一种变传动比的动力转向器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力转向器，尤其涉及一种变传动比的动力转向器。
【背景技术】
[0002]动力转向器是具有动力源的机械装置，用于控制车辆，使其在运行过程中改变运行方向。动力转向器的作用是:增大方向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。有多种形式的动力转向器，其中循环球齿条齿扇式动力转向器是较常用的动力转向器之一。循环球齿条齿扇式动力转向器是使转向盘的转动变为螺杆的转动，螺杆和齿条夹着钢球啮合，因而螺杆的旋转运动变为齿条的直线运动，齿条再与摇臂轴的轮齿相啮合，齿条的直线运动变为摇臂轴的转动，摇臂轴的转动带动摇臂转动，摇臂的转动再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。其中，在螺杆的螺纹与齿条的螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球因而得名。现有技术中，循环球齿条齿扇式动力转向器的传动比恒定，在车辆行驶时的转向过程中，动力转向器无法满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便性要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定性要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种变传动比的动力转向器，能够在车辆行驶时的转向过程中，所述变传动比的动力转向器，能够满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便的要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定的要求。
[0004]本实用新型是通过以下的技术方案实现的:
[0005]—种变传动比的动力转向器，包括壳体总成、套装在壳体总成内的螺杆总成和摇臂轴，螺杆总成以齿轮传动的方式与摇臂轴进行传动，螺杆总成包括螺杆和由螺杆驱动的齿条，所述摇臂轴与齿条相啮合，摇臂轴包括本体、设置在本体上的一个基准轮齿和两个变径轮齿，两个变径轮齿分别对称设置在基准轮齿的两侧，所述变径轮齿与齿条相啮合的啮合半径大于基准轮齿与齿条相啮合的啮合半径。
[0006]优选的，所述齿条上设置有容置螺杆插入的容腔，容腔的内壁上设置有与螺杆进行传动的内齿部。
[0007]优选的，所述基准轮齿、变径轮齿、齿条的啮合面上均熔覆有镍基合金激光强化层。
[0008]优选的，所述螺杆的材料为合金钢。
[0009]优选的，所述摇臂轴的材料为合金钢。
[0010]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型的变传动比的动力转向器通过设置在本体上的一个基准轮齿和两个变径轮齿，使所述变径轮齿与齿条相啮合的啮合半径大于基准轮齿与齿条相啮合的啮合半径，从而实现变传动比的传动。摇臂轴处于不同的位置时，所设置的传动比不同，即将动力转向器的传动比设置为变传动比，使得动力转向器能够在车辆行驶时的转向过程中，动力转向器满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便性要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定性要求。
【附图说明】
[0011]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明，其中:
[0012]图1为本实用新型的变传动比的动力转向器的示意图；
[0013]图2为本实用新型的传动比随摇臂轴的转角变化而变化的示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示的变传动比的动力转向器，包括壳体总成1、套装在壳体总成I内的螺杆总成2和摇臂轴3，螺杆总成2以齿轮传动的方式与摇臂轴3进行传动，螺杆总成2包括螺杆21和由螺杆21驱动的齿条22，所述摇臂轴3与齿条22相啮合，摇臂轴3包括本体31、设置在本体31上的一个基准轮齿32和两个变径轮齿33，两个变径轮齿33分别对称设置在基准轮齿32的两侧，所述变径轮齿33与齿条22相啮合的啮合半径大于基准轮齿32与齿条22相啮合的啮合半径。上述提及的啮合半径是指基准轮齿32或变径轮齿33与齿条22的啮合线，到本体31的旋转中心之间的距离。所述变径轮齿33与齿条22相啮合的啮合半径大于基准轮齿32与齿条22相啮合的啮合半径，由于螺杆21螺距固定不变，啮合半径大时会使传动比大，啮合半径小时会使传动比小，从而实现变传动比的传动。通过这一变传动比的传动，使得动力转向器在车辆行驶时的转向过程中，动力转向器能够实现:车辆低速行驶时，大角度转弯轻便；车辆高速行驶时，小角度转弯稳定。
[0015]所述齿条22上设置有容置螺杆21插入的容腔221，容腔221的内壁上设置有与螺杆21进行传动的内齿部222。内齿部222与螺杆21通过循环球进行传动，可将螺杆21的旋转运动转化为齿条22的直线运动，进而实现摇臂轴3的摆动。
[0016]所述基准轮齿32、变径轮齿33、齿条22的啮合面上均熔覆有镍基合金激光强化层。为减少基准轮齿32、变径轮齿33、齿条22的啮合面的磨损失效，基准轮齿32、变径轮齿33、齿条22的啮合面上均熔覆有一层镍基合金激光强化层，强化层洛氏硬度为HRC55-60。具体为，使用激光枪对基准轮齿32、变径轮齿33、齿条22的啮合面进行逐一扫描熔覆，扫描熔覆时将镍基耐磨合金粉末熔覆到啮合面上。
