专利名称：一种汽车转向装置的制作方法
技术领域：
本发明属于车辆技术领域，涉及一种汽车，特别是一种汽车转向装置。
背景技术：
汽车是指有自身装备的动力装置驱动，一般具有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的车辆。汽车按用途可分为轿车、客车、货车和特种用途的汽车。目前，汽车的转向系统中均装有助力转向装置，它是指可以借助外力的帮助，使操作转向盘的力量减轻的装置；因此连柔弱女性也能操作驾驶。该助力转向装置虽然大大地降低了驾驶强度及提高了驾驶乐趣，但是还是会在正常驾驶时助力转向装置发生故障，导致失去助力等问题。若轿车失去助力，则因为轿车载荷较轻，或许还是可以操控车辆的。但由于客车和卡车等车辆前轴负荷重，失去助力后转向力增大若干倍；于是该类车辆的转向盘直径大都在500mm左右。之所以将转向盘做这么大是因为《GB17675汽车转向系基本要求》中的要求转向系统中的液压、气压或电气部件部分或者全部失去助力时，转向力也不大于规定的数值。该结构虽然通过转向盘直径大小满足了国家标准，显然该转向盘存在着操作性差，占用空间大等问题；同时还存在着驾驶失去助力的汽车劳动强度，危险性高的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车转向装置，通过操纵本转向装置能增加转向传动轴扭力。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种汽车转向装置，它包括转向盘和转向机；所述的转向盘上连接有转向柱，所述的转向机上连接有转向传动轴；所述的转向柱和转向传动轴之间设有通过齿轮传动的传动机构，所述的传动机构包括至少一个主动齿轮、至少有两个从动齿轮和一切换组件，通过此切换组件使所述的主动齿轮与任意一个从动齿轮之间形成传动关系且形成传动关系的全部传动比不完全相同。本汽车转向装置设置在汽车中，其最优应用于货车或大客车上。转向柱和转向传动轴之间通过齿轮传动的传动机构相连，因此转动转向盘依次带动转向柱和转向传动轴转动，进而实现转向。因为主动齿轮能与任意一个从动齿轮之间形成传动关系且形成传动关系的全部传动比不完全相同，即本传动机构具有多个传动比，传动比高的传动关系相对于传动比低的传动关系具有降速增扭的功能，因此当助力装置处于正常工作状态时本传动机构可以采用传动比低的传动关系；当助力装置失去助力后本传动机构可以采用传动比高的传动关系；上述两种传动关系是通过操纵切换组件切换的。总之，装备有该转向装置汽车可以降低转向盘的直径；其原因在于，可以通过切换传动关系改变传动扭力，即可降低输入的扭力。在上述的汽车转向装置中，所述的传动机构包括两个沿着转向柱轴向并列设置的主动齿轮和两个沿着转向传动轴并列设置的从动齿轮；所述的两个主动齿轮与两个从动齿轮一一对应地相啮合，所述的一个主动齿轮直径小于另一个主动齿轮的直径；所述的切换组件位于两个从动齿轮之间且与转向传动轴相连。在上述的汽车转向装置中，所述的传动机构包括输入轴、中间轴和输出轴，输入轴的轴心和输出轴的轴心位于同一直线上；所述的输入轴与转向柱相连，所述的输出轴与转向传动轴相连；所述的输入轴的端部固定有一个主动齿轮，所述的输出轴的端部套设有两个沿着转向传动轴并列设置的从动齿轮；所述的中间轴上固定有三个沿着中间轴轴向并列设置的中间齿轮，其中一个中间齿轮与主动齿轮相啮合，另两个中间齿轮与两个从动齿轮一一对应地相啮合，所述的一个从动齿轮直径小于另一个从动齿轮的直径；所述的切换组件位于两个从动齿轮之间且与转向传动轴相连。该结构输入轴、中间轴和输出轴连接转向柱与转向传动轴，可以解决转向柱与转向传动轴不同心的问题，同时可以保证输入轴和输出轴位于同一轴线上，这样可以保证结构的紧凑性及易对原有车辆进行改装。本传动机构主要包括轴和齿轮，因此生产成本较低。在上述的汽车转向装置中，所述的中间齿轮与主动齿轮之间的传动比和中间齿轮与其中一个从动齿轮之间的传动比相等。当传动机构中的中间齿轮与主动齿轮之间的传动比和中间齿轮与从动齿轮之间的传动比相等时，当助力系统正常工作时转向柱与转向传动轴扭力相等；即可以保证此状态下该车辆与其他车辆使用及操纵一致。