一种用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构及转向器的制作方法

本发明涉及车辆转向系统领域，特别是涉及一种用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构及转向器。

背景技术：

齿轮齿条式转向器在车辆长时间使用后，齿轮齿条之间的预紧力会降低，由于负载主要由齿轮齿条的啮合部位承担，它们之间的预紧力会降低的更明显，从而导致齿轮齿条间隙变大，增加车辆转向系统出现异响的风险，易造成顾客抱怨。

现有技术中，通常采用O型圈和螺旋弹簧组合的预紧方式来提供一定的预紧力，从而减小齿轮齿条之间的间隙。

但是，由于螺旋弹簧为定刚性弹簧，随着使用时间的增加，螺旋弹簧长期反复压缩、恢复，其刚度会降低，使得齿轮齿条之间的预紧力也随之降低，最后还是会导致齿轮齿条的间隙变大，存在出现异响的风险。

技术实现要素：

本发明的一个目的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构，可以大大降低转向器出现动态异响的风险。

本发明的另一个目的是提供一种转向器，所述转向器经耐久后出现动态现异响的风险较小。

特别地，本发明提供了一种用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构，用于调整齿轮齿条式转向器的齿轮与齿条之间的间隙，所述齿轮和所述齿条相互啮合，包括：

压块衬片，为曲面薄板，其一侧与所述齿条中远离所述齿轮的表面相配合；

压块，其一侧与所述压块衬片的另一侧相连接；

膜片弹簧，为薄板结构，其一侧与压块的另一侧相接触，其中，所述膜片弹簧的刚度随变形量的增大而增大，用于调整所述齿轮和所述齿条之间的间隙；

锁紧螺母，其一侧与所述膜片弹簧的另一侧相接触，用于锁紧所述压块和所述膜片弹簧；

壳体，为空腔结构，包括相连通的纵向孔和横向孔，所述纵向孔用于装配所述齿轮，所述横向孔用于装配所述齿条、所述压块衬片、所述压块、所述膜片弹簧和所述锁紧螺母；

其中，所述锁紧螺母固定于所述壳体处。

进一步地，所述压块衬片与所述齿条相配合的一侧设有多个润滑凹槽，所述多个润滑凹槽用于存放减小所述齿条对所述压块衬片磨损的润滑剂。

优选地，所述压块衬片采用耐磨材料制成。

进一步地，所述压块为圆柱体，其一侧为与所述压块衬片相配合的曲面，另一侧的中心处设有凸起于其表面的圆柱凸台，所述圆柱凸台与所述膜片弹簧的一侧的中心区域相接触，

所述压块的圆柱外表面处设有两道环形的第一凹槽。

进一步地，所述啮合间隙调整机构还包括两个第一O型圈，所述两个第一O型圈对应地装配于两道所述第一凹槽中，所述两个第一O型圈用于衰减所述压块运动时与所述壳体产生的摩擦异响。

优选地，所述压块采用粉末冶金材料制成。

进一步地，所述压块衬片与所述压块注塑为一体。

进一步地，所述锁紧螺母为空心圆柱，其内部为圆孔，其圆柱外表面设有第一螺纹，

所述锁紧螺母的一侧设有凸起于其表面的环形凸台，相应的，所述膜片弹簧的另一侧具有边界圆环区域，所述环形凸台与所述边界圆环区域相接触，

所述锁紧螺母的一侧与其圆柱外表面连接处设有环形的第二凹槽。

进一步地，所述啮合间隙调整机构还包括第二O型圈，所述第二O型圈装配在所述第二凹槽中，所述第二O型圈用于衰减所述压块运动时与所述锁紧螺母产生的撞击异响。

进一步地，所述壳体的横向孔与所述锁紧螺母装配处设有相应的第二螺纹，所述锁紧螺母通过所述第一螺纹和所述第二螺纹固定连接于所述壳体处。

进一步地，所述啮合间隙调整机构还包括锁紧螺母塞，所述锁紧螺母塞从所述锁紧螺母的另一侧插入并固定于所述锁紧螺母内，所述锁紧螺母塞在远离所述锁紧螺母的端面中心处设有中心孔，所述中心孔用于测量所述齿轮及所述齿条之间的间隙。

特别地，本发明还提供了一种转向器，包括相啮合的齿轮齿条以及上述的啮合间隙调整机构。

本发明的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构及转向器，通过采用O型圈和膜片弹簧的组合方式对齿轮齿条进行预紧，基于膜片弹簧刚度随变形量的增大而增大的特性，实现耐久后，齿轮齿条预紧力的保持，避免齿轮齿条之间的间隙变大，从而出现异响的情况，本发明的间隙调整机构结构简单，效果明显，减少了客户因异响产生的售后抱怨。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构的装配剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构的结构爆炸图；

图3是根据本发明一个实施例的压块的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的锁紧螺母的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的膜片弹簧刚度曲线示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构的装配剖视图。图2是根据本发明一个实施例的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构的结构爆炸图，图2中略去了壳体7。图3是根据本发明一个实施例的压块的结构示意图。图4是根据本发明一个实施例的锁紧螺母的结构示意图。

如图1所示，本实施例的用于齿轮齿条式转向器的啮合间隙调整机构，用于调整齿轮齿条式转向器的齿轮1与齿条2之间的间隙，其中，所述齿轮1和齿条2相互啮合，所述啮合间隙调整机构一般性地可以包括压块衬片3、压块4、膜片弹簧5、锁紧螺母6和壳体7。

