专利名称:行星齿轮式转向器的制作方法
本设计可广泛被用作汽车、拖拉机、工程机械等各种行走机械的转向器。
当前汽车、拖拉机等行走机械采用的转向器有三种即球面蜗杆式、曲柄销式和循环球式。
球面蜗杆式因效率低，日趋淘汰。
曲柄销式因工艺性差，应用较少。
循环球式因效率达75%，应用较广。但其缺点结构复杂、制造困难、成本高，正效率和逆效率相近。国外SAE提供，循环球转向器的正效率为75%，逆效率为75%(附试验报告)。此外，汽车用的循环球式转向器，多采用插管式回珠装置，其档珠片承受连续冲击，曾发生过断裂，造成卡死、转向失灵的严重事故。一般要求转向器具有效率高、变传动比变化范围能按需优选，操纵轻便，安全可靠，坚固耐用，结构简单，制造容易，体积小，重量轻，成本低等特性，而现有型式的转向器，因受本身结构限制，对其特性的要求本身就互相矛盾，无法兼得。
行星齿轮式转向器和变比行星齿轮式转向器，妥善解决了所要求的其特性间的本身矛盾。
检索24国专利文献，根据发明主题在国际分类号相同的文档中结合实施例采用“图检”的办法进行了检索。检索的范围不仅包括近数十年本技术领域：
，而且包括相邻的技术领域：
。未发现有与本发明相同的转向器(附检索报告)。
应用“少齿差”渐开线角变位内啮合行星齿轮转动原理，充分发挥其传动效率高、制造容易、成本低、寿命长等特性，设计了行星齿轮式转向器，谋求以其独特优点在竞争中取胜。
本设计应用“少齿差”渐开线角变位内啮合齿轮传动原理，它属于“1-2-3”行星齿轮传动的特例，如图1示“1-2-3”行星齿轮传动，包括中心轮(1)转臂(2)和输出轴(3)还有一个将行星传动变为定轴传动的输出机构(4)，本转向器不用机构(4)和输出轴(3)，扭矩由固装于行星齿轮的摇臂(b)输出，使结构大为简化，因输出中心是浮动的，故此机构是其它机械传动通常无法利用的，而转向器采用，恰好变为优越性，这是本发明的关键。
本转向器有两种结构(一)一级传动行星齿轮式转向器的结构传动原理如图2中的(a)图和(b)图。包括外齿轮(1)内齿轮(2)偏心轴头(5)转向摇臂(3)转向管柱(4)转向轴(5)及转向盘(6)。
O-转向轴轴心，即行星齿轮公转中心O′-偏心轴头轴心，即行星齿轮自转中心适宜应用于轻型汽车和工程机械等。
(二)两级传动变比行星齿轮式转向器的结构传动原理，如图3。包括转向盘(1)转向轴(2)万向节(3)小锥齿轮(4)大锥齿轮(5)外齿轮(摇臂轴)(6)内齿轮(7)及摇臂(8)。
O-内齿轮及大锥齿轮中心，即外齿轮(行星齿轮)公转中心O-外齿轮及及摇臂轴中心，即外齿轮(行星齿轮)自转中心适宜应用于大型汽车(包括新型解放CA-141和JT-661大客车)，亦适用于载重8吨的黄河牌汽车等类型。
组合方式可通过改变传动齿轮的组合方式，实现摇臂与转向盘间的同向或反向旋转关系;同向旋转称正转式，反向旋转称反转式，适宜改装车采用，两种组合方式的零部件通用，安装位置可按需选择。
对于一级传动行星齿轮式转向器，可通过改变内、外齿轮的安装装位置实现正转或反转两种型式。如图2的(a)图，即外齿轮固定，内齿轮旋转称正转式，如图2中的(b)图。
对于两级传动变比行星齿轮式转向器，可通过改变大锥齿轮的安装位置实现正转或反转两种型式，把大锥齿轮装在图3中的实线位置，称正转式;把大锥齿轮装在图3中的虚线位置，称反转式。
变传动比的变化规律行星齿轮式转向器的摇臂在中间位置时，通过改变摇臂与摇臂轴的相对安装位置，可得两种变传动比变化规律。
(1)中凸式，当摇臂在中心位置时，内、外齿轮啮合点A在摇臂端中心线上，可得“中间传动比大，两侧传动比小”的变传动比变化规律，如图4中的(a)图和图5中的(a)图。
