专利名称：一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构及连接方法
一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构及连接方法技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种汽车转向系统，特别是汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构及连接方法。
背景技术：
扭杆作为液压转向系统及电动转向系统的核心零件之一，其装配的质量直接影响转向器的性能及汽车的安全，属重点控制的工序。
然而，目前转向器扭杆的装配通常是采用花键过盈压装固定，即将带花键的扭杆压入外轴的光孔内，花键压入后回转方向连接可靠，在便用中因振动冲击有松动的可能，一但松动轴向就有脱出的可能，扭杆脱出汽车转向系统将失灵，汽车将不能可靠转向，极其危险。
中国专利其公开号CN200948815Y提供了一种“汽车动力转向器”，它包括动力缸体、控制阀体、扭杆、输入轴、端盖、转向螺杆、转向螺母、转向摇臂轴、转向摇臂、侧盖、侧盖软油封等。转向螺母与转向螺杆装配，转向螺母装入动力缸体中，转向螺杆一端与控制阀体装配，其特点是转向螺杆内孔六个油槽为制造成本低，加工效率高的数控分度异型油槽；输入轴连接扭杆，扭杆端头与转向螺杆装配，其间的密封采用间隙密封。侧盖与转向摇臂轴装配，其间的密封采用侧盖软油封与0型密封圈加挡圈的组合密封，侧盖固定在动力缸体内孔一侧，其间的外圆密封采用更安全的双0型密封圈密封。上述专利中扭杆通过插销与转向螺杆相联，这种连接方法中插销易脱落，其连接稳定性不高。
现有的其它转向器扭杆也都存在着类似的问题。发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构。
本发明的第一个目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单、稳定性高的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构。
本发明的另外一个目的是提供一种实施方便、连接简单的汽车转向系统中扭杆与外轴连接结构的连接方法。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现
一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，扭杆的一端为连接端，外轴上具有连接孔，其特征在于，所述扭杆连接端具有花键，所述外轴的连接孔处具有与花键相匹配的花键槽，所述扭杆的硬度大于外轴的硬度，所述花键与花键槽配合使扭杆与外轴周向固定。
在上述汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中，所述扭杆中部靠近于花键处具有柱状的铆合柱，所述连接孔端口处具有尺寸较大的且与铆合柱相匹配的铆合部，上述铆合柱与铆合部配合使扭杆与外轴轴向固定。
花键与花键槽配合使扭杆与外轴之间周向固定，铆合柱与铆合部配合是扭杆与外轴轴向固定。这样使得扭杆与外轴之间能稳定可靠的传递扭矩。
在上述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中，所述花键端部具有呈锥度的导入部。
压装过程中，通过导入部使得花键能顺利的插入外轴的连接孔。
在上述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中，所述的导入部为花键端部的倒角。
本发明还提供了上述连接结构的连接方法，该方法包括以下步骤
A、压接对扭杆或外轴施加压力，将硬度较高的扭杆与硬度较低的外轴连接，连接孔孔径小于连接端花键大径，扭杆上的花键压入连接孔过程中，花键在连接孔处挤压出与花键相配合的花键槽；
B、铆接扭杆中部靠近于花键处的铆合柱直径比连接孔孔径大，继续对扭杆或外轴施加压力使扭杆继续往外轴连接孔内压入，铆合柱将连接孔端口处压出的花键槽部分挤入连接孔中，将连接孔端口处花键槽填平，并使扭杆铆合柱与外轴的连接孔处铆接。
本连接方法中采用自压、自铆的方式。扭杆连接端花键压入外轴的连接孔过程中， 因扭杆硬度比外轴高，扭杆的花键相当于一挤压模，连接端被挤压入连接孔内，扭杆的花键在外轴连接孔的孔表面压出花键槽，从而使扭杆与外轴形成牢固的过盈配合并周向固定， 可靠传递扭矩。
