传动间隙可控的变速比循环球动力转向器的制作方法

本实用新型涉及循环球动力转向器领域，尤其是一种传动间隙可控的变速比循环球动力转向器。

背景技术：

循环球动力转向器多于用载货汽车和客车的转向系统，为驾驶员驾驶汽车时提供助力，减轻工作强度。随着汽车制造技术的不断发展，客户对转向系统的快速响应、操纵手感有着越来越严格的要求。为了使汽车转向有良好的操纵手感和快速响应，转向系统要求机械连接间隙越小越好。而在转向器上，如果将间隙设置得过小，由其结构所限，必然产生转向发卡故障，严重时造成交通事故。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本实用新型提供了一种传动间隙可控的变速比循环球动力转向器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是传动间隙可控的变速比循环球动力转向器，包括壳体，阀体，转阀，活塞，摇臂轴，上盖，所述阀体与上盖分别套设在转阀外圆周，所述转阀通过平面轴承安装在所述上盖与所述阀体之间，所述摇臂轴安装在所述壳体上，所述摇臂轴上的扇齿与所述活塞上的齿条相配合，所述活塞位于所述壳体内部，并与所述壳体活动连接，所述阀体与所述壳体密封固定连接，所述平面轴承与所述阀体之间设置有第一间隙，所述平面轴承与所述上盖之间设置有第二间隙，所述第一间隙处设置有第一垫圈，所述第二间隙处设置有第二垫圈；所述摇臂轴与所述壳体之间安装有支撑轴承，所述支撑轴承的内孔与其外圆采用偏心设计。装配时所述第一垫圈安装在所述第一间隙处。

于本实用新型一实施例中，所述第二间隙的宽度大于所述第二垫圈的厚度。此设计便于根据需要选用不同厚度的第二垫圈。

于本实用新型一实施例中，所述偏心的偏心距为0.5-1mm。

于本实用新型一实施例中，摇臂轴的扇齿和活塞的齿条采用变比设计。

于本实用新型一实施例中，摇臂轴扇齿和活塞齿条之间的啮合间隙随着扇齿转动角度的增大而增大。

转向器的机械传动间隙主要由摇臂轴扇齿与活塞齿条的啮合间隙和转阀处与支撑轴承的间隙组成，要控制转向器整机的机械传动间隙，只需控制这两处的间隙即可。具体地说，本实用新型提出的转向器间隙控制方案主要分为三部分：1.摇臂轴扇齿和活塞齿条之间的配合采用变比设计；2. 通过修整齿条的轮廓来对摇臂轴扇齿与活塞齿条的间隙进行调整；3.在转阀平面轴承处通过垫圈控制此处的间隙。

偏心设计保证在装配摇臂轴后，转动摇臂轴支撑轴承，由于内孔与外径不同心，会导致活塞齿条的节线与摇臂轴的节圆距离发生变化，使间隙可以根据需要调整其大小。在转阀处，支撑转阀的平面轴承和平面垫片，采用选配法，当此处间隙过大时，使用较厚的平面垫片，当此处间隙过小时，采用较薄的平面垫片，使其间隙在可控范围内。在设计活塞齿条齿形时，将间隙值设计为随着摇臂轴转角的增大而增大，这样就可做到将摇臂轴转角在中间位置的间隙调到较小值时，边缘仍有一定的间隙，避免了摇臂轴转动到边上后，产生发卡。

本实用新型具有以下有益效果：

通过第一垫圈、第二垫圈调整转阀与平面轴承之间的间隙，再通过偏心设计的支撑轴承调控转阀处与支撑轴承的间隙，另外通过对活塞齿条的轮廓线进行修整，控制摇臂轴扇齿与活塞齿条的啮合间隙；三者综合一起使得转向器在转向过程中既能满足快速响应的要求，又避免了转向器由于间隙过小而产生发卡致使转向失效。

本实用新型在汽车直线位置行驶时，所允许的间隙较小，此时转向系统能够快速响应；而在转向器的转向角较大时，通过垫圈、偏心设计及修整齿廓的手段就能够做到适当的放大其机械传动间隙，以保证转向器不会出现卡滞现象。这样，即不影响转向手感，又解决了转向发卡的问题。相对于现有技术，本实用新型所涉及的技术方案有明显的优势，具有极大的市场应用价值。