[0017]所述螺杆21的材料为合金钢，本实施例中使用40Cr，调质处理。合金钢40Cr经调质处理后，具有较高的机械综合性能，尤其适合于动力转向器使用。
[0018]所述摇臂轴3的材料为合金钢，本实施例中使用40Cr，调质处理。合金钢40Cr经调质处理后，具有较高的机械综合性能，尤其适合于动力转向器使用。
[0019]本实施例的工作原理是:
[0020]在车辆行驶时的转向过程中，为了达到动力转向器能够满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便性要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定性要求，在本体31上设置一个基准轮齿32和两个变径轮齿33。两个变径轮齿33分别对称设置在基准轮齿32的两侧，变径轮齿33与齿条22相啮合的啮合半径大于基准轮齿32与齿条22相啮合的啮合半径。动力转向器的传动比计算公式是:转动比i =(2JI X啮合半径r)/螺杆21的螺距t。当啮合半径r越大，所需要的转动方向盘的力越小。啮合半径r越小，所需要的转动方向盘的力越大。在螺距t固定的情况下，在低速大转弯时，通过增大摇臂轴3两边位置的传动比i，得到更大的啮合半径r，使摇臂轴3在大角度转向范围上，减少所需要的转动方向盘的力，以提高转向的轻便性；同时在高速小转向时，通过减小摇臂轴3中间位置的传动比i，得到更小的啮合半径r，摇臂轴3在小角度转向范围内，增大所需要的转动方向盘的力，以达到转向稳定的要求。
[0021]如图2所示，动力转向器的传动比i设计为随摇臂轴3的转角β变化而变化:当汽车直线行驶或摇臂轴3的转角β的值在β I >转角β > - β I的范围内时，动力转向器的传动比i的值固定在直线行驶时的位置A的值；当摇臂轴3的转角β的值在β 2 >转角β > 0 1和-01>转角β >-β 2的范围内时，传动比i的值呈线性上升至转向最大时的位置B的值；当摇臂轴3的转角β的值在转角β > β 2和转角β < - β 2的范围内时，摇臂轴3的转角β的值又有一段不变的区间。本实用新型的变传动比的动力转向器，在方向盘中间位置时的传动比i是最小的，在其位置的基准轮齿32与齿条22相啮合的啮合半径r最小，因此此时转动方向盘需要的力会较大，从而达到保证直行时方向盘稳定、不左右跳动的要求。而当汽车发生大角度转弯时，这时转向器的传动比i已经变为最大，在其位置的变径轮齿33与齿条22相啮合的啮合半径最大，因此此时转动方向盘需要的力会较小，从而达到大角度转弯轻便的要求。这样使得动力转向器能够在车辆行驶时的转向过程中，满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便性要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定性要求。
[0022]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种变传动比的动力转向器，包括壳体总成(I)、套装在壳体总成(I)内的螺杆总成(2)和摇臂轴(3)，螺杆总成(2)以齿轮传动的方式与摇臂轴(3)进行传动，其特征在于，螺杆总成(2)包括螺杆(21)和由螺杆(21)驱动的齿条(22)，所述摇臂轴(3)与齿条(22)相啮合，摇臂轴(3)包括本体(31)、设置在本体(31)上的一个基准轮齿(32)和两个变径轮齿(33)，两个变径轮齿(33)分别对称设置在基准轮齿(32)的两侧，所述变径轮齿(33)与齿条(22)相啮合的啮合半径大于基准轮齿(32)与齿条(22)相啮合的啮合半径。2.根据权利要求1所述的一种变传动比的动力转向器，其特征在于，所述齿条(22)上设置有容置螺杆(21)插入的容腔(221)，容腔(221)的内壁上设置有与螺杆(21)进行传动的内齿部(222)。3.根据权利要求1所述的一种变传动比的动力转向器，其特征在于，所述基准轮齿(32)、变径轮齿(33)、齿条(22)的啮合面上均熔覆有镍基合金激光强化层。4.根据权利要求1所述的一种变传动比的动力转向器，其特征在于，所述螺杆(21)的材料为合金钢。5.根据权利要求1所述的一种变传动比的动力转向器，其特征在于，所述摇臂轴(3)的材料为合金钢。
【专利摘要】本实用新型公开了一种变传动比的动力转向器，包括壳体总成、套装在壳体总成内的螺杆总成和摇臂轴，螺杆总成以齿轮传动的方式与摇臂轴进行传动，螺杆总成包括螺杆和由螺杆驱动的齿条，所述摇臂轴与齿条相啮合，摇臂轴包括本体、设置在本体上的一个基准轮齿和两个变径轮齿，两个变径轮齿分别对称设置在基准轮齿的两侧，所述变径轮齿与齿条相啮合的啮合半径大于基准轮齿与齿条相啮合的啮合半径。本实用新型的变传动比的动力转向器能够在车辆行驶时的转向过程中，满足在车辆低速行驶时的转向能够实现在大角度转弯的轻便性要求，以及在车辆高速行驶时的转向能够实现在小角度转弯的稳定性要求。
【IPC分类】B62D3/12
【公开号】CN204801870
【申请号】CN201520431111
【发明人】胡勇, 冯海强, 冯健林, 李狄胜, 肖健勇, 罗夏兰, 李炳宏, 吴慧贤, 汤普婵
【申请人】江门市兴江转向器有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月15日