專利名稱：一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構及連接方法
一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構及連接方法技術領域
本發明屬于機械技術領域，涉及一種汽車轉向系統，特別是汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構及連接方法。
背景技術：
扭桿作為液壓轉向系統及電動轉向系統的核心零件之一，其裝配的質量直接影響轉向器的性能及汽車的安全，屬重點控制的工序。
然而，目前轉向器扭桿的裝配通常是采用花鍵過盈壓裝固定，即將帶花鍵的扭桿壓入外軸的光孔內，花鍵壓入后回轉方向連接可靠，在便用中因振動沖擊有松動的可能，一但松動軸向就有脫出的可能，扭桿脫出汽車轉向系統將失靈，汽車將不能可靠轉向，極其危險。
中國專利其公開號CN200948815Y提供了一種“汽車動力轉向器”，它包括動力缸體、控制閥體、扭桿、輸入軸、端蓋、轉向螺桿、轉向螺母、轉向搖臂軸、轉向搖臂、側蓋、側蓋軟油封等。轉向螺母與轉向螺桿裝配，轉向螺母裝入動力缸體中，轉向螺桿一端與控制閥體裝配，其特點是轉向螺桿內孔六個油槽為制造成本低，加工效率高的數控分度異型油槽；輸入軸連接扭桿，扭桿端頭與轉向螺桿裝配，其間的密封采用間隙密封。側蓋與轉向搖臂軸裝配，其間的密封采用側蓋軟油封與0型密封圈加擋圈的組合密封，側蓋固定在動力缸體內孔一側，其間的外圓密封采用更安全的雙0型密封圈密封。上述專利中扭桿通過插銷與轉向螺桿相聯，這種連接方法中插銷易脫落，其連接穩定性不高。
現有的其它轉向器扭桿也都存在著類似的問題。發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，提供一種的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構。
本發明的第一個目的是針對現有技術存在的上述問題，提供一種結構簡單、穩定性高的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構。
本發明的另外一個目的是提供一種實施方便、連接簡單的汽車轉向系統中扭桿與外軸連接結構的連接方法。
本發明的第一個目的可通過下列技術方案來實現
一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，扭桿的一端為連接端，外軸上具有連接孔，其特征在于，所述扭桿連接端具有花鍵，所述外軸的連接孔處具有與花鍵相匹配的花鍵槽，所述扭桿的硬度大于外軸的硬度，所述花鍵與花鍵槽配合使扭桿與外軸周向固定。
在上述汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中，所述扭桿中部靠近于花鍵處具有柱狀的鉚合柱，所述連接孔端口處具有尺寸較大的且與鉚合柱相匹配的鉚合部，上述鉚合柱與鉚合部配合使扭桿與外軸軸向固定。
花鍵與花鍵槽配合使扭桿與外軸之間周向固定，鉚合柱與鉚合部配合是扭桿與外軸軸向固定。這樣使得扭桿與外軸之間能穩定可靠的傳遞扭矩。
在上述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中，所述花鍵端部具有呈錐度的導入部。
壓裝過程中，通過導入部使得花鍵能順利的插入外軸的連接孔。
在上述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中，所述的導入部為花鍵端部的倒角。
本發明還提供了上述連接結構的連接方法，該方法包括以下步驟
A、壓接對扭桿或外軸施加壓力，將硬度較高的扭桿與硬度較低的外軸連接，連接孔孔徑小于連接端花鍵大徑，扭桿上的花鍵壓入連接孔過程中，花鍵在連接孔處擠壓出與花鍵相配合的花鍵槽；
B、鉚接扭桿中部靠近于花鍵處的鉚合柱直徑比連接孔孔徑大，繼續對扭桿或外軸施加壓力使扭桿繼續往外軸連接孔內壓入，鉚合柱將連接孔端口處壓出的花鍵槽部分擠入連接孔中，將連接孔端口處花鍵槽填平，并使扭桿鉚合柱與外軸的連接孔處鉚接。
本連接方法中采用自壓、自鉚的方式。扭桿連接端花鍵壓入外軸的連接孔過程中， 因扭桿硬度比外軸高，扭桿的花鍵相當于一擠壓模，連接端被擠壓入連接孔內，扭桿的花鍵在外軸連接孔的孔表面壓出花鍵槽，從而使扭桿與外軸形成牢固的過盈配合并周向固定， 可靠傳遞扭矩。