同时，外轴的连接孔表面被压出花键槽，当扭杆继续往外轴连接孔内压入时，由于铆合柱直径比连接孔孔径大，因此，扭杆花键后面的光圆部分的铆合柱又把连接孔内压出的花键槽处的部分挤入连接孔中，花键槽被填平，使得连接孔端口处形成与铆合柱相匹配的铆合部。通过花键和铆合柱使得扭杆与外轴周向和轴向均得到固定。
在上述汽车转向系统中扭杆与外轴的连接方法中，所述扭杆连接端端部具有呈锥度的导入部，在步骤A中导入部首先压入外轴连接孔处。
导入部使得扭杆连接端能顺畅压入外轴连接孔处，同时也便于下个步骤中对外轴连接孔处的挤压成型。
在上述汽车转向系统中扭杆与外轴的连接方法中，所述步骤B后铆合柱外端与外轴连接孔端口处平齐。
这样的结构使得连接后的扭杆与外轴结构紧凑。
在上述汽车转向系统中扭杆与外轴的连接方法中，所述步骤B中铆合柱外径与花键大径尺寸相同或略大。
这样的结构使得铆合柱与外轴能牢固的周向固定。
与现有技术相比，本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，由于只是将扭杆压入外轴即可完成安装，因此，结构简单，工艺要求低，对孔及扭杆的加工精度比其他结构要求低。
同时，通过花键和铆合使得扭杆与外轴周向以及轴向均得到固定，装配牢固可靠， 稳定性高。
图I是本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的剖视结构示意图。
图2是沿图I中的A-A剖视结构示意图。
图3是本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中花键压入连接孔处的连接结构示意图。
图4是沿图3中的B-B剖视结构示意图。
图5是本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中外轴的剖视结构示意图。
图6是沿图5中的C-C剖视结构示意图。
图7是本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中扭杆的结构示意图。
图8是本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构中扭杆的局部结构示意图。
图中，I、扭杆；la、花键；lb、铆合柱；lc、导入部；2、外轴；2a、连接孔；2b、铆合部。
具体实施方式
如图I和图2所示，本汽车转向系统中扭杆I的一端为连接端，外轴2上具有连接孔2a。本连接结构中扭杆I连接端外侧具有花键la。外轴2的连接孔2a处具有与花键Ia 相匹配的花键槽，扭杆I的硬度大于外轴2的硬度，花键Ia与花键槽配合使扭杆I与外轴 2过盈配合。
本实施例中，花键Ia端部具有呈锥度的导入部lc，导入部Ic为花键Ia端部的倒角。
扭杆I中部靠近于花键Ia处具有柱状的铆合柱lb，连接孔2a端口处具有尺寸较大的且与铆合柱Ib相匹配的铆合部2b，铆合柱Ib压于铆合部2b处使扭杆I与外轴2轴向固定。
花键Ia与花键槽配合使扭杆I与外轴2之间周向固定,铆合柱Ib与铆合部2b配合是扭杆I与外轴2轴向固定。可以看出，扭杆I与外轴2即周向固定又轴向固定,从而使得扭杆I与外轴2牢牢的连接，两者能可靠的传递扭矩。
如图3-图8所示，本发明还提供了上述连接结构的连接方法，该方法包括以下步骤
A、压接对扭杆I或外轴2施加压力，将硬度较高的扭杆I与硬度较低的外轴2连接，连接孔2a孔径小于花键Ia大径，扭杆I连接端插入连接孔2a过程中，导入部首先压入外轴连接孔处，导入部使得扭杆连接端能顺畅压入外轴连接孔处。然后，连接端处的花键在连接孔处挤压出与花键相配合的花键槽。
B、铆接扭杆中部靠近于花键处的铆合柱直径比连接孔孔径大，继续对扭杆或外轴施加压力使扭杆继续往外轴连接孔内压入时，铆合柱将连接孔端口处压出的花键槽部分挤入连接孔中，连接孔端口处花键槽填平，并使扭杆铆合柱与外轴的连接孔处铆接。在该步骤中铆合柱外端与外轴连接孔端口处平齐，同时，步骤B中铆合柱外径与花键大径尺寸相同或略大。
本连接方法中采用自压、自铆的方式。扭杆连接端花键压入外轴的连接孔过程中， 因扭杆硬度比外轴高，扭杆的花键相当于一挤压模，连接端被挤压入连接孔内，扭杆的花键在外轴连接孔的孔表面压出花键槽，从而使扭杆与外轴形成牢固的过盈配合并周向固定， 可靠传递扭矩。
