专利名称：一种新型的转向管柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械技术领域，具体地说是设计一种新型的转向管柱。
背景技术：
汽车转向管柱是汽车转向系统的重要组成部分，转向管住的设计必须满足一定的操作舒适型和安全性，而评价舒适性能的指标为转向管柱的刚度、频率特性，评价安全性能的指标为管柱碰撞溃缩时的溃缩性能。传统的四向可调的转向管柱中，锁紧机构一般是采用U型支架的平面压紧连接在四方支架上面的塑料垫片，在螺栓受到预紧力时，实现U型支架与四方支架的夹紧连接，但是需要很大的压力才能夹紧。当施加螺栓预紧力时，由于夹紧垫片与四方支架之间的摩擦力有限，不能防止U型支架与四方支架之间发生旋转，当四方支架受到的外力超过U型支架与四方支架之间的摩擦扭矩时，使得U型支架与四方支架之间发生倾翻，导致转向管柱的溃缩性能波动非常大，安全性能不佳。如果转向管柱的NVH性能不好，驾驶员在汽车行驶时，会感觉到连接转向管柱的方向盘振动非常明显，从而严重影响操作的舒适性。为提高转向管住的操作舒适性，就需要增加转向管住的固有频率，从而避开共振区域。根据机械系统的固有频率计算公式
= ^ ，式中力系统的固有频率，k为系统的等效刚度，m为系统的等效质量，由公式
可知，提高系统的等1刚度，就提高转向管柱的振动固有频率。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种新型结构的转向管柱，将槽配合连接取代原有的平面连接，更好的防止倾翻，从而防止转向管柱溃缩时发生倾翻，增大各个零件之间的连接面积，从而提高转向管柱的刚度和频率特性。为实现上述目的，设计一种新型的转向管柱，包括夹紧垫片、U型支架、四方支架、 凸轮垫片、螺栓，其特征在于u型支架内侧左右两边的弧形槽嵌套夹紧垫片外侧的弧形凸台，夹紧垫片内侧的梯形槽嵌套四方支架左右两侧面，U型支架外侧一边的弧形槽嵌套凸轮垫片内侧的凹槽，螺栓依次通过凸轮垫片、U型支架、夹紧垫片、四方支架从U型支架的一侧贯穿至U型支架的另一侧。所述的U型支架的左右两侧面的内壁分别纵向设有向外凸起的弧形槽，弧形槽中间设有两端呈半圆形的长方孔。所述的夹紧垫片的内侧设有梯形槽，梯形槽内侧中央横向设有两端呈半圆形的长方凸台，夹紧垫片的外侧中央竖向设有弧形凸台，长方凸台中央设有孔并贯穿至弧形凸台， 夹紧垫片上下两端面设有折角。所述的四方支架是在横卧的八边形筒的上端面沿轴向中央剖开并向外弯曲，八边形筒的左右两侧面上分别设有滑槽，所述的滑槽为两端呈半圆形的长方槽。所述的凸轮垫片内侧中央垂直向设有凹槽，凹槽的中央设有通孔，凸轮垫片的外侧面左右两边的中央位置分别设有方形槽。一种防止转向管柱溃缩时发生倾翻的方法，U型支架与四方支架之间只能沿着U 型支架的长方孔运动，沿着四方支架的滑槽做直线运动，四方支架左右两侧面与其两侧的夹紧垫片内侧的梯形槽配合，夹紧垫片外侧的弧形凸台嵌入U型支架的弧形槽内，凸轮垫片内侧的凹槽与U型支架外侧的弧形槽配合，防止转向管柱溃缩时U型支架与四方支架之间发生倾翻。一种提高转向管柱刚度和频率性能的方法，U型支架与四方支架之间只能沿着U 型支架的长方孔运动，沿着四方支架的滑槽做直线运动，四方支架左右两侧面与其两侧的夹紧垫片内侧的梯形槽配合，夹紧垫片外侧的弧形凸台嵌入U型支架的弧形槽内，凸轮垫片内侧的凹槽与U型支架外侧的弧形槽配合，层层夹紧配合，增大锁紧面积，更好的进行锁紧，使四方支架与U型支架之间的连接更加结实，提高转向管柱的刚度，提高转向管柱的频率性能。本发明同现有技术相比，采用了新型锁紧机构的U型支架、夹紧垫片、四方支架及凸轮垫片，使得零件与零件之间的配合接触面积增大，加大了锁紧效果，这样当螺栓受到施加螺栓拧紧力时，U型支架、夹紧垫片、四方支架能很好的压紧连接，同时由原来的平面加紧连接方式改为现在的平面和斜面同时加紧连接，增大接触面积，使四方支架与U型支架之间的连接更加结实，提高转向管柱的等效刚度，从而提高转向管柱的频率特性。同时U型支架与四方支架之间只能沿着U型支架的长方孔运动，沿着四方支架的滑槽做直线运动，四方支架左右两侧面与其两侧的夹紧垫片内侧的梯形槽配合，夹紧垫片外侧的弧形凸台嵌入 U型支架的弧形槽内，凸轮垫片内侧的凹槽与U型支架外侧的弧形槽配合，这样当四方支架受到倾翻力矩时，由于夹紧垫片的阻碍作用，使得防止U型支架与四方支架之间发生倾翻。