同時，外軸的連接孔表面被壓出花鍵槽，當扭桿繼續往外軸連接孔內壓入時，由于鉚合柱直徑比連接孔孔徑大，因此，扭桿花鍵后面的光圓部分的鉚合柱又把連接孔內壓出的花鍵槽處的部分擠入連接孔中，花鍵槽被填平，使得連接孔端口處形成與鉚合柱相匹配的鉚合部。通過花鍵和鉚合柱使得扭桿與外軸周向和軸向均得到固定。
在上述汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接方法中，所述扭桿連接端端部具有呈錐度的導入部，在步驟A中導入部首先壓入外軸連接孔處。
導入部使得扭桿連接端能順暢壓入外軸連接孔處，同時也便于下個步驟中對外軸連接孔處的擠壓成型。
在上述汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接方法中，所述步驟B后鉚合柱外端與外軸連接孔端口處平齊。
這樣的結構使得連接后的扭桿與外軸結構緊湊。
在上述汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接方法中，所述步驟B中鉚合柱外徑與花鍵大徑尺寸相同或略大。
這樣的結構使得鉚合柱與外軸能牢固的周向固定。
與現有技術相比，本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，由于只是將扭桿壓入外軸即可完成安裝，因此，結構簡單，工藝要求低，對孔及扭桿的加工精度比其他結構要求低。
同時，通過花鍵和鉚合使得扭桿與外軸周向以及軸向均得到固定，裝配牢固可靠， 穩定性高。
圖I是本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的剖視結構示意圖。
圖2是沿圖I中的A-A剖視結構示意圖。
圖3是本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中花鍵壓入連接孔處的連接結構示意圖。
圖4是沿圖3中的B-B剖視結構示意圖。
圖5是本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中外軸的剖視結構示意圖。
圖6是沿圖5中的C-C剖視結構示意圖。
圖7是本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中扭桿的結構示意圖。
圖8是本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構中扭桿的局部結構示意圖。
圖中，I、扭桿；la、花鍵；lb、鉚合柱；lc、導入部；2、外軸；2a、連接孔；2b、鉚合部。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，本汽車轉向系統中扭桿I的一端為連接端，外軸2上具有連接孔2a。本連接結構中扭桿I連接端外側具有花鍵la。外軸2的連接孔2a處具有與花鍵Ia 相匹配的花鍵槽，扭桿I的硬度大于外軸2的硬度，花鍵Ia與花鍵槽配合使扭桿I與外軸 2過盈配合。
本實施例中，花鍵Ia端部具有呈錐度的導入部lc，導入部Ic為花鍵Ia端部的倒角。
扭桿I中部靠近于花鍵Ia處具有柱狀的鉚合柱lb，連接孔2a端口處具有尺寸較大的且與鉚合柱Ib相匹配的鉚合部2b，鉚合柱Ib壓于鉚合部2b處使扭桿I與外軸2軸向固定。
花鍵Ia與花鍵槽配合使扭桿I與外軸2之間周向固定,鉚合柱Ib與鉚合部2b配合是扭桿I與外軸2軸向固定。可以看出，扭桿I與外軸2即周向固定又軸向固定,從而使得扭桿I與外軸2牢牢的連接，兩者能可靠的傳遞扭矩。
如圖3-圖8所示，本發明還提供了上述連接結構的連接方法，該方法包括以下步驟
A、壓接對扭桿I或外軸2施加壓力，將硬度較高的扭桿I與硬度較低的外軸2連接，連接孔2a孔徑小于花鍵Ia大徑，扭桿I連接端插入連接孔2a過程中，導入部首先壓入外軸連接孔處，導入部使得扭桿連接端能順暢壓入外軸連接孔處。然后，連接端處的花鍵在連接孔處擠壓出與花鍵相配合的花鍵槽。
B、鉚接扭桿中部靠近于花鍵處的鉚合柱直徑比連接孔孔徑大，繼續對扭桿或外軸施加壓力使扭桿繼續往外軸連接孔內壓入時，鉚合柱將連接孔端口處壓出的花鍵槽部分擠入連接孔中，連接孔端口處花鍵槽填平，并使扭桿鉚合柱與外軸的連接孔處鉚接。在該步驟中鉚合柱外端與外軸連接孔端口處平齊，同時，步驟B中鉚合柱外徑與花鍵大徑尺寸相同或略大。
本連接方法中采用自壓、自鉚的方式。扭桿連接端花鍵壓入外軸的連接孔過程中， 因扭桿硬度比外軸高，扭桿的花鍵相當于一擠壓模，連接端被擠壓入連接孔內，扭桿的花鍵在外軸連接孔的孔表面壓出花鍵槽，從而使扭桿與外軸形成牢固的過盈配合并周向固定， 可靠傳遞扭矩。