在上述的汽车转向装置中，所述的转向柱和转向传动轴之间设有支架，所述的输入轴、中间轴和输出轴均定位在支架上。支架主要用于定位各个轴，进而方便轴的安装及转动的稳定性。本支架还可以制作呈箱状，同时还用于存储润滑油，一提高齿轮之间的灵活性。在上述的汽车转向装置中，所述的支架固定在汽车车身上。本支架还可以定位在转向柱和转向传动轴上在上述的汽车转向装置中，所述的切换组件包括一个结合套和两个结合子；所述的结合套周向固定在输出轴上；两个结合子分别位于结合套的两端且一一对应地固定在两个从动齿轮上；所述的支架上设有拨叉，拨叉的一端与结合套相连，另一端连接有能带动拨叉移动的驱动件。本切换组件是通过操纵驱动件，驱动件带动拨叉移动；拨叉带动结合套沿着输出轴轴向移动，进而结合套能与任意一个结合子周向固定连接。因此与结合套相连的从动齿轮通过依次带动结合子和结合套，进而带动输出轴周向转动。一般来说，结合套与输出轴之间和结合套与结合子之间都是通过花键连接的。在上述的汽车转向装置中，所述的驱动件为电磁铁，电磁铁固定在支架上，拨叉与电磁铁的铁芯相连。本电磁铁一般为常开式式的且电磁铁处于开启状态时传动机构的传动比处于小值。通过电路控制电磁阀关闭，进而铁芯带动拨叉移动使上述的传动机构的传动比切换至较大值处。在上述的汽车转向装置中，所述的驱动件为拉手，所述的拉手铰接在车身上，所述的拉手通过拉索与拨叉相连接。在上述的汽车转向装置中，所述的拨叉另一端部的运动轨迹两端均设有一限位块；所述的限位块固定在支架上。在上述的汽车转向装置中，所述的其中一个限位块和拨叉另一端部之间设有能使拨叉另一端部始终具有向另一限位块方向靠近趋势的弹簧。一般来说，拨叉在弹簧的弹力作用下使结合套始终具有向其中一个结合子方向移动的趋势，该结合子是与传动机构中较低传动比的从动齿轮相固连的。即弹簧可以保证阻力装置能正常工作时结合套能自动地且牢牢地与结合子相连。当拉动拉手或电磁铁通电后，传动机构被切换的同时该弹簧被压缩。 与现有技术相比，本汽车转向装置具有以下优点1、装备有该转向装置汽车可以降低转向盘的直径；因此改善车辆的驾驶适宜性， 减小司机的劳动强度，增加车辆行驶的安全性。2、本转向装置具有结构简单且紧凑、设计合理，生产或改造费用低的优点。3、本转向装置还具有操纵简单方便、性能稳定性强的优点。
图1是本汽车转向装置的立体结构示意图。图2是本汽车转向装置中传动机构处的放大图。图3是本汽车转向装置的传动机构的主视结构示意图。图中，1、输入轴；2、中间轴；3、输出轴；4、主动齿轮；5、中间齿轮；51、中间齿轮一； 52、中间齿轮二 ；53、中间齿轮三；6、从动齿轮；61、从动齿轮一 ；62、从动齿轮二 ；7、结合套； 8、结合子；9、拨叉；10、限位块；11、弹簧；12、拉手；13、拉索；14、支架；15、转向盘；16、转向柱；17、万向节；18、转向传动轴。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于这些实施例。如图1所示，本汽车转向装置包括转向盘15、转向机、转向柱16、转向传动轴18和联接转向柱16与转向传动轴18的传动机构。具体来说，转向柱16的上端与转向盘15相固连；转向传动轴18的下端与转向机相联。如1至图3所示，本传动机构是通过齿轮传动的。传动机构包括支架14、切换组件、输入轴1、输出轴3、中间轴2、主动齿轮4、从动齿轮6和中间齿轮5。更具体来说，如图2和图3所示，支架14固定在车身上；输入轴1、中间轴2和输出轴3轴向定位在支架14上，且输入轴1和输出轴3同轴心及输入轴1与中间轴2平行。 输入轴1的一端通过万向节17与转向柱16的下端相连；输出轴3的一端通过万向节17与转向传动轴18的上端相连。输入轴1的另一端部固定有一主动齿轮4 ；轴件轴上固定有三个中间齿轮5，即中间齿轮一 51至三；输出轴3上轴向固定有两个从动齿轮6，从动齿轮6是能沿着输出轴3 周向转动的，即从动齿轮一 61和从动齿轮二 62。中间齿轮三53与主动齿轮4相啮合；中间齿轮二 52与从动齿轮二 62相啮合；中间齿轮一 51与从动齿轮一 61相啮合。