一种转向器及车辆转向系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种转向器及车辆转向系统。


背景技术：

2.在车辆领域，转向器是车辆必不可少的一部分，转向器的作用在于将方向盘输入的旋转运动变换为用于施加转向角的直线运动的机构。现在的转向器主要包括壳体、齿条轴、齿轮轴和齿条引导部，其中，齿条轴、齿轮轴和齿条引导部均设置于壳体内，方向盘传动连接于齿轮轴，齿条轴的轮齿和齿轮轴的轮齿啮合，齿条轴的两端分别传动连接于转向轮，且齿条轴上与轮齿相对的侧壁滑动设置于齿条引导部，当转动方向盘时，齿轮轴的轮齿转动啮合于齿条轴的轮齿，从而带动齿条轴沿轴向滑动位于齿条引导部，从而带动齿条轴两端的两个转向轮运动。
3.这种转向器，齿条轴上与轮齿相对的侧壁与齿条引导部为面接触，其齿条轴上与轮齿相对的侧壁与齿条引导部的接触面为弧形面，这种接触方式对齿条轴和齿条引导部的加工精度有很高的要求，不便于加工，使得生产成本高；另一种转向器，其齿条轴上与轮齿相对的侧壁与齿条引导部的接触面为平面。这两种转向器在长期工作后，均会导致齿条轴上与轮齿相对的侧壁和齿条引导部的接触面磨损严重，从而导致齿条轴和齿轮轴的配合精度降低，进而导致车辆的换向精度降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种转向器及车辆传向系统，以降低转向器的齿轮轴和齿条的磨损程度，从而提高转向器的转向精度。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种转向器，包括转向器壳体、齿轮轴和齿条，所述齿轮轴转动安装于所述转向器壳体内，所述齿轮轴的轮齿与所述齿条的齿形部啮合，所述齿条设有滑动部，所述滑动部位于所述齿条背向所述齿形部的一侧，所述转向器还包括齿条支撑组件，所述齿条支撑组件包括支撑座，所述支撑座包括滑槽，所述滑动部与所述滑槽滑动配合，且所述滑动部与所述滑槽线接触。
7.作为优选，所述滑槽的纵截面为梯形，所述滑槽包括两个相对且间隔设置的侧壁，所述滑动部设有两个相对且间隔设置的呈弧形的接触面，两个所述接触面和两个所述侧壁一一对应并滑动配合，所述接触面与所述侧壁为线接触。
8.作为优选，所述滑槽的两个所述侧壁的夹角为钝角，且所述滑槽的开口端朝向所述滑动部。
9.作为优选，所述滑动部的纵截面呈梯形，所述滑动部设有两个相对且间隔设置的接触面，所述滑槽包括两个相对且间隔的呈弧形的侧壁，两个所述接触面和两个所述侧壁一一对应并滑动配合，所述接触面与所述侧壁为线接触。
10.作为优选，所述齿条支撑组件还包括限位安装座和弹性件，所述限位安装座和所
述转向器壳体固定连接，所述弹性件的两端分别抵紧于所述限位安装座和所述支撑座背向所述滑槽的端面。
11.作为优选，所述限位安装座包括调整螺塞和锁紧螺母，所述调整螺塞和所述转向器壳体螺纹连接，所述锁紧螺母将所述调整螺塞和所述转向器壳体锁紧连接，旋拧所述锁紧螺母，能够使所述调整螺塞靠近或远离所述支撑座。
12.作为优选，所述支撑座设有第一通孔，所述第一通孔的一端与所述滑槽连通，另一端贯穿所述支撑座背向所述滑槽的端面，所述限位安装座设有第二通孔，所述转向器还包括位移传感器，所述位移传感器能依次穿过所述第二通孔、所述弹性件和所述第一通孔并部分伸入所述滑槽与所述滑动部的表面接触。
13.作为优选，所述第一通孔为阶梯孔，所述弹性件的一端伸入所述第一通孔并抵接在所述阶梯孔的台阶面。
14.作为优选，所述弹性件为压簧。
15.一种车辆转向系统，其包括方向盘和两个转向轮，还包括上述的转向器，所述方向盘传动连接于所述齿轮轴，两个所述转向轮分别传动连接于所述齿条的两端。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型的目的在于提供一种转向器及车辆转向系统，该转向器包括转向器壳体、齿轮轴和齿条，方向盘传动连接于齿轮轴，齿条的滑动部滑动设置于支撑座的滑槽，齿条的两端分别与两个转向轮传动连接，当转动方向盘，方向盘能带动齿轮轴转动，从而带动齿轮轴的轮齿与齿条的齿形部啮合，进而带动齿条滑动位于滑槽，使得齿条沿轴向运动，从而带动齿条两端的两个转向轮运动，以实现转向。其中，通过设置齿条的滑动部与支撑座的滑槽线接触，减小了齿条的滑动部与滑槽的接触面积，从而减小了齿条的滑动部的表面磨损，以及减小了滑槽的侧壁的表面磨损，提高了齿条的齿形部和齿轮轴的轮齿的配合精度，提高了转向轮的转向精度，同时也降低了齿条的齿形部和齿轮轴的轮齿的磨损程度，从而降低了齿轮轴、齿条和支撑座的维修和更换频率。
附图说明
18.图1是本实用新型的实施例一提供的转向器的结构示意图；