图1为原转向管柱的夹紧机构结构立体图。图2为原转向管柱的夹紧机构结构剖视图。图3为本发明的转向管柱夹紧机构结构立体图。图4为本发明的转向管柱夹紧机构结构剖视图。图5为U型支架的结构示意图。图6为夹紧垫片的结构主视图。图7为夹紧垫片的结构后视图。图8为四方支架的结构示意图。图9为凸轮垫片的结构示意图。图10为凸轮垫片的主视图。图11为凸轮垫片的后视图。参见图3至图11，1为U型支架，2为夹紧垫片，3为四方支架，4为凸轮垫片，5为螺栓，6为弧形槽，7为长方孔，8为梯形槽，9为长方凸台，10为弧形凸台，11为孔，12为折角，13为滑槽，14为凹槽，15为通孔，16为方形槽。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。如图1，图2所示，传统的转向管柱夹紧机构中，U型支架、夹紧垫片、四方支架的连接都是通过平面连接，U型支架的平面压紧连接在四方支架上面的塑料垫片，从而实现U型支架与四方支架的夹紧连接，但是需要很大的压力才能夹紧，当施加螺栓预紧力时，由于夹紧垫片与四方支架之间的摩擦力有限，不能防止U型支架与四方支架之间发生旋转，当四方支架受到的外力超过U型支架与四方支架之间的摩擦扭矩时，容易使得U型支架与四方支架之间发生倾翻。如图3，图4所示，在新型结构中，U型支架1内侧左右两边的弧形槽6的形状与夹紧垫片2外侧的弧形凸台10的形状相配合，并相互嵌套，夹紧垫片2内侧的梯形槽8嵌套四方支架3左右两侧面，夹紧垫片2内侧的长方凸台9穿入四方支架3左右两侧的滑槽13 内，U型支架1外侧一边的弧形槽6的形状与凸轮垫片4内侧的凹槽14的形状相配合，并相互嵌套，螺栓5依次通过凸轮垫片4、U型支架1、夹紧垫片2、四方支架3从U型支架1的一侧贯穿至U型支架1的另一侧。如图5所示，所述的U型支架1的左右两侧面的内壁分别纵向设有向外凸起的弧形槽6，弧形槽6中间设有两端呈半圆形的长方孔7。如图6，图7所示，所述的夹紧垫片2的内侧设有梯形槽8，梯形槽8内侧中央横向设有两端呈半圆形的长方凸台9，夹紧垫片2的外侧中央竖向设有弧形凸台10，长方凸台9 中央设有孔11并贯穿至弧形凸台10，夹紧垫片2上下两端面设有折角12。如图8所示，所述的四方支架3是在横卧的八边形筒的上端面沿轴向中央剖开并向外弯曲，八边形筒的左右两侧面上分别设有滑槽13，所述的滑槽13为两端呈半圆形的长方槽。如图9至图11所示，所述的凸轮垫片4内侧中央垂直向设有凹槽14，凹槽14的中央设有通孔15，凸轮垫片4的外侧面左右两边的中央位置分别设有方形槽16。
在转向管柱中，新型的U型支架1与四方支架3之间只能沿着U型支架1的长方孔7 运动，沿着四方支架3的滑槽13做直线运动，四方支架3左右两侧面与其两侧的夹紧垫片 2内侧的梯形槽8配合，夹紧垫片2外侧的弧形凸台10嵌入U型支架1的弧形槽6内，凸轮垫片4内侧的凹槽14与U型支架1外侧的弧形槽6配合，这样当四方支架受到倾翻力矩时，由于夹紧垫片2的阻碍作用，从而防止转向管柱溃缩时U型支架1与四方支架3之间发生倾翻；同时原转向管柱夹紧机构的零件与零件之间的夹紧连接方式由原来的平面配合接触改为现在的平面和斜面同时配合接触，增大了零件与零件之间的配合接触面积，加大了锁紧效果，这样当螺栓5受到施加螺栓拧紧力时，U型支架1、夹紧垫片2、四方支架3能很好的压紧连接，使四方支架3与U型支架1之间的连接更加结实，提高转向管柱的等效刚度， 从而提高转向管柱的频率特性。
