一种齿轮齿条滚动压紧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆的转向装置技术领域,尤其涉及一种转向装置的齿轮齿条滚动压紧装置。
【背景技术】
[0002]车辆的转向装置中一般设有齿轮齿条传动机构,在齿轮齿条啮合运转的过程中,二者之间必须保持适当的间隙。若间隙过大,则运转过程中容易产生振动和噪音,若间隙过小,则可能导致摩擦过大而运转不顺畅或卡死。现有技术中一般采用弹性支撑结构给齿轮齿条一定的预压力,使齿轮齿条相互压合在一起,二者之间保持合适的间隙。
[0003]专利号ZL200980150743.4公开一种用于将齿条压紧到与该齿条啮合的主动小齿轮上的装置,尤其是用于机动车的转向器,所述装置具有可朝齿条的方向被加载的、可移动地导向于壳体中的受压件和用于补偿出现于转向器中的间隙的调整装置。在已知的装置中,受压件的间隙必须借助调整螺钉来调整。这是很困难的。因此根据本发明,在调整装置和受压件之间设置弹簧垫圈,在弹簧垫圈的区域中,调整装置具有突起而受压件具有凹部,或者受压件具有突起而调整装置具有凹部。
[0004]专利号ZL201180026844.8公开了一种用于将齿条压紧到与该齿条啮合的小齿轮上的压紧装置,尤其是用于机动车的转向器,该压紧装置具有朝齿条方向能通过压力弹簧加载的、在壳体中能移动地引导的受压件和用于补偿在转向器中出现的间隙的调整装置。在调整装置与受压件之间布置弹性垫圈,在弹性垫圈的区域中,调整装置具有突起而受压件具有凹部或者受压件具有突起而调整装置具有凹部。调整装置此外具有两个能相对转动的调节盘,所述两个调节盘在接触面上互相贴靠,并且所述接触面具有至少两个倾斜面。整个调整装置与受压件、弹性垫圈、压力弹簧一起在应用夹紧销的情况下预装配为装配单元。
[0005]专利号ZL200580036048.7公开了一种用于将一个齿条压紧到一个小齿轮上的装置,具有一个压座和一个调整装置,其中设定,压座和调整装置分别具有相互对准的支承面,它们在一个初始位置相互贴靠,至少其中一个支承面构成为弹性的。压座具有一个压座体和一个向调整装置方向伸出的轴颈,其自由端构成为支承面。调整装置构成为至少两件的,包括一个调整螺钉和一个弹簧垫圈。弹簧垫圈设置在调整螺钉与压座之间并且构成用于轴颈的自由端的支承面。
[0006]专利号ZL201020682816.4公开了一种转向装置的齿轮齿条压紧结构,包括:壳体、可转动地安装在壳体中的齿轮、设置在壳体中且与齿轮啮合的齿条、安装在壳体中且支撑齿条的支撑座、螺旋压缩弹簧和通过螺纹配合安装在壳体中的调整螺栓,所述螺旋压缩弹簧设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接,所述齿轮齿条压紧结构还包括刚度比螺旋压缩弹簧大的环状硬弹性体,所述环状硬弹性体设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接。该齿轮齿条压紧结构既可消除振动和噪音,又可补偿齿轮齿条之间的磨损间隙。
[0007]专利号ZL201410098194.3公开了一种汽车用机械转向器压紧调整机构,包括有支承座、螺旋弹簧、调整螺塞及蝶形弹簧;支承座为圆柱状中空结构,其一端为圆弧凹面结构,与齿条圆柱面压紧配合;所述圆弧凹面设置有耐磨材料层;所述支承座设置于转向器壳体内;支承座的另一端依次设置有螺旋弹簧、调整螺塞蝶形弹簧及防松螺栓;所述螺旋弹簧设置于支承座的中空结构内,一端顶住支承座,另一端与调整螺塞内表面接触。本发明通过包括有叠加组合装配的蝶形弹簧和带有O型圈的调整螺塞的压紧调整机构,补偿齿轮齿条的啮合间隙,同时消除颠簸路发生支承座与调整螺塞的刚性碰撞而产生的撞击声。