同时，外轴的连接孔表面被压出花键槽，当扭杆继续往外轴连接孔内压入时，由于铆合柱直径比连接孔孔径大，因此，扭杆花键后面的光圆部分的铆合柱又把连接孔内压出的花键槽处的部分挤入连接孔中，花键槽被填平，使得连接孔端口处形成与铆合柱相匹配的铆合部。通过花键和铆合柱使得扭杆与外轴周向和轴向均得到固定。
权利要求
1.一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，扭杆(I)的一端为连接端，外轴(2)上具有连接孔(2a)，其特征在于，所述扭杆(I)连接端具有花键(Ia)，所述外轴(2)的连接孔 (2a)处具有与花键(Ia)相匹配的花键槽，所述扭杆⑴的硬度大于外轴⑵的硬度，所述花键(Ia)与花键槽配合使扭杆(I)与外轴(2)周向固定。
2.根据权利要求I所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，其特征在于，所述扭杆(I)中部靠近于花键(Ia)处具有柱状的铆合柱(Ib)，所述连接孔(2a)端口处具有尺寸较大的且与铆合柱(Ib)相匹配的铆合部(2b)，上述铆合柱(Ib)与铆合部(2b)配合使扭杆⑴与外轴⑵轴向固定。
3.根据权利要求I或2所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，其特征在于，所述连花键(Ia)端部具有呈锥度的导入部(lc)。
4.根据权利要求3所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，其特征在于，所述的导入部(Ic)为花键(Ia)端部的倒角。
5.一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的连接方法，其特征在于，该方法包括一下步骤A、压接对扭杆⑴或外轴⑵施加压力，将硬度较高的扭杆⑴与硬度较低的外轴(2)连接，连接孔(2a)孔径小于连接端花键(Ia)大径，扭杆(I)上的花键(Ia)压入连接孔 (2a)过程中，花键(Ia)在连接孔(2a)处挤压出与花键(Ia)相配合的花键槽；B、铆接扭杆⑴中部靠近于花键(Ia)处的铆合柱(Ib)直径比连接孔(2a)孔径大， 继续对扭杆⑴或外轴⑵施加压力使扭杆⑴继续往外轴⑵连接孔(2a)内压入，铆合柱(Ib)将连接孔(2a)端口处压出的花键槽部分挤入连接孔(2a)中，将连接孔(2a)端口处花键槽填平，并使扭杆(I)铆合柱(Ib)与外轴(2)的连接孔(2a)处铆接。
6.根据权利要求5所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的连接方法，其特征在于，所述扭杆(I)连接端端部具有呈锥度的导入部(Ic)，在步骤A中导入部(Ic)首先压入外轴⑵连接孔(2a)处。
7.根据权利要求5所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的连接方法，其特征在于，所述步骤B后铆合柱(Ib)外端与外轴(2)连接孔(2a)端口处平齐。
8.根据权利要求5所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的连接方法，其特征在于，所述步骤B中铆合柱(Ib)外径与花键(Ia)大径尺寸相同。
9.根据权利要求5所述的汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构的连接方法，其特征在于，所述步骤B中铆合柱(Ib)外径与花键(Ia)大径尺寸略大。
全文摘要
本发明提供了一种汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构及连接方法，属于机械技术领域。它解决了现有的汽车动力转向器中扭杆与转向螺杆之间插销易脱落、连接稳定性不高的问题。本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构，扭杆的一端为连接端，外轴上具有连接孔，扭杆连接端具有花键，外轴的连接孔处具有与花键相匹配的花键槽，扭杆的硬度大于外轴的硬度，花键与花键槽配合使扭杆与外轴周向固定。本汽车转向系统中扭杆与外轴的连接结构及连接方法具有加工精度低、装配牢固、连接稳定性高等优点。
文档编号B62D5/24GK102530069SQ20121004525
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者李孙建 申请人:台州永安转向器有限公司