸轮3，如图1及图2所示，包括有凸轮本体，凸轮本体在中央与凸轮轴17固定连接，摆动沟槽转向控制凸轮3能绕凸轮轴17往复摆动，凸轮本体上左右分别对称的设置有左沟槽14和右沟槽15，即左沟槽14与右沟槽15的轮廓形状关于I轴对称，左沟槽14内设置有相配合的滚子16，左沟槽14内的滚子16通过转动副与左轮转向驱动杆9 一端连接，右沟槽14内也设置有相配合的滚子16，右沟槽14内的滚子16通过转动副与右轮转向驱动杆13 —端连接。
[0026]左沟槽14和右沟槽15均呈圆弧型，且弧度相同，弧度均为90°。
[0027]如图2所示，左沟槽14由连接在一起A1B1弧和B1C1弧组成，且A1B1弧和B1C1弧的弧度相等。
[0028]右沟槽15由连接在一起A2B2弧和B2C2弧组成，且A2B2弧和B2C2弧的弧度相等。
[0029]摆动沟槽转向控制凸轮3可绕凸轮轴17往复摆动，摆动沟槽转向控制凸轮3上的左沟槽14和右沟槽15可分别准确控制左前轮5与右前轮18的转向角。
[0030]本实用新型汽车前轮转向传动机构的工作流程如下:
[0031]当摆动沟槽转向控制凸轮3绕凸轮轴17逆时针摆动时，摆动沟槽转向控制凸轮3上左沟槽14的A1B1段会向右驱动左轮转向驱动杆9，并由左轮转向驱动杆9驱动左前轮转向传动机构1，左梯形臂7可将输出转角传至左前轮5 ;摆动沟槽转向控制凸轮3上右沟槽15的B2C2段会向右驱动右轮转向驱动杆13，并由右轮转向驱动杆13驱动右前轮转向传动机构2，右梯形臂11可将输出转角传至右前轮18 ;在摆动沟槽转向控制凸轮3上，左沟槽14的A1B1段用于准确控制左前轮5的左转角，右沟槽15的B2C2段用于准确控制右前轮18的左转角。
[0032]当摆动沟槽转向控制凸轮3绕凸轮轴17顺时针摆动时，摆动沟槽转向控制凸轮3上左沟槽14的B1C1段会向左驱动左轮转向驱动杆9，并由左轮转向驱动杆9驱动左前轮转向传动机构1，左梯形臂7可将输出转角传至左前轮5 ;摆动沟槽转向控制凸轮3上右沟槽15的A2B2段会向左驱动右轮转向驱动杆13，并由右轮转向驱动杆13驱动右前轮转向传动机构2，右梯形臂11可将输出转角传至右前轮18 ;在摆动沟槽转向控制凸轮3上，左沟槽14的B1C1段用于准确控制左前轮5的右转角，右沟槽15的A2B2段用于准确控制右前轮18的右转角。
[0033]本实用新型汽车前轮转向传动机构实现了全部车轮绕瞬时中心的转动，既能有效避免汽车在正常转弯中发生车轮侧滑，还能有效简化汽车转向机构的设计与结构。
【权利要求】
1.一种汽车前轮转向传动机构，其特征在于，包括有左前轮转向传动机构(I)和右前轮转向传动机构(2)，所述左前轮转向传动机构(I)与右前轮转向传动机构(2)之间连接有摆动沟槽转向控制凸轮(3)，所述左前轮转向传动机构(I)与左前轮(5)的轮轴连接，所述右前轮转向传动机构(2)与右前轮(18)的轮轴连接，所述左前轮转向传动机构(I)、右前轮转向传动机构(2)分别与汽车底盘(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车前轮转向传动机构，其特征在于，所述左前轮转向传动机构(I)，包括有水平设置的左轮转向驱动杆(9)，所述左轮转向驱动杆(9)通过移动副与汽车底盘(6)连接，所述左轮转向驱动杆(9)的一端与摆动沟槽转向控制凸轮(3)连接，所述左轮转向驱动杆(9)的另一端通过球面副与左横拉杆(8)的一端连接，所述左横拉杆(8)的另一端通过球面副与左梯形臂(7)的一端连接，所述左梯形臂(7)的另一端与左前轮(5)的轮轴固连，所述左前轮(5)通过左转向节与汽车底盘(6)上连接的左主销轴(4)固接，所述左梯形臂(7)可绕左主销轴(4)往复摆动以控制左前轮(5)的转向； 所述右前轮转向传动机构(2)，包括有水平设置的右轮转向驱动杆(13)，所述右轮转向驱动杆(13)通过移动副与汽车底盘(6)相连，所述右轮转向驱动杆(13)的一端与摆动沟槽转向控制凸轮(3)连接，所述右轮转向驱动杆(13)的另一端通过球面副与右横拉杆(12)的一端连接，所述右横拉杆(12)的另一端通过球面副与右梯形臂(11)的一端连接，所述右梯形臂11的另一端与右前轮(18)的轮轴固连，所述右前轮(18)通过右转向节与汽车底盘(6)上连接的右主销轴(10)固接，所述右梯形臂(11)可绕右主销轴(10)往复摆动以控制右前轮(18)的转向； 所述摆动沟槽转向控制凸轮(3)，包括有凸轮本体，所述凸轮本体在中央与凸轮轴(17)固定连接，所述摆动沟槽转向控制凸轮(3)能绕凸轮轴(17)往复摆动； 所述凸轮本体上左右分别对称的设置有左沟槽(14)和右沟槽(15)，所述左沟槽(14)与右沟槽(15)的轮廓形状关于I轴对称； 所述左沟槽(14)内设置有相配合的滚子(16)，所述左沟槽(14)内的滚子(16)通过转动副与所述左轮转向驱动杆(9) 一端连接；所述右沟槽(14)内也设置有相配合的滚子(16)，所述右沟槽(14)内的滚子(16)通过转动副与所述右轮转向驱动杆(13) —端连接。
3.根据权利要求2所述的一种汽车前轮转向传动机构，其特征在于，所述左沟槽(14)和右沟槽(15)均呈圆弧型，且弧度相同，弧度均为90°。
4.根据权利要求2或3所述的一种汽车前轮转向传动机构，其特征在于，所述左沟槽(14)由连接在一起A1B1弧和B1C1弧组成，且A1B1弧和B1C1弧的弧度相等。
5.根据权利要求2或3所述的一种汽车前轮转向传动机构，其特征在于，所述右沟槽(15)由连接在一起A2B2弧和B2C2弧组成，且A2B2弧和B2C2弧的弧度相等。
【文档编号】B62D7/02GK204184439SQ201420526114
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】汪成龙, 柴彩彩 申请人:西安工程大学