中间齿轮一 51与从动齿轮一 61之间的传动比和中间齿轮三53与主动齿轮4之间的传动比相同且优先为1。中间齿轮二 52的直径小于中间齿轮一 51的直径，进而使中间齿轮二 52与从动齿轮二 62之间的传动比大于中间齿轮一 51与从动齿轮一 61之间的传动比且比值为2 4。因此，当转动转向盘15时，转向盘15依次带动转向柱16、输入轴1、主动齿轮4、中间齿轮5和从动齿轮6转动。切换组件是使任意一个从动齿轮6带动输出轴3同步转动及能使输出轴3与两个从动齿轮6之间的连接状态自由切换。切换组件包括一个结合套7、两个结合子8、拨叉9 和驱动件。结合套7和两个结合子8均位于两个从动齿轮6之间。结合套7通过花键周向固定连接在输出轴3上且能沿着输出轴3轴向滑动。两个结合子8一一对应地固定在两个从动齿轮6上，结合子8的外壁与结合套7的内壁上均具有花键槽；且当结合套7套设在结合子8上时，结合子8与结合套7周向固定，即从动齿轮6转动带动输出轴3同步转动。拨叉9是连接驱动件和结合套7的连接件。拨叉9的一端与结合套7，另一端与驱动件相联。因为转向柱16和转向传动轴18之间需保持传动，所以在支架14上设有一弹簧 11，该弹簧11为压缩弹簧11且其一端 定位在拨叉9的另一端部。拨叉9在弹簧11的弹力作用下结合套7始终具有向直径较小的从动齿轮6靠近的趋势。当驱动件不向拨叉9施加拉力时结合套7是套入直径较小从动齿轮6上的结合子8的。拨叉9另一端部的运动轨迹两端均设有一限位块10 ；限位块10固定在支架14上， 弹簧11的另一端定位在限位块10上。也就是说当驱动件不向拨叉9施加拉力时拨叉9的抵靠在限位块10上的。因此，避免了弹簧11推动拨叉9因运动过度而造成弹簧11脱离等问题。同时提高了拨叉9被定位的稳定性，保证了转向装置运行的稳定性。驱动件为拉手12，拉手12铰接在车身上，拉手12通过拉索13与拨叉9相连接。 通过该结构可将拉手12设置在一个最合适人们操纵的位置处。当然，车身上还具有当结合套7与较小从动齿轮6上的结合子8相连时或当结合套7与较大从动齿轮6上的结合子8 相连时均能将拉手12定位在车身上的定位槽或其他定位结构，其目的在于避免车辆行驶时因颠簸而发生结合套7与结合子8连接脱离的现象。具有本转向装置的汽车是按以下方式使用的汽车中的助力系统正常工作时操纵拉手12保证结合套7与较小从动齿轮6上的结合子8相连。汽车中的助力系统无法正常工作且失去助力时，停车拉动拉手12并转到转向器保证结合套7与较大从动齿轮6上的结合子8已相连并对拉手12定位。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了输入轴1 ；中间轴2 ；输出轴3 ；主动齿轮4 ；中间齿轮5 ；中间齿轮一 51 ；中间齿轮二 52 ；中间齿轮三53 ；从动齿轮6 ；从动齿轮一 61 ；从动齿轮二 62 ； 结合套7 ；结合子8 ；拨叉9 ；限位块10 ；弹簧11 ；拉手12 ；拉索13 ；支架14 ；转向盘15 ’转向柱16 ；万向节17 ；转向传动轴18等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种汽车转向装置，它包括转向盘(1 和转向机；所述的转向盘(1 上连接有转向柱(16)，所述的转向机上连接有转向传动轴(18)；其特征在于，所述的转向柱(16)和转向传动轴(18)之间设有通过齿轮传动的传动机构，所述的传动机构包括至少一个主动齿轮G)、至少有两个从动齿轮(6)和一切换组件，通过此切换组件使所述的主动齿轮(4)与任意一个从动齿轮(6)之间形成传动关系且形成传动关系的全部传动比不完全相同。
2.根据权利要求1所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的传动机构包括两个沿着转向柱(16)轴向并列设置的主动齿轮(4)和两个沿着转向传动轴(18)并列设置的从动齿轮(6)；所述的两个主动齿轮(4)与两个从动齿轮(6) —一对应地相啮合，所述的一个主动齿轮(4)直径小于另一个主动齿轮的直径；所述的切换组件位于两个从动齿轮(6)之间且与转向传动轴(18)相连。