[0008]上述五种齿轮齿条压紧结构存在以下缺点,一是压紧面存在频繁的滑动摩擦,虽在接触面设置有耐磨材料,但耐磨材料终需维护更换;二是只要存在滑动摩擦就无法消除振动、噪声和异响,通过添加润滑剂挺多只能一时减小振动、噪声和异响;三是为防止齿条扭转和径向晃动,压紧接触面都采用V型或半圆型槽加凸台结构,使得压紧接触面和接触力加大,而加剧摩擦;四是采用的弹性元件及细小零件较多,装配复杂且困难。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种汽车转向齿轮齿条滚动压紧装置,实现对转向齿条滚动预压紧,避免滑动摩擦引起振动、噪声和异响。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种齿轮齿条滚动压紧装置,包括:壳体、支撑座、心轴、油杯、压紧滚轮、主动齿轮、齿条、轴承、垫圈、挡圈、螺钉、O型密封圈、环状碟型弹性体、调整螺栓、防松螺栓。所述壳体为一由三个空间相交空心阶梯圆筒组成的焊接件或铸造件,所述主动齿轮及其相关的支撑件可旋转地安装在所述壳体的竖直方向的空心阶梯圆筒中;所述齿条可滑动地安装于壳体的一水平方向的空心阶梯圆筒内;所述压紧滚轮通过心轴、轴承、垫圈、挡圈、螺钉可旋转地安装在支撑座上,而所述支撑座、环状碟型弹性体和调整螺栓安装在所述壳体的另一水平方向的空心阶梯圆筒内。所述齿条是通过与压紧滚轮滚动接触压紧到主动齿轮上,所述压紧滚轮通过一对既能承受径向力又能承受轴向力的轴承和心轴安装在支撑座中;所述支撑座可滑动的安装在所述壳体中,其一端通过心轴和轴承支撑压紧滚轮,另一端被多个环状碟型弹性体压紧;所述环状碟型弹性体置于调整螺栓与支撑座之间,通过调整调整螺栓压紧支撑座;所述调整螺栓与壳体通过螺纹连接,并通过防松螺栓固定于壳体防止因振动而发生旋转松动。
[0011]所述压紧滚轮外圆柱面周向设有横截面为梯形的凹槽,所述的齿条背齿侧设有与压紧滚轮配合的横截面为梯形且长度与齿条长度相当的轴向凸台,压紧滚轮梯形凹槽两顶面与齿条上设有的梯形凸台两底面接触,且压紧滚轮上的梯形凹槽两侧面顶部与齿条上设有的梯形凸台两侧面底部接触。
[0012]所述支撑座为一阶梯圆柱体,其靠齿条端径向设有安装心轴的阶梯孔和容纳压紧滚轮的半开口 U型槽,其远离齿条一端设有安装环状碟型弹性体的凸台,凸台和半开口 U型槽之间的圆柱体周向开有两道用以安装O型密封圈的环形槽。
[0013]所述心轴大端开有注入润滑介质的轴向盲孔,盲孔末端开有一连通所述压紧滚轮凹槽的径向通孔;所述压紧滚轮的凹槽中相应均布多个用于通过润滑介质的径向小孔;而所述壳体相应心轴大端位置设有安装注入润滑介质的油杯的径向螺孔。
[0014]本发明相对于现有专利技术,其积极效果十分明显,一是采用滚动压紧方式,滚动摩擦相比滑动摩擦极大减小磨损,减少装置维护费用;二是相比滑动摩擦,滚动摩擦从根源上消除因齿轮齿条压紧带来的振动、噪声和异响,减小故障发生频率,大大提高装置寿命;三是结构简单,零部件较少,装配工艺简单、成本低。
【附图说明】
[0015]图1为本发明主视图(内部结构剖面图);
图2为本发明右视图;
图3为本发明俯视图;
图4为本发明图1的局部放大图;
图5为本发明支撑座视示意图;
图6为本发明压紧滚轮视示意图;
图7为本发明齿条视示意图。
[0016]图中:1-壳体;2-支撑座;3-心轴;4-油杯;5-压紧滚轮;5a_压紧滚轮梯形凹槽;5b-压紧滚轮梯形凹槽顶面;5c-压紧滚轮梯形凹槽侧面;6-主动齿轮;7-齿条;7a-齿条梯形凸台;7b-齿条梯形凸台底面;7c-齿条梯形凸台侧面;8-轴承;9-垫圈;10-挡圈;11-螺钉;12- O型密封圈;13-环状碟型弹性体;14-调整螺栓;15-防松螺栓。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作详细说明。
[0018]参照图1-5,一种齿轮齿条滚动压紧装置,主要由壳体1、支撑座2、心轴3、油杯4、压紧滚轮5、主动齿轮6、齿条7、轴承8、垫圈9、挡圈10、螺钉11、0型密封圈12、环状碟型弹性体13、调整螺栓14和防松螺栓15组成。
[0019]所述壳体I为整个压紧装置的支撑主体部分,如图1所示,所述壳体I为一由三个空间相交空心阶梯圆筒组成的焊接件或铸造件,所述主动齿轮6及其相关的支撑件可旋转地安装在所述壳体I的竖直方向的空心阶梯圆筒中;所述齿条7可滑动地安装于壳体I的一水平方向的空心阶梯圆筒内;所述压紧滚轮5通过心轴3、轴承8、垫圈9、挡圈10、螺钉11安装在支撑座2上,而所述支撑座2、环状碟型弹性体13和调整螺栓14安装在所述壳体I的另一水平方向的空心阶梯圆筒内。
[0020]如图1所示,所述齿条7是通过与压紧滚轮5滚动接触压紧到主动齿轮6上,所述压紧滚轮5通过一对既能承受径向力又能承受轴向力的轴承8和心轴3安装在支撑座2中;所述支撑座2可滑动的安装在所述壳体I中,其一端通过心轴3和轴承8支撑压紧滚轮5,另一端被多个环状碟型弹性体13压紧;所述环状碟型弹性体13被调整螺栓14压紧;所述调整螺栓14与壳体I左端通过螺纹连接,并通过防松螺栓15固定于壳体I防止旋转松动。
[0021]所述支撑座2为一阶梯圆柱体,如图5所示,其一端径向设有安装心轴3的阶梯孔和容纳压紧滚轮5的半开口U型槽,另一端设有安装环状碟型弹性体13的轴向凸台,所述凸台和半开口 U型槽之间的圆柱体周向开有两道用以安装O型密封圈12的环形槽。
[0022]所述压紧滚轮5外圆柱面周向设有横截面为梯形的凹槽,如图4-7所示,所述的齿条7上背齿侧轴向设有与压紧滚轮5配合的横截面为梯形的凸台,压紧滚轮5凹槽两顶面与齿条7上设有的梯形凸台两底面接触,且压紧滚轮5上的凹槽两侧面顶部与齿条7上设有的梯形凸台两侧面底部接触。
[0023]所述心轴3大端开有注入润滑脂的轴向盲孔,如图1所示,盲孔末端开有一连通所述压紧滚轮5凹槽的径向通孔,所述压紧滚轮5的凹槽中相应均布多个可通过润滑介质的径向小孔,而所述壳体I相应所述心轴3大端位置设有安装注入润滑介质的油杯4的径向螺孔。
[0024]所述调整螺栓14周向均布多个用于穿过防松螺栓15的轴向小孔,而所述壳体I安装调整螺栓14的空心阶梯圆筒端面边缘设有一安装防松螺栓15的轴向螺孔,如图1所示。
[0025]本发明工作过程描述如下:
当汽车转向时,方向盘带动主动齿轮6旋转,与其啮合的齿条7受到主动齿轮6的切向、轴向和径向分力,齿条7在所述切向分力作用下在壳体I中滑动带动转向轮转向,同时压紧滚轮梯形凹槽顶面5b在受到齿条梯形凸台底面7b的滚动摩擦力作用下带动压紧滚轮5转动;而齿条梯形凸台底面7b受到压紧滚轮梯形凹槽顶面5b的预压力抵消所述径向分力,以及齿条梯形凸台侧面7c底部受到压紧滚轮梯形凹槽侧面5c顶部的预压力抵消所述轴向分力,以上所述两预压力大小可以通过调整螺栓14进行调整,调整合适后通过防松螺栓15将调整螺栓14固定于壳体I防止旋转松动,在以上所述两预压力作用下,达到消除或最大程度减小齿条7和主动齿轮6的啮合传动间隙。
[0026]以上实施例只是详细说明本发明的结构和工作过程,并不限定本发明的技术构思,凡依本发明所做出的等同改进或在本基础上所做的变化,均被本发明申请所涵盖。
【主权项】
1.一种齿轮齿条滚动压紧装置,包括:壳体(I)、支撑座(2)、心轴(3)、油杯(4)、压紧滚轮(5)、主动齿轮(6)、齿条(7)、轴承(8)、垫圈(9)、挡圈(10)、螺钉(11)、0型密封圈(12)、环状碟型弹性体(13)、调整螺栓(14)、防松螺栓(15);所述壳体(I)为一由三个空间相交空心阶梯圆筒组成的焊接件或铸造件,所述主动齿轮(6)及其相关的支撑件可旋转地安装在所述壳体(I)的竖直方向的空心阶梯圆筒中;所述齿条(7)可滑动地安装于壳体(I)的一水平方向的空心阶梯圆筒内;所述压紧滚轮(5)通过心轴(3)、轴承(8)、垫圈(9)、挡圈(10)、螺钉(11)可旋转地安装在支撑座(2)上,而所述支撑座(2)、环状碟型弹性体(13)和调整螺栓(14)安装在所述壳体(I)的另一水平方向的空心阶梯圆筒内;其特征在于,所述齿条(7)是通过与压紧滚轮(5)滚动接触压紧到主动齿轮(6)上,所述压紧滚轮(5)通过一对既能承受径向力又能承受轴向力的轴承(8)和心轴(3)安装在支撑座(2)中;所述支撑座(2)可滑动的安装在所述壳体(I)中,其一端通过心轴(3)和轴承(8)支撑压紧滚轮(5),另一端被多个环状碟型弹性体(13)压紧;所述环状碟型弹性体(13)置于调整螺栓(14)与支撑座(2)之间,通过调整调整螺栓(14)压紧支撑座(2);所述调整螺栓(14)与壳体(I)通过螺纹连接,并通过防松螺栓(15)固定于壳体(I)防止因振动而发生旋转松动。2.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧装置,其特征在于,所述压紧滚轮(5)外圆柱面周向设有横截面为梯形的凹槽,所述的齿条(7)背齿侧设有与压紧滚轮(5)配合的横截面为梯形且长度与齿条长度相当的轴向凸台,压紧滚轮(5)梯形凹槽两顶面(5b)与齿条(7)上设有的梯形凸台两底面(7b)接触,且压紧滚轮(5)上的梯形凹槽两侧面(5c)顶部与齿条(7)上设有的梯形凸台两侧面(7c)底部接触。3.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧装置,其特征在于,所述支撑座(2)为一阶梯圆柱体,其靠齿条(7)端径向设有安装心轴(3)的阶梯孔和容纳压紧滚轮(5)的半开口 U型槽,其远离齿条(7) —端设有安装环状碟型弹性体(13)的凸台,凸台和半开口U型槽之间的圆柱体周向开有两道用以安装0型密封圈(12)的环形槽。4.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧装置,其特征在于,所述心轴(3)大端开有注入润滑介质的轴向盲孔,盲孔末端开有一连通所述压紧滚轮(5)凹槽的径向通孔;所述压紧滚轮(5)的凹槽中相应均布多个用于通过润滑介质的径向小孔;而所述壳体(I)相应心轴(3)大端位置设有安装注入润滑介质的油杯(4)的径向螺孔。5.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧装置,其特征在于,所述调整螺栓(14)周向均布多个用于穿过防松螺栓(15)的轴向小孔;而所述壳体(I)安装调整螺栓(14)的端面边缘设有一安装防松螺栓(15)的轴向螺孔。
【专利摘要】一种齿轮齿条滚动压紧装置,所述壳体为一由三个空间相交的空心阶梯圆筒组成的焊接件或铸造件,所述主动齿轮及其相关的支撑件可旋转地安装在所述壳体竖直方向的空心阶梯圆筒中;所述齿条可滑动地安装在壳体一水平方向的长空心阶梯圆筒内;所述压紧滚轮通过心轴、轴承、垫圈、挡圈和螺钉可旋转地安装在支撑座上,而所述支撑座可滑动地安装在所述壳体的另一水平方向的短空心阶梯圆筒内;所述支撑座一端支撑的压紧滚轮滚动接触压紧所述齿条到主动齿轮上,另一端被多个环状碟型弹性体压紧。本发明采用滚动压紧方式,极大降低齿条磨损和装置维护费用,从根源上消除振动、噪声和异响,提高装置可靠性,且结构简单,零部件较少,装配容易,成本低。
【IPC分类】B62D3/12
【公开号】CN105711638
【申请号】CN201610159802
【发明人】戴小标, 张红梅, 刘志辉, 徐勇, 李滔
【申请人】邵阳学院