所述壳体7为空腔结构，包括相连通的纵向孔701和横向孔702，所述齿轮1装配在所述纵向孔701中，所述横向孔702中依次装配有齿条2、压块衬片3、压块4、膜片弹簧5和锁紧螺母6。如图3所示，所述压块衬片3为曲面薄板，其一侧301与所述齿条2中远离所述齿轮1的表面相配合，优选地，所述压块衬片3采用耐磨材料制成。所述压块4为圆柱体，其一侧401为与所述压块衬片3的另一侧302相配合的曲面，所述压块4的一侧401与所述压块衬片3的另一侧302通过注塑相连接，所述压块4的另一侧402的中心处设有凸起于其表面的圆柱凸台403(参见图3)，优选地，所述压块4采用粉末冶金材料制成。所述膜片弹簧5为薄板结构，所述膜片弹簧5的一侧501的中心区域与所述圆柱凸台403相接触，所述膜片弹簧5的刚度随变形量的增大而增大，用于调整所述齿轮1和所述齿条2之间的间隙。如图4所示，所述锁紧螺母6固定于壳体处，用于锁紧所述压块4和所述膜片弹簧5，所述锁紧螺母6为空心圆柱，内部为圆孔603，其圆柱外表面设有第一螺纹604，所述锁紧螺母6的一侧601设有凸起于其表面的环形凸台605，相应地，所述膜片弹簧5的另一侧502具有边界圆环区域，所述环形凸台605与所述边界圆环区域相接触。所述壳体7与所述锁紧螺母6装配处设有相应的第二螺纹703，所述锁紧螺母6通过所述第一螺纹604和第二螺纹703固定连接于所述壳体7。

当齿轮齿条式转向器经过耐久磨损后，所述齿轮1和齿条2之间会产生间隙。车辆运行过程中例如转向时，受到的外界载荷会作用于所述齿条2上，所述齿条2冲击所述压块4往膜片弹簧5的方向移动。此时，膜片弹簧一侧501的中心区域被压块4压紧，所述膜片弹簧另一侧502的边界圆环区域与锁紧螺母6的环形凸台605相抵触，在所述压块4的压力作用下所述膜片弹簧5发生形变。图5是根据本发明一个实施例的膜片弹簧刚度曲线示意图。如图5所示，其纵坐标表示所述膜片弹簧受到的作用力，横坐标表示所述膜片弹簧的变形量。由于膜片弹簧5的刚度可变特性，即所述膜片弹簧5的刚度随着变形量的增大而变大，也就是说，作用力越大，所述膜片弹簧5的变形越大，而膜片弹簧5的变形越大其刚度就越大，使得所述膜片弹簧5的发作用力就越大，膜片弹簧5支撑所述压块4牢牢地压紧所述齿轮1和齿条2，从而减小了齿轮1和齿条2的工作间隙，大大降低了车辆出现动态异响的风险。

在本发明的一个实施例中，所述压块衬片3与所述齿条2表面相配合的一侧301表面还设有多个润滑凹槽303(参见图2)，所述多个润滑凹槽303用于存放润滑剂，所述润滑剂用于减小所述齿条2对所述压块衬片3的磨损，从而延长所述压块衬片3的使用寿命。

所述啮合间隙调整机构还包括两个第一O型圈8和一个第二O型圈9，相应地，所述压块4的圆柱外表面处设有两道环形的第一凹槽404(参见图3)，所述两个第一O型圈8装配在两道所述第一凹槽404中；所述锁紧螺母6的一侧601与其圆柱外表面连接处设有环形第二凹槽606(参见图4)，所述第二O型圈9装配在所述第二凹槽606中。

一方面，通过设置所述第一O型圈8，大大衰减了所述压块4运动时与所述壳体7产生的摩擦异响；另一方面，通过设置所述第二O型圈9，衰减所述压块4运动时与所述锁紧螺母6产生的撞击异响，从而达到进一步降低了车辆出现动态异响的风险的效果。

在本发明的另一个实施例中，所述啮合间隙调整机构还包括锁紧螺母塞10，所述锁紧螺母塞10从所述锁紧螺母6的另一侧602插入并固定于所述锁紧螺母6的圆孔603内，所述锁紧螺母塞10在远离所述锁紧螺母的端面101中心处设有中心孔102，所述中心孔102用于测量所述齿轮1和齿条2之间的间隙。

本发明还还提供了一种转向器，包括相啮合的齿轮1齿条2以及上述实施例中的啮合间隙调整机构。由于该转向器的啮合间隙调整机构在压块4和锁紧螺母6之间设置了膜片弹簧5，利用所述膜片弹簧5的刚度可变特性，使得膜片弹簧5支撑所述压块4牢牢地压紧所述齿轮1和齿条2，从而减小了齿轮1齿条2的工作间隙，大大降低了车辆出现动态异响的风险。所述啮合间隙调整机构通过在所述压块4的外表面的两道环形第一凹槽404内装配有两个第一O型圈8，衰减了所述压块4运动时与所述壳体7产生的摩擦异响，并且在所述锁紧螺母6的第二凹槽606内装配有所述第二O型圈9，衰减了所述压块4运动时与所述锁紧螺母6产生的撞击异响，从而达到进一步降低了车辆出现动态异响的风险的效果。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。