19.图2是本实用新型的实施例一提供的转向器的剖视图；
20.图3是本实用新型的实施例二提供的转向器的剖视图。
21.图中：
22.1、齿轮轴；
23.2、齿条；21、滑动部；211、接触面；
24.31、支撑座；311、滑槽；3111、侧壁；312、第一通孔；3121、第一孔段；3122、第二孔段；32、限位安装座；321、调整螺塞；3211、第二通孔；322、锁紧螺母；33、弹性件。
具体实施方式
25.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，
本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.实施例一
29.本实用新型提供一种转向器，如图1所示，该转向器包括转向器壳体(图中未示出)、齿轮轴1和齿条2，齿轮轴1转动安装于转向器壳体内，齿轮轴1的轮齿与齿条2的齿形部啮合，齿条2设有滑动部21，滑动部21位于齿条2背向齿形部的一侧，转向器还包括齿条支撑组件，齿条支撑组件包括支撑座31，支撑座31包括滑槽311，滑动部21与滑槽311滑动配合，且滑动部21与滑槽311线接触。该转向器，方向盘(图中未示出)传动连接于齿轮轴1，齿条2的两端分别与两个转向轮(图中未示出)传动连接，齿条2的滑动部21滑动设置于支撑座31的滑槽311，当转动方向盘，方向盘能带动齿轮轴1转动，从而带动齿轮轴1的轮齿与齿条2的齿形部啮合，进而带动齿条2滑动位于滑槽311，使得齿条2沿轴向运动，从而带动齿条2两端的两个转向轮运动，以实现转向。
30.具体如图2所示，通过设置齿条2的滑动部21的接触面211与支撑座31的滑槽311的侧壁3111为线接触，减小了齿条2的滑动部21与滑槽311的接触面积，从而减小了齿条2的滑动部21的表面磨损，以及减小了滑槽311的侧壁3111的表面磨损；同时，线接触相对于面接触而言接触面积小，从而设计滑动部21与支撑座31的接触方式为线接触有效降低了滑动部21与支撑座31准确配合的配合精度，使得滑动部21与支撑座31易实现良好配合，从而提高了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的配合精度，提高了转向轮的转向精度，与此同时降低了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的磨损程度，从而降低了齿轮轴1、齿条2和支撑座31的维修和更换频率。
31.其中，如图2所示，滑槽311的纵截面为梯形，滑槽311包括两个相对且间隔设置的侧壁3111，滑动部21设有两个相对且间隔设置的呈弧形的接触面211，两个接触面211和两个侧壁3111一一对应且滑动配合，接触面211与侧壁3111为线接触。通过将滑动部21的两个接触面211设置呈弧形，将滑槽311的两个侧壁3111设置为平面，平面与弧形面接触形成线接触，从而减小了齿条2的滑动部21与滑槽311的接触面积，减小了齿条2的滑动部21的表面磨损，以及减小了滑槽311的侧壁3111的表面磨损，同时也提高了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的配合精度，提高了转向轮的转向精度，也降低了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的磨损程度，从而降低了齿轮轴1、齿条2和支撑座31的维修和更换频率。其中，两个呈弧形
的接触面211均凸设于滑动部21。
32.可以理解的是，滑动部21上的其他部分与滑槽311均不接触。
33.其中，滑槽311的两个侧壁3111的夹角为钝角，且滑槽311的开口端朝向滑动部21。如此设置，加工步骤简单，且便于将齿条2装配于支撑座31的滑槽311，也便于对转向器后期维护，同时也保证接触面211和侧壁3111的接触为线接触。可以理解的是，滑槽311的两个侧壁3111的夹角的值可依据实际工况适应性的调整，但两个侧壁3111的夹角为钝角时，均能实现接触面211和侧壁3111的接触为线接触。相对于现有技术中齿条轴上与轮齿相对的侧壁与齿条引导部的接触面均为弧形面，或齿条轴上与轮齿相对的侧壁与齿条引导部的接触面均为平面这两种连接结构而言，该转向器中滑槽311和滑动部21的连接结构的接触方式稳定，且加工难度低，能够有效节省加工成本。