附图说明

图1是转向器间隙随着输出摆角增大而增大的示意图；

图2是摇臂轴扇齿与活塞齿条速比曲线图；

图3是本实用新型转向器一种侧视图；

图4是本实用新型转向器剖视图；

图5是本实用新型支撑轴承的结构示意图；

图6是本实用新型支撑轴承的侧视图；

图7是本实用新型摇臂轴扇齿与活塞齿条之间的间隙调整示意图；

图8是本实用新型平面轴承处的部分结构示意意图；

图9是本实用新型活塞齿条齿廓的结构示意图；

1.壳体；2.阀体；3.转阀；4.活塞；5.摇臂轴；6.支撑轴承；7.平面轴承；8.上盖；9.垫圈；10.实用轮廓；11.理论轮廓；500.扇齿；400.齿条；62外圆；61内孔；21.第一间隙；22.第二间隙；201.第一垫圈；202.第二垫圈；401.节线；501.节圆。

具体实施方式

下面结合实施例及附图（1至9）对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型所涉及的传动间隙可控的变速比循环球动力转向器，包括壳体1，阀体2，转阀3，活塞4，摇臂轴5，上盖8，所述阀体2与上盖8分别套设在转阀3外圆周，所述转阀3通过平面轴承7安装在所述上盖8与所述阀体2之间，所述摇臂轴5安装在所述壳体1上，所述摇臂轴5上的扇齿500与所述活塞4上的齿条400相配合，摇臂轴的扇齿500和活塞的齿条400采用变比设计。所述活塞4位于所述壳体1内部，并与所述壳体1活动连接，所述阀体2与所述壳体1密封固定连接，所述平面轴承7与所述阀体2之间设置有第一间隙21，所述平面轴承7与所述上盖8之间设置有第二间隙22，所述第一间隙21处设置有第一垫圈201，装配时所述第一垫圈201安装在所述第一间隙处22，所述第二间隙22处设置有第二垫圈202。

所述摇臂轴5与所述壳体1之间安装有支撑轴承6，所述支撑轴承6的内孔61与其装配外圆62采用偏心设计，所述偏心的偏心距为0.5-1mm。偏心设计保证在装配摇臂轴5后，转动摇臂轴5上的支撑轴承6，由于其内孔与外径不同心，会导致活塞齿条400的节线401与摇臂轴5的节圆501距离发生变化，使间隙可以根据需要调整其大小。

在设计活塞齿条齿形时，将齿形的实用轮廓10与理论轮廓11留出适当间隙，间隙值变化规律同整机间隙值变化规律相同，随着距齿条中心线的距离逐渐增大。转向器总成间隙值ε与活塞齿条δ的关系值为ε=K*δ，K的取值根据设计需要而定，一般为0.5-1.2。

由于机械加工总是存在不可消除的误差，为了最大限度的消除摇臂轴扇齿与活塞齿条的啮合间隙，将摇臂轴的支撑轴承内圆与外圆设计为偏心。本实施例为了方便说明间隙调整原理，将附图6中所示的X方向定义为图示9点钟方向，O1为外圆中心，O2三角形标记处为内孔中心。当摇臂轴5和支撑轴承6装配到转向器上时，可以转动摇臂轴5，支撑轴承绕O1点旋转，如附图7所示，X方向与图示9点针方向呈θ角。很容易得到O1点距齿条节401的距离L会随着转过角度θ的增大而减小，当齿条节线401与扇齿节圆502相重合时，将摇臂轴支撑轴承的外圆固定。这样，摇臂轴5绕O2点旋转运动时，其扇齿500与齿条400的啮合间隙就会随着摇臂轴5转动角度的增大而增大。

为了使转阀3的平面轴承7处的间隙可控，在设计转阀3处平面轴承尺寸链时，留有一定的第二间隙D，垫圈的厚度小于所述第二间隙22宽度。将垫圈分组成为不同厚度，如果间隙值D过大，则采用厚度大的垫片，如果D值过小，则采用厚度小的垫片。

由于采用了以上措施，使转向器总成的间隙按附图1所示，随着摇臂轴摆角的增大而增大。这样，转向器在摇臂轴摆角中间位置，即车辆直径时，其响应快速，同时随着摆角的增大，即汽车转向角度增大时，就会衍生出有适当的间隙，保证转向器不会产生发卡。这与现有技术比具有极大的好处，具有积极的应用价值。

上述具体实施例只是用来解释说明本实用新型，而非是对本实用新型进行限制，在本实用新型的宗旨和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本实用新型专利的保护范围。