(2)中凹式当摇臂在中间位置时，内、外齿轮啮合点B在摇臂中心线的延长线上，可得“中间传动比小，两侧传动比大”的变传动比变化规律，如图4中的(b)图和图(5)中的(b)图。
优点和积极效果传动效率高，正效率88.65%，逆效率81.6%，结构简单、体积小、重量轻，制造容易，成本低，刚性好，安全可靠，坚固耐用。按机械部标准静扭试验，在静扭定值26.61公斤一米时，无损坏。落锤试验，在高度为0.7米、50公斤重锤降落、进行冲击试验无损坏。疲劳寿命超过50万次，使用范围广，能适应各种行走机械结构特点，采用多种佈置方案，有两种组合方式和两种变传动比变化规律，可按需优选。
实现发明的最好方式实例1应生产单位要求，将试验样机装到兰州汽车运输公司四队的CA-10B型载重汽车上(车号55-00192)和甘肃省汽车运输总公司的JT-661型大客车上(车号55-12920)，原车转向沉重，换装行星齿轮式转向器后，操纵轻便灵活，稳定可靠，驾驶员很满意。
实例2，长春第一汽车制造厂，为了测定新型解放CA-141在各种工况下的转向力，分析转向沉重的原因，寻求解决办法。
已将变比行星齿轮式转向器，装在CA-141试验车上和装用(1)大锥角轴承蜗杆滚轮式转向器。(2)循环球式转向器。
作对比试验，试验条件相同，试验结果，装用变比行星齿轮式转向器，最大转向力由原车20公斤下降到6.9公斤，具有明显优势(附试验报告)迫切要求提供较多数量的样机。
试验证明本转向器结构新颖，技术先进，效果显著，有广泛实用价值。
权利要求
1.本发明为用于汽车、拖拉机、工程机械等各种行走机械的转向器装置。其特征是采用“少齿差”渐开线内啮合行星齿轮传动，其输出轴与行星齿轮刚性连接，同时具有自转和公转运动。包括A、一级传动行星齿轮式转向器，其结构有外齿轮(1)内齿轮(2)偏心轴头(5′)转向摇臂(3)转向管柱(4)转向轴(5)转向盘(6)。B、两级传动变比行星齿轮式转向器。其结构有转向盘(1)转向轴(2)万向节(3)小锥齿轮(4)大锥齿轮(5)外齿轮(摇臂轴)(6)内齿轮(7)摇臂(8)。
2.按权利要求
1的转向器装置，其特征是对于一级传动行星齿轮式转向器，通过改变内，外齿轮的安装位置，实现正、反转两种型式;对于两级传动变比行星齿轮式转向器，通过改变大锥齿轮的安装位置实现正、反转两种型式，可按需选取。
3.按权利要求
1的转向器装置，其特征是改变摇臂与摇臂轴的相对安装位置，可得两种变传动比变化规律，可按需选取。
4.按权利要求
1或2的转向器装置，其特征是广泛适应各种行走机械的结构特点，分类设计，有多种布置方案。
专利摘要
现有汽车、拖拉机等球面蜗杆式、曲柄销式和循环球式转向器存在缺点。本设计优于上述三种转向器，采用“少齿差”渐开线内啮合行星齿轮转动，包括一级传动行星齿轮式转向器和两级传动变比行星齿轮式转向器，其输出轴同时具有自转和公转运动，改变传动齿轮的组合方式。可实现摇臂与转向盘之间的正、反旋转关系；改变摇臂与摇臂轴的相对安装位置，可得两种变传动比变化规律(1)中间位置传动比大，两侧传动比小；(2)中间位置传动比小，两侧传动比大。
文档编号相同的文档中结合实施例采用“图检”的办法进行了检索。检索的范围不仅包括近数十年本技术领域：
，而且包括相邻的技术领域：
。未发现有与本发明相同的转向器(附检索报告)。
应用“少齿差”渐开线角变位内啮合行星齿轮转动原理，充分发挥其传动效率高、制造容易、成本低、寿命长等特性，设计了行星齿轮式转向器，谋求以其独特优点在竞争中取胜。
本设计应用“少齿差”渐开线角变位内啮合齿轮传动原理，它属于“1-2-3”行星齿轮传动的特例，如图1示“1-2-3”行星齿轮传动，包括中心轮(1)转臂(2)和输出轴(3)还有一个将行星传动变为定轴传动的输出机构(4)，本转向器不用机构(4)和输出轴(3)，扭矩由固装于行星齿轮的摇臂(b)输出，使结构大为简化，因输出中心是浮动的，故此机构是其它机械传动通常无法利用的，而转向器采用，恰好变为优越性，这是本发明的关键。