34.其中，如图2所示，齿条支撑组件还包括限位安装座32和弹性件33，限位安装座32和转向器壳体固定连接，弹性件33的两端分别抵紧于限位安装座32和支撑座31背向滑槽311的端面。可以理解的是，弹性件33始终处于压缩状态，如此设置，弹性件33的弹性恢复力驱动支撑座31靠近齿条2，以进一步提高了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的配合精度，与此同时，也能保证齿条2上的滑动部21和滑槽311的线接触接触良好，进一步提高了转向器的转向精度。
35.可选地，弹性件33选用压簧。压簧的成本低，且工作性能稳定。在其他实施例中，弹性件33也可选用由橡胶材料制成的零件。
36.其中，如图2所示，限位安装座32包括调整螺塞321和锁紧螺母322，调整螺塞321和转向器壳体螺纹连接，锁紧螺母322将调整螺塞321和转向器壳体锁紧连接，旋拧锁紧螺母322，能够使调整螺塞321靠近或远离支撑座31。弹性件33的两端分别抵紧于限位安装座32和支撑座31背向滑槽311的端面，如此设置，通过旋拧锁紧螺母322，能够使调整螺塞321靠近或远离调节支撑座31，从而调节弹性件33的弹性恢复力的大小，从而实现调节支撑座31与齿条2的配合精度，同时，也进一步保证了齿条2的滑动部21和滑槽311的线接触接触良好，进一步提高了转向器的转向精度。
37.其中，如图2所示，支撑座31设有第一通孔312，第一通孔312的一端与滑槽311连通，另一端贯穿支撑座31背向滑槽311的端面，限位安装座32设有第二通孔3211，转向器还包括位移传感器，位移传感器能依次穿过第二通孔3211、弹性件33和第一通孔312并部分伸入滑槽311。如此设置，将位移传感器依次穿过第二通孔3211、弹性件33、第一通孔312并部分伸入滑槽311与滑动部21的表面接触，当该转向器工作时，位移传感器测量齿条2沿第一通孔312的轴向的跳动量，从而便于测试转向器的工作性能。
38.具体地，测量齿条2沿第一通孔312的轴向的跳动量属于转向器出厂前的测试过程所需的，当完成对转向器的性能测试之后，位移传感器被撤离转向器。可以理解的是，当转向器出厂后，转向器上不存在此位移传感器。
39.进一步具体地，第一通孔312的中心轴线与滑槽311中心轴线重合。
40.其中，如图2所示，第一通孔312为阶梯孔，弹性件33的一端伸入第一通孔312并抵接在阶梯孔的台阶面。通过设置第一通孔312为阶梯孔，第一通孔312既能限定弹性33的装配位置，防止弹性件33的位置发生偏移，同时也能保证位移传感器能依次穿过第二通孔3211、弹性件33和第一通孔312并部分伸入滑槽311。具体地，第一通孔312包括第一孔段
3121和第二孔段3122，第一孔段3121的直径大于第二孔段3122的直径，第一孔段3121和第二孔段3122的连接处形成台阶面，弹性件33的一端伸入第一孔段3121并抵接于台阶面，位移传感器能依次穿过第二通孔3211、弹性件33、第一孔段3121、第二孔段3122并部分伸入滑槽311。
41.本实施例还提供了一种车辆转向系统，其包括方向盘和两个转向轮，还包括上述的转向器，方向盘传动连接于齿轮轴1，两个转向轮分别传动连接于齿条2的两端。从而，当转动方向盘，方向盘能带动齿轮轴1转动，从而带动齿轮轴1的轮齿与齿条2的齿形部啮合，进而带动齿条2滑动位于滑槽311，使得齿条2沿轴向运动，从而带动齿条2两端的两个转向轮运动，以实现转向。其中，方向盘传动连接于齿轮轴1的具体结构属于现有技术，两个转向轮分别传动连接于齿条2的两端的具体结构也属于现有技术，在此不再赘述。
42.实施例二
43.本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中的侧壁3111的形状和接触面211的形状与实施例一不同。
44.具体如图3所示，滑动部21的纵截面呈梯形，滑动部21设有两个相对且间隔设置的接触面211，滑槽311包括两个相对且间隔的呈弧形的侧壁3111，两个接触面211和两个侧壁3111一一对应并滑动配合，接触面211与侧壁3111为线接触。
45.在本实施例中，滑动部21的两个接触面211设置为平面，滑槽311的两个侧壁3111呈弧形，平面与弧形面接触形成线接触，从而减小了齿条2的滑动部21与滑槽311的接触面积，减小了齿条2的滑动部21的表面磨损，以及减小了滑槽311的侧壁3111的表面磨损，提高了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的配合精度，提高了转向轮的转向精度，同时也降低了齿条2的齿形部和齿轮轴1的轮齿的磨损程度，从而降低了齿轮轴1、齿条2和支撑座31的维修和更换频率。其中，两个呈弧形的侧壁3111均为凸面。
46.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。