3.根据权利要求1所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的传动机构包括输入轴 (1)、中间轴⑵和输出轴(3)，输入轴⑴的轴心和输出轴(3)的轴心位于同一直线上；所述的输入轴⑴与转向柱(16)相连，所述的输出轴(3)与转向传动轴(18)相连；所述的输入轴(1)的端部固定有一个主动齿轮G)，所述的输出轴C3)的端部套设有两个沿着转向传动轴(18)并列设置的从动齿轮(6)；所述的中间轴(2)上固定有三个沿着中间轴(2)轴向并列设置的中间齿轮(5)，其中一个中间齿轮(5)与主动齿轮(4)相啮合，另两个中间齿轮 (5)与两个从动齿轮(6) —一对应地相啮合，所述的一个从动齿轮(6)直径小于另一个从动齿轮(6)的直径；所述的切换组件位于两个从动齿轮(6)之间且与转向传动轴(18)相连。
4.根据权利要求3所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的中间齿轮( 与主动齿轮 (4)之间的传动比和中间齿轮(5)与其中一个从动齿轮(6)之间的传动比相等。
5.根据权利要求3或4所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的转向柱(16)和转向传动轴(18)之间设有支架(14)，所述的输入轴(1)、中间轴( 和输出轴( 均定位在支架(14)上。
6.根据权利要求5所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的切换组件包括一个结合套(7)和两个结合子(8)；所述的结合套(7)周向固定在输出轴(3)上；两个结合子(8)分别位于结合套(7)的两端且一一对应地固定在两个从动齿轮(6)上；所述的支架(14)上设有拨叉(9)，拨叉(9)的一端与结合套(7)相连，另一端连接有能带动拨叉(9)移动的驱动件。
7.根据权利要求6所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的驱动件为电磁铁，电磁铁固定在支架(14)上，拨叉(9)与电磁铁的铁芯相连。
8.根据权利要求6所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的驱动件为拉手(12)，所述的拉手(12)铰接在车身上，所述的拉手(12)通过拉索(13)与拨叉(9)相连接。
9.根据权利要求6所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的拨叉(9)另一端部的运动轨迹两端均设有一限位块(10)；所述的限位块(10)固定在支架(14)上。
10.根据权利要求9所述的汽车转向装置，其特征在于，所述的其中一个限位块(10)和拨叉(9)另一端部之间设有能使拨叉(9)另一端部始终具有向另一限位块(10)方向靠近趋势的弹簧(11)。
全文摘要
本发明提供了一种汽车转向装置，属于车辆技术领域。它解决了现有的汽车转向装置的转向盘存在着操作性差，占用空间大等问题；同时还存在着驾驶失去助力的汽车劳动强度，危险性高的问题。本汽车转向装置，它包括转向盘和转向机；转向盘上连接有转向柱，转向机上连接有转向传动轴；转向柱和转向传动轴之间设有通过齿轮传动的传动机构，传动机构包括至少一个主动齿轮、至少有两个从动齿轮和一切换组件，通过此切换组件使所述的主动齿轮与任意一个从动齿轮之间形成传动关系且形成传动关系的全部传动比不完全相同。装备有本转向装置汽车可以降低转向盘的直径；因此改善车辆的驾驶适宜性，减小司机的劳动强度，增加车辆行驶的安全性。
文档编号B62D3/12GK102303639SQ20111021037
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者戴礼强, 杨小辉, 赵福全, 邹凌华, 韩海强 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司