本转向器有两种结构(一)一级传动行星齿轮式转向器的结构传动原理如图2中的(a)图和(b)图。包括外齿轮(1)内齿轮(2)偏心轴头(5)转向摇臂(3)转向管柱(4)转向轴(5)及转向盘(6)。
O-转向轴轴心，即行星齿轮公转中心O′-偏心轴头轴心，即行星齿轮自转中心适宜应用于轻型汽车和工程机械等。
(二)两级传动变比行星齿轮式转向器的结构传动原理，如图3。包括转向盘(1)转向轴(2)万向节(3)小锥齿轮(4)大锥齿轮(5)外齿轮(摇臂轴)(6)内齿轮(7)及摇臂(8)。
O-内齿轮及大锥齿轮中心，即外齿轮(行星齿轮)公转中心O-外齿轮及及摇臂轴中心，即外齿轮(行星齿轮)自转中心适宜应用于大型汽车(包括新型解放CA-141和JT-661大客车)，亦适用于载重8吨的黄河牌汽车等类型。
组合方式可通过改变传动齿轮的组合方式，实现摇臂与转向盘间的同向或反向旋转关系;同向旋转称正转式，反向旋转称反转式，适宜改装车采用，两种组合方式的零部件通用，安装位置可按需选择。
对于一级传动行星齿轮式转向器，可通过改变内、外齿轮的安装装位置实现正转或反转两种型式。如图2的(a)图，即外齿轮固定，内齿轮旋转称正转式，如图2中的(b)图。
对于两级传动变比行星齿轮式转向器，可通过改变大锥齿轮的安装位置实现正转或反转两种型式，把大锥齿轮装在图3中的实线位置，称正转式;把大锥齿轮装在图3中的虚线位置，称反转式。
变传动比的变化规律行星齿轮式转向器的摇臂在中间位置时，通过改变摇臂与摇臂轴的相对安装位置，可得两种变传动比变化规律。
(1)中凸式，当摇臂在中心位置时，内、外齿轮啮合点A在摇臂端中心线上，可得“中间传动比大，两侧传动比小”的变传动比变化规律，如图4中的(a)图和图5中的(a)图。
(2)中凹式当摇臂在中间位置时，内、外齿轮啮合点B在摇臂中心线的延长线上，可得“中间传动比小，两侧传动比大”的变传动比变化规律，如图4中的(b)图和图(5)中的(b)图。
优点和积极效果传动效率高，正效率88.65%，逆效率81.6%，结构简单、体积小、重量轻，制造容易，成本低，刚性好，安全可靠，坚固耐用。按机械部标准静扭试验，在静扭定值26.61公斤一米时，无损坏。落锤试验，在高度为0.7米、50公斤重锤降落、进行冲击试验无损坏。疲劳寿命超过50万次，使用范围广，能适应各种行走机械结构特点，采用多种佈置方案，有两种组合方式和两种变传动比变化规律，可按需优选。
实现发明的最好方式实例1应生产单位要求，将试验样机装到兰州汽车运输公司四队的CA-10B型载重汽车上(车号55-00192)和甘肃省汽车运输总公司的JT-661型大客车上(车号55-12920)，原车转向沉重，换装行星齿轮式转向器后，操纵轻便灵活，稳定可靠，驾驶员很满意。
实例2，长春第一汽车制造厂，为了测定新型解放CA-141在各种工况下的转向力，分析转向沉重的原因，寻求解决办法。
已将变比行星齿轮式转向器，装在CA-141试验车上和装用(1)大锥角轴承蜗杆滚轮式转向器。(2)循环球式转向器。
作对比试验，试验条件相同，试验结果，装用变比行星齿轮式转向器，最大转向力由原车20公斤下降到6.9公斤，具有明显优势(附试验报告)迫切要求提供较多数量的样机。
试验证明本转向器结构新颖，技术先进，效果显著，有广泛实用价值。GK85102812SQ85102812
公开日1987年1月14日 申请日期1985年4月16日
发明者薛华林, 张光宇 申请人:甘肃省汽车工程学会导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan