变比齿条及动力转向器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及机动车的动力转向部件，公开了一种变比齿条，至少包括轮齿I以及与轮齿I相邻的轮齿II；所述轮齿I以及轮齿II和与其相啮合的齿轮分别具有不同的传动速比Imin、Imax；所述轮齿I的靠近所述轮齿II的齿面具有令与所述变比齿条与所述齿轮可以在传动速比I的变化区间{Imin,Imax}之间平滑过渡的齿面形状；所述齿面的径向截面为所述齿轮以运动轨迹X相对于所述变比齿条移动的包络线。本发明的优点在于，齿轮在不同的传动速比之间过渡平滑，传动平稳，可以较好地消除在变比的过程中的卡滞现象。
【专利说明】变比齿条及动力转向器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机动车的动力转向部件，特别涉及一种变比齿条以及使用该变比齿条 的动力转向器。
【背景技术】
[0002] 载重汽车转向系统中通常装有循环球动力转向器或者其他类似的动力转向装置， 在驾驶时提供转向助力，转向器的输出轴与齿条活塞是齿轮与齿条传动，输出轴又称摇臂 轴，其齿数通常只有三个，该齿又称为摇臂轴扇齿。目前普遍采用的设计是标准的齿轮齿条 传动，该设计虽然能传动扭矩和机械运动，但是实际使用时，要求随着摇臂轴转角的增大， 速比也要逐渐增大，以满足汽车在驾驶员驾驶汽车转向时有很好的操控性能。采用标准齿 轮齿条传动的设计的扇齿和齿条，其速比恒定，显然无法满足这个要求，而现有的变比技 术，其速比变化方式在变比变化处存在拐点不平滑的点，造成传动不平滑，容易发生转向卡 滞。因此现有技术还不成熟。图3展示了现有技术中，可变齿条与齿轮相啮合的过程中，传 动速比与齿轮的转动角度的变化示意图，由该图可见，在拐点处，其过渡极为不平稳，表现 在实际使用过程中，操作者会在转向时明显感觉到震动，出现卡滞现象。
[0003] 由此，有必要针对现有技术的缺点，有针对性地提出一种具有新型结构的变比齿 条。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术中动力转向器在改变传动速比的过程中存在传动不平稳，容 易产生转向卡滞的缺点，提供了一种变比齿条及动力转向器，可以在改变传动速比的过程 中，实现平稳过渡。
[0005] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
[0006] 一种变比齿条，至少包括轮齿I以及与轮齿I相邻的轮齿II;
[0007] 所述轮齿I以及轮齿II和与其相啮合的齿轮分别具有不同的传动速比Imin、Imax;
[0008] 所述轮齿I的靠近所述轮齿II的齿面具有令与所述变比齿条与所述齿轮可以在 传动速比I的变化区间{Imin，1_}之间平滑过渡的齿面形状；
[0009] 所述齿面的径向截面为所述齿轮以运动轨迹X相对于所述变比齿条移动的包络 线，所述运动轨迹X为所述变比齿条相对于所述齿轮的位移量；
[0010] 所述运动轨迹X至少包括拐点I、拐点II以及拐点III，所述拐点I以及拐点II 依次与所述变化区间{Imin，1_}的端值Imin以及相对应，所述拐点III为拐点I以及拐 点II之间的任一点；
[0011] 在所述变化区间{Imin，i_}内，传动速比I=f(e)，其中，e为所述齿轮沿着运 动轨迹X移动转过的角度；
[0012] 在所述变化区间{Imin，1_}内，接近端值Imin以及处，所述f( 0 )分别为二次 曲线。
[0013] 于本发明的实施例中，所述拐点III为所述变化区间{Imin，I_J中，传动速比I变 化的中点；在拐点II附近，所述f( 0)为二次曲线。
[0014] 于本发明的实施例中，所述f( 0)以拐点III为对称中心，对称地趋近于所述拐点 III。
[0015] 于本发明的实施例中，所述传动速比
【权利要求】
1. 一种变比齿条，其特征在于，至少包括轮齿1(100)以及与轮齿1(100)相邻的轮齿11(200)； 所述轮齿1(100)以及轮齿11(200)和与其相啮合的齿轮（300)分别具有不同的传动 速比Imin、Imax ; 所述轮齿I(100)的靠近所述轮齿II(200)的齿面（101)具有令与所述变比齿条与所 述齿轮（300)可以在传动速比I的变化区间{Imin，1_}之间平滑过渡的齿面形状； 所述齿面（101)的径向截面为所述齿轮（300)以运动轨迹X相对于所述变比齿条移动 的包络线，所述运动轨迹X为所述变比齿条相对于所述齿轮（300)的位移量； 所述运动轨迹X至少包括拐点I、拐点II以及拐点III，所述拐点I以及拐点II依次 与所述变化区间{Imin，1_}的端值Imin以及相对应，所述拐点III为拐点I以及拐点II 之间的任一点； 在所述变化区间{Imin，Imax}内，传动速比Ilf(0)，其中，0为所述齿轮（300)沿着运 动轨迹X移动转过的角度； 在所述变化区间内，接近端值Imin以及1_处，所述f(0)分别为二次曲线。
2. 根据权利要求1所述的变比齿条，其特征在于，所述拐点III为所述变化区间Umin，1隱}中，传动速t匕I变化的中点；在拐点II附近，所述f(e)为二次曲线。
3. 根据权利要求2所述的变比齿条，其特征在于，所述f(0)以拐点III为对称中心， 对称地趋近于所述拐点III。
4. 根据权利要求1所述的变比齿条，其特征在于，所述传动速比 所述传 动速比Imax的取值范围为1.llmin至1. 3Imin，其中，所述M为所述齿轮（300)的模数，所述Z为所述齿轮（300)的整园齿数。
5. 根据权利要求1所述的变比齿条，其特征在于，所述运动轨迹X由以下公式得到：
其中，e2以及03依次为所述齿轮（300)经过不同拐点时转过的角度，（apbi)以 及（a2,b2)依次为f( 0 )趋近于拐点I以及拐点II的参数。
6. 根据权利要求1所述的变比齿条，其特征在于，所述齿轮（300)为渐开线标准齿轮。
7. 根据权利要求1所述的变比齿条，其特征在于，所述齿轮（300)为扇齿。
8. 根据上述权利要求1-7任一所述的变比齿条所制得的动力转向器。
9. 根据权利要求8所述的动力转向器，其特征在于，所述动力转向器为循环球动力转 向器。
【文档编号】B62D3/12GK104401387SQ201410596957
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】任培, 付松, 邹理炎, 张宝义, 虞忠潮 申请人:杭州世宝汽车方向机有限公司