权利要求
1.一种新型的转向管柱，包括夹紧垫片、U型支架、四方支架、凸轮垫片、螺栓，其特征在于u型支架(1)内侧左右两边的弧形槽(6)嵌套夹紧垫片(2)外侧的弧形凸台(10)，夹紧垫片(2)内侧的梯形槽(8)嵌套四方支架(3)左右两侧面，U型支架(1)外侧一边的弧形槽(6)嵌套凸轮垫片(4)内侧的凹槽(14)，螺栓(5)依次通过凸轮垫片(4)、U型支架(1)、 夹紧垫片(2)、四方支架(3)从U型支架(1)的一侧贯穿至U型支架(1)的另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种新型的转向管柱，其特征在于所述的U型支架(1)的左右两侧面的内壁分别纵向设有向外凸起的弧形槽(6)，弧形槽(6)中间设有两端呈半圆形的长方孔(7)。
3.根据权利要求1所述的一种新型的转向管柱，其特征在于所述的夹紧垫片(2)的内侧设有梯形槽(8)，梯形槽(8)内侧中央横向设有两端呈半圆形的长方凸台(9)，夹紧垫片 (2)的外侧中央竖向设有弧形凸台(10)，长方凸台(9)中央设有孔(11)并贯穿至弧形凸台 (10)，夹紧垫片(2)上下两端面设有折角(12)。
4.根据权利要求1所述的一种新型的转向管柱，其特征在于所述的四方支架(3)是在横卧的八边形筒的上端面沿轴向中央剖开并向外弯曲，八边形筒的左右两侧面上分别设有滑槽(13)，所述的滑槽(13)为两端呈半圆形的长方槽。
5.根据权利要求1所述的一种新型的转向管柱，其特征在于所述的凸轮垫片(4)内侧中央垂直向设有凹槽(14)，凹槽(14)的中央设有通孔(15)，凸轮垫片(4)的外侧面左右两边的中央位置分别设有方形槽(16)。
6.一种防止转向管柱溃缩时发生倾翻的方法，其特征在于按权利要求1至5中所述的部件进行描述，U型支架(1)与四方支架(3)之间只能沿着U型支架(1)的长方孔(7)运动， 沿着四方支架(3 )的滑槽(13 )做直线运动，四方支架(3 )左右两侧面与其两侧的夹紧垫片 (2)内侧的梯形槽(8)配合，夹紧垫片(2)外侧的弧形凸台(10)嵌入U型支架(1)的弧形槽 (6)内，凸轮垫片(4)内侧的凹槽(14)与U型支架(1)外侧的弧形槽(6)配合，防止转向管柱溃缩时U型支架(1)与四方支架(3 )之间发生倾翻。
7.一种提高转向管柱刚度和频率性能的方法，其特征在于按权利要求1至5中所述的部件进行描述，U型支架(1)与四方支架(3)之间只能沿着U型支架(1)的长方孔(7)运动， 沿着四方支架(3)的滑槽(13)做直线运动，四方支架(3)左右两侧面与其两侧的夹紧垫片 (2)内侧的梯形槽(8)配合，夹紧垫片(2)外侧的弧形凸台(10)嵌入U型支架(1)的弧形槽 (6)内，凸轮垫片(4)内侧的凹槽(14)与U型支架(1)外侧的弧形槽(6)配合，层层夹紧配合，增大锁紧面积，更好的进行锁紧，使四方支架(3)与U型支架(1)之间的连接更加结实， 提高转向管柱的刚度，提高转向管柱的频率性能。
全文摘要
本发明涉及机械技术领域，具体地说是设计一种新型的转向管柱。一种新型的转向管柱，包括夹紧垫片、U型支架、四方支架、凸轮垫片、螺栓，其特征在于U型支架内侧左右两边的弧形槽嵌套夹紧垫片外侧的弧形凸台，夹紧垫片内侧的梯形槽嵌套四方支架左右两侧面，U型支架外侧一边的弧形槽嵌套凸轮垫片内侧的凹槽，螺栓依次通过凸轮垫片、U型支架、夹紧垫片、四方支架从U型支架的一侧贯穿至U型支架的另一侧。同现有技术相比，采用了新型锁紧机构的U型支架、夹紧垫片、四方支架及凸轮垫片，使得零件与零件之间的配合接触面积增大，加大了锁紧效果，防止U型支架与四方支架之间发生倾翻。
文档编号B62D1/19GK102424067SQ201110346470
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者左建令, 胡桃华, 陈海明 申请人:上海采埃孚转向系统有限公司