一种汽车转向系统转向管柱中间轴结构的制作方法

本实用新型属于汽车转向系统技术领域，具体涉及一种汽车转向系统转向管柱中间轴结构。

背景技术：

传统的尼龙涂覆花键结构和三段注塑花键结构相似，润滑脂或者注塑的橡胶材料在中间轴滑动时使公轴和母轴之间产生软接触，并且对花键的加工工艺要求很高，注塑材料经过长期磨损老化后易产生异响，可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种汽车转向系统转向管柱中间轴结构，目的是将滑动摩擦改为滚动摩擦，降低异响失效风险。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种汽车转向系统转向管柱中间轴结构，包括公轴和母轴，所述公轴与母轴的连接端设有可配合形成轨道腔的导轨组，所述结构还包括可沿轨道腔滚动的滚珠与滚针，且滚珠及滚针相间隔设置于导轨组中的导轨内。

所述导轨组包括多个第一导轨和多个第二导轨，多个第一导轨均布设于公轴的套接端周向外侧壁，多个第二导轨均布设于母轴的套接端周向内侧壁，第一导轨与第二导轨可相对应形成轨道腔，所述滚珠与滚针相间隔设于第一导轨内。

所述第一导轨与第二导轨均为四个，两个相间隔180°的第一导轨内各设有两个滚针，另外两个第一导轨内分别设置多个滚珠。

所述滚珠的半径大于滚针的半径。

所述第一导轨的轨道内径为2.4mm，长为103mm，所得第二导轨的轨道内径为2.4mm，长为144mm，所述滚针的半径为2.36mm，长为19.72mm，所述滚珠的半径为2.38mm。

所述第一导轨与第二导轨均为半圆形导轨。

所述公轴与母轴的套接端设有防尘密封结构。

所述防尘密封结构为防尘盖。

所述公轴的套接端部设有限位销。

本实用新型的有益效果：本实用新型将传统的花键滑动摩擦力改为滚珠和滚针的滚动摩擦力，在不同工况下提供不同扭矩，传递效率高，降低因注塑件长期磨损老化造成的异响失效等风险。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型汽车转向系统中间轴连接结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸图；

图3是母轴正视图；

图4是母轴剖视图。

图中标记为：

1、公轴，2、母轴，3、滚珠，4、滚针，5、第一导轨，6、防尘盖，7、限位销。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，一种汽车转向系统转向管柱中间轴结构，包括公轴1和母轴2，公轴1与母轴2的连接端设有可配合形成轨道腔的导轨组，该中间轴结构还包括可沿轨道腔滚动的滚珠3与滚针4，且滚珠3及滚针4相间隔设置于导轨组中的导轨内。将传统的花键滑动摩擦力改为滚珠和滚针的滚动摩擦力，降低因注塑件长期磨损老化造成的异响失效等风险。

其中，导轨组包括多个第一导轨5和多个第二导轨，多个第一导轨5均布设于公轴1的套接端周向外侧壁，多个第二导轨均布设于母轴的套接端周向内侧壁，第一导轨与第二导轨可相对应形成轨道腔，滚珠3与滚针4相间隔设于第一导轨5内。考虑的成本及制作工艺的合理性，优选的，第一导轨与第二导轨均为四个，两个相间隔180°的第一导轨5内各设有两个滚针4，另外两个第一导轨内分别设置多个滚珠3。第一导轨与第二导轨均优选采用半圆形导轨。滚珠3的半径大于滚针4的半径。

作为进一步的改进，公轴1与母轴2的套接端设有防尘密封结构。防尘密封结构优选为防尘盖，防止灰尘进入滚针和滚珠工作的轨道腔内。此外，公轴1的套接端部设有限位销7，防止公轴拉伸时被拉脱。

具体实施时，公轴1轴向上有间隔90°的四条半圆形第一导轨；母轴2上同样在轴向间隔90°的位置有四条半圆形第二导轨，两者的导轨相互对应，行程圆形轨道腔，供滚针4和滚珠3滚动。

具体优选的设计尺寸：公轴1上的轨道内径为r2.4mm，长103mm，母轴上轨道内径为r2.4mm，长144mm，滚针3为半径r2.36mm，总长19.72mm的双头圆销，滚珠4半径为r2.38mm。在公轴1间隔180°的两条第一导轨的轨道上各分布两个滚针，另两条对称的第一导轨的轨道上各分布7个滚珠。同时在公轴1末端布有一个两端半径均为r1.25，总长为20.5的双头圆销作为限位销，在公轴1另一端有一个防尘盖与母轴2配合，起密封作用。

基于该结构形式的中间轴，其工作原理如下所述：

在单件状态，即未装在整车上，中间轴一端固定，另一端施加一轴向载荷，使其以500mm/min的速度运动至全部滑出，此时施加的力＜80n；当中间轴两端施加3nm的扭矩，中间轴一端固定，另一端施加一水平轴向载荷，使其以500mm/min的速度运动至全部滑出，此时施加的力＜110n。

样件在整车状态下，中间轴受到的扭矩为方向盘施加的扭矩和eps提供扭矩之和，当在低速行驶转向时，中间轴扭矩较小，因滚珠直径比滚针直径大，此时每个滚珠与母轴内壁点接触，使得两条轨道上的两排滚珠最终与母轴内壁线接触，提供较小的扭矩。当在高速行驶转向时，中间轴承受扭矩较大，此时每个滚针开始与母轴内壁接触，最终使得滚珠和滚针与母轴面接触，提供较大扭矩。

为了吸收转向管柱总成在整车装配过程中因安装孔公差产生的误差，采用长度可伸缩式。通过限位销防止公轴拉伸时被拉脱；通过防尘盖防止灰尘进入滚针和滚珠工作内腔中。

此结构能有效避免传统花键注塑结构因注塑材料经长期磨损老化后产生异响问题，同时满足适应不同扭矩大小需求，是目前整车满载前轴荷接近1000kgsuv车型的首选。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。