同時，外軸的連接孔表面被壓出花鍵槽，當扭桿繼續往外軸連接孔內壓入時，由于鉚合柱直徑比連接孔孔徑大，因此，扭桿花鍵后面的光圓部分的鉚合柱又把連接孔內壓出的花鍵槽處的部分擠入連接孔中，花鍵槽被填平，使得連接孔端口處形成與鉚合柱相匹配的鉚合部。通過花鍵和鉚合柱使得扭桿與外軸周向和軸向均得到固定。
權利要求
1.一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，扭桿(I)的一端為連接端，外軸(2)上具有連接孔(2a)，其特征在于，所述扭桿(I)連接端具有花鍵(Ia)，所述外軸(2)的連接孔 (2a)處具有與花鍵(Ia)相匹配的花鍵槽，所述扭桿⑴的硬度大于外軸⑵的硬度，所述花鍵(Ia)與花鍵槽配合使扭桿(I)與外軸(2)周向固定。
2.根據權利要求I所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，其特征在于，所述扭桿(I)中部靠近于花鍵(Ia)處具有柱狀的鉚合柱(Ib)，所述連接孔(2a)端口處具有尺寸較大的且與鉚合柱(Ib)相匹配的鉚合部(2b)，上述鉚合柱(Ib)與鉚合部(2b)配合使扭桿⑴與外軸⑵軸向固定。
3.根據權利要求I或2所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，其特征在于，所述連花鍵(Ia)端部具有呈錐度的導入部(lc)。
4.根據權利要求3所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，其特征在于，所述的導入部(Ic)為花鍵(Ia)端部的倒角。
5.一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的連接方法，其特征在于，該方法包括一下步驟A、壓接對扭桿⑴或外軸⑵施加壓力，將硬度較高的扭桿⑴與硬度較低的外軸(2)連接，連接孔(2a)孔徑小于連接端花鍵(Ia)大徑，扭桿(I)上的花鍵(Ia)壓入連接孔 (2a)過程中，花鍵(Ia)在連接孔(2a)處擠壓出與花鍵(Ia)相配合的花鍵槽；B、鉚接扭桿⑴中部靠近于花鍵(Ia)處的鉚合柱(Ib)直徑比連接孔(2a)孔徑大， 繼續對扭桿⑴或外軸⑵施加壓力使扭桿⑴繼續往外軸⑵連接孔(2a)內壓入，鉚合柱(Ib)將連接孔(2a)端口處壓出的花鍵槽部分擠入連接孔(2a)中，將連接孔(2a)端口處花鍵槽填平，并使扭桿(I)鉚合柱(Ib)與外軸(2)的連接孔(2a)處鉚接。
6.根據權利要求5所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的連接方法，其特征在于，所述扭桿(I)連接端端部具有呈錐度的導入部(Ic)，在步驟A中導入部(Ic)首先壓入外軸⑵連接孔(2a)處。
7.根據權利要求5所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的連接方法，其特征在于，所述步驟B后鉚合柱(Ib)外端與外軸(2)連接孔(2a)端口處平齊。
8.根據權利要求5所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的連接方法，其特征在于，所述步驟B中鉚合柱(Ib)外徑與花鍵(Ia)大徑尺寸相同。
9.根據權利要求5所述的汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構的連接方法，其特征在于，所述步驟B中鉚合柱(Ib)外徑與花鍵(Ia)大徑尺寸略大。
全文摘要
本發明提供了一種汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構及連接方法，屬于機械技術領域。它解決了現有的汽車動力轉向器中扭桿與轉向螺桿之間插銷易脫落、連接穩定性不高的問題。本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構，扭桿的一端為連接端，外軸上具有連接孔，扭桿連接端具有花鍵，外軸的連接孔處具有與花鍵相匹配的花鍵槽，扭桿的硬度大于外軸的硬度，花鍵與花鍵槽配合使扭桿與外軸周向固定。本汽車轉向系統中扭桿與外軸的連接結構及連接方法具有加工精度低、裝配牢固、連接穩定性高等優點。
文檔編號B62D5/24GK102530069SQ20121004525
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者李孫建 申請人:臺州永安轉向器有限公司