一種齒輪齒條滾動壓緊裝置的制造方法
【專利摘要】一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，所述殼體為一由三個空間相交的空心階梯圓筒組成的焊接件或鑄造件，所述主動齒輪及其相關的支撐件可旋轉地安裝在所述殼體的豎直方向的空心階梯圓筒中；所述齒條可滑動地安裝于殼體的一水平方向的長空心階梯圓筒內；所述壓緊滾輪通過心軸、軸承、墊圈、擋圈、螺釘可旋轉地安裝在支撐座上，而所述支撐座可滑動地安裝在所述殼體的另一水平方向的短空心階梯圓筒內；所述支撐座一端支撐的壓緊滾輪滾動接觸壓緊所述齒條到主動齒輪上，另一端被多個環狀碟型彈性體壓緊；所述環狀碟型彈性體置于調整螺栓與支撐座之間；所述調整螺栓與殼體通過螺紋連接，并通過防松螺栓固定于殼體防止因振動而發生旋轉松動。本實用新型采用滾動壓緊方式，滾動摩擦相比滑動摩擦極大減小磨損，減少裝置維護費用，從根源上消除因齒輪齒條壓緊帶來的振動、噪聲和異響，減小故障發生頻率，大大提高了裝置壽命，且結構簡單，零部件較少，裝配工藝簡單、成本低。
【專利說明】
一種齒輪齒條滾動壓緊裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于車輛的轉向裝置技術領域，尤其涉及一種轉向裝置的齒輪齒條滾動壓緊裝置。
【背景技術】
[0002]車輛的轉向裝置中一般設有齒輪齒條傳動機構，在齒輪齒條嚙合運轉的過程中，二者之間必須保持適當的間隙。若間隙過大，則運轉過程中容易產生振動和噪音，若間隙過小，則可能導致摩擦過大而運轉不順暢或卡死。現有技術中一般采用彈性支撐結構給齒輪齒條一定的預壓力，使齒輪齒條相互壓合在一起，二者之間保持合適的間隙。
[0003]專利號ZL200980150743.4公開一種用于將齒條壓緊到與該齒條嚙合的主動小齒輪上的裝置，尤其是用于機動車的轉向器，所述裝置具有可朝齒條的方向被加載的、可移動地導向于殼體中的受壓件和用于補償出現于轉向器中的間隙的調整裝置。在已知的裝置中，受壓件的間隙必須借助調整螺釘來調整。這是很困難的。因此根據本發明，在調整裝置和受壓件之間設置彈簧墊圈，在彈簧墊圈的區域中，調整裝置具有突起而受壓件具有凹部，或者受壓件具有突起而調整裝置具有凹部。
[0004]專利號ZL201180026844.8公開了一種用于將齒條壓緊到與該齒條嚙合的小齒輪上的壓緊裝置，尤其是用于機動車的轉向器，該壓緊裝置具有朝齒條方向能通過壓力彈簧加載的、在殼體中能移動地引導的受壓件和用于補償在轉向器中出現的間隙的調整裝置。在調整裝置與受壓件之間布置彈性墊圈，在彈性墊圈的區域中，調整裝置具有突起而受壓件具有凹部或者受壓件具有突起而調整裝置具有凹部。調整裝置此外具有兩個能相對轉動的調節盤，所述兩個調節盤在接觸面上互相貼靠，并且所述接觸面具有至少兩個傾斜面。整個調整裝置與受壓件、彈性墊圈、壓力彈簧一起在應用夾緊銷的情況下預裝配為裝配單元。
[0005]專利號ZL200580036048.7公開了一種用于將一個齒條壓緊到一個小齒輪上的裝置，具有一個壓座和一個調整裝置，其中設定，壓座和調整裝置分別具有相互對準的支承面，它們在一個初始位置相互貼靠，至少其中一個支承面構成為彈性的。壓座具有一個壓座體和一個向調整裝置方向伸出的軸頸，其自由端構成為支承面。調整裝置構成為至少兩件的，包括一個調整螺釘和一個彈簧墊圈。彈簧墊圈設置在調整螺釘與壓座之間并且構成用于軸頸的自由端的支承面。
[0006]專利號ZL201020682816.4公開了一種轉向裝置的齒輪齒條壓緊結構，包括:殼體、可轉動地安裝在殼體中的齒輪、設置在殼體中且與齒輪嚙合的齒條、安裝在殼體中且支撐齒條的支撐座、螺旋壓縮彈簧和通過螺紋配合安裝在殼體中的調整螺栓，所述螺旋壓縮彈簧設置在支撐座和調整螺栓之間且分別與支撐座和調整螺栓抵接，所述齒輪齒條壓緊結構還包括剛度比螺旋壓縮彈簧大的環狀硬彈性體，所述環狀硬彈性體設置在支撐座和調整螺栓之間且分別與支撐座和調整螺栓抵接。該齒輪齒條壓緊結構既可消除振動和噪音，又可補償齒輪齒條之間的磨損間隙。
[0007]專利號ZL201410098194.3公開了一種汽車用機械轉向器壓緊調整機構，包括有支承座、螺旋彈簧、調整螺塞及蝶形彈簧;支承座為圓柱狀中空結構，其一端為圓弧凹面結構，與齒條圓柱面壓緊配合;所述圓弧凹面設置有耐磨材料層;所述支承座設置于轉向器殼體內；支承座的另一端依次設置有螺旋彈簧、調整螺塞蝶形彈簧及防松螺栓;所述螺旋彈簧設置于支承座的中空結構內，一端頂住支承座，另一端與調整螺塞內表面接觸。本發明通過包括有疊加組合裝配的蝶形彈簧和帶有O型圈的調整螺塞的壓緊調整機構，補償齒輪齒條的嚙合間隙，同時消除顛簸路發生支承座與調整螺塞的剛性碰撞而產生的撞擊聲。
[0008]上述五種齒輪齒條壓緊結構存在以下缺點，一是壓緊面存在頻繁的滑動摩擦，雖在接觸面設置有耐磨材料，但耐磨材料終需維護更換;二是只要存在滑動摩擦就無法消除振動、噪聲和異響，通過添加潤滑劑挺多只能一時減小振動、噪聲和異響;三是為防止齒條扭轉和徑向晃動，壓緊接觸面都采用V型或半圓型槽加凸臺結構，使得壓緊接觸面和接觸力加大，而加劇摩擦;四是采用的彈性元件及細小零件較多，裝配復雜且困難。
【發明內容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種汽車轉向齒輪齒條滾動壓緊裝置，實現對轉向齒條滾動預壓緊，避免滑動摩擦引起振動、噪聲和異響。
[0010]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0011]—種齒輪齒條滾動壓緊裝置，包括:殼體、支撐座、心軸、油杯、壓緊滾輪、主動齒輪、齒條、軸承、墊圈、擋圈、螺釘、O型密封圈、環狀碟型彈性體、調整螺栓、防松螺栓。所述殼體為一由三個空間相交空心階梯圓筒組成的焊接件或鑄造件，所述主動齒輪及其相關的支撐件可旋轉地安裝在所述殼體的豎直方向的空心階梯圓筒中；所述齒條可滑動地安裝于殼體的一水平方向的空心階梯圓筒內；所述壓緊滾輪通過心軸、軸承、墊圈、擋圈、螺釘可旋轉地安裝在支撐座上，而所述支撐座、環狀碟型彈性體和調整螺栓安裝在所述殼體的另一水平方向的空心階梯圓筒內。所述齒條是通過與壓緊滾輪滾動接觸壓緊到主動齒輪上，所述壓緊滾輪通過一對既能承受徑向力又能承受軸向力的軸承和心軸安裝在支撐座中；所述支撐座可滑動的安裝在所述殼體中，其一端通過心軸和軸承支撐壓緊滾輪，另一端被多個環狀碟型彈性體壓緊;所述環狀碟型彈性體置于調整螺栓與支撐座之間，通過調整調整螺栓壓緊支撐座;所述調整螺栓與殼體通過螺紋連接，并通過防松螺栓固定于殼體防止因振動而發生旋轉松動。
[0012]所述壓緊滾輪外圓柱面周向設有橫截面為梯形的凹槽，所述的齒條背齒側設有與壓緊滾輪配合的橫截面為梯形且長度與齒條長度相當的軸向凸臺，壓緊滾輪梯形凹槽兩頂面與齒條上設有的梯形凸臺兩底面接觸，且壓緊滾輪上的梯形凹槽兩側面頂部與齒條上設有的梯形凸臺兩側面底部接觸。
[0013]所述支撐座為一階梯圓柱體，其靠齒條端徑向設有安裝心軸的階梯孔和容納壓緊滾輪的半開口 U型槽，其遠離齒條一端設有安裝環狀碟型彈性體的凸臺，凸臺和半開口 U型槽之間的圓柱體周向開有兩道用以安裝O型密封圈的環形槽。
[0014]所述心軸大端開有注入潤滑介質的軸向盲孔，盲孔末端開有一連通所述壓緊滾輪凹槽的徑向通孔;所述壓緊滾輪的凹槽中相應均布多個用于通過潤滑介質的徑向小孔;而所述殼體相應心軸大端位置設有安裝注入潤滑介質的油杯的徑向螺孔。
[0015]本實用新型相對于現有專利技術，其積極效果十分明顯，一是采用滾動壓緊方式，滾動摩擦相比滑動摩擦極大減小磨損，減少裝置維護費用;二是相比滑動摩擦，滾動摩擦從根源上消除因齒輪齒條壓緊帶來的振動、噪聲和異響，減小故障發生頻率，大大提高裝置壽命;三是結構簡單，零部件較少，裝配工藝簡單、成本低。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型主視圖(內部結構剖面圖)；
[0017]圖2為本實用新型右視圖；
[0018]圖3為本實用新型俯視圖；
[0019]圖4為本實用新型圖1的局部放大圖；
[0020]圖5為本實用新型支撐座視示意圖；
[0021 ]圖6為本實用新型壓緊滾輪視示意圖；
[0022]圖7為本實用新型齒條視示意圖；
[0023]圖中:1-殼體;2-支撐座；3-心軸;4-油杯；5-壓緊滾輪;5a_壓緊滾輪梯形凹槽；5b-壓緊滾輪梯形凹槽頂面;5c-壓緊滾輪梯形凹槽側面;6-主動齒輪;7-齒條;7a-齒條梯形凸臺；7b-齒條梯形凸臺底面;7c-齒條梯形凸臺側面;8-軸承;9-墊圈；10-擋圈；11-螺釘；12- O型密封圈；13-環狀碟型彈性體;14-調整螺栓;15-防松螺栓。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明作詳細說明。
[0025]參照圖1-5，一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，主要由殼體1、支撐座2、心軸3、油杯4、壓緊滾輪5、主動齒輪6、齒條7、軸承8、墊圈9、擋圈10、螺釘11、0型密封圈12、環狀碟型彈性體13、調整螺栓14和防松螺栓15組成。
[0026]所述殼體I為整個壓緊裝置的支撐主體部分，如圖1所示，所述殼體I為一由三個空間相交空心階梯圓筒組成的焊接件或鑄造件，所述主動齒輪6及其相關的支撐件可旋轉地安裝在所述殼體I的豎直方向的空心階梯圓筒中；所述齒條7可滑動地安裝于殼體I的一水平方向的空心階梯圓筒內；所述壓緊滾輪5通過心軸3、軸承8、墊圈9、擋圈10、螺釘11安裝在支撐座2上，而所述支撐座2、環狀碟型彈性體13和調整螺栓14安裝在所述殼體I的另一水平方向的空心階梯圓筒內。
[0027]如圖1所示，所述齒條7是通過與壓緊滾輪5滾動接觸壓緊到主動齒輪6上，所述壓緊滾輪5通過一對既能承受徑向力又能承受軸向力的軸承8和心軸3安裝在支撐座2中；所述支撐座2可滑動的安裝在所述殼體I中，其一端通過心軸3和軸承8支撐壓緊滾輪5，另一端被多個環狀碟型彈性體13壓緊;所述環狀碟型彈性體13被調整螺栓14壓緊;所述調整螺栓14與殼體I左端通過螺紋連接，并通過防松螺栓15固定于殼體I防止旋轉松動。
[0028]所述支撐座2為一階梯圓柱體，如圖5所示，其一端徑向設有安裝心軸3的階梯孔和容納壓緊滾輪5的半開口U型槽，另一端設有安裝環狀碟型彈性體13的軸向凸臺，所述凸臺和半開口 U型槽之間的圓柱體周向開有兩道用以安裝O型密封圈12的環形槽。
[0029]所述壓緊滾輪5外圓柱面周向設有橫截面為梯形的凹槽，如圖4-7所示，所述的齒條7上背齒側軸向設有與壓緊滾輪5配合的橫截面為梯形的凸臺，壓緊滾輪5凹槽兩頂面與齒條7上設有的梯形凸臺兩底面接觸，且壓緊滾輪5上的凹槽兩側面頂部與齒條7上設有的梯形凸臺兩側面底部接觸。
[0030]所述心軸3大端開有注入潤滑脂的軸向盲孔，如圖1所示，盲孔末端開有一連通所述壓緊滾輪5凹槽的徑向通孔，所述壓緊滾輪5的凹槽中相應均布多個可通過潤滑介質的徑向小孔，而所述殼體I相應所述心軸3大端位置設有安裝注入潤滑介質的油杯4的徑向螺孔。
[0031]所述調整螺栓14周向均布多個用于穿過防松螺栓15的軸向小孔，而所述殼體I安裝調整螺栓14的空心階梯圓筒端面邊緣設有一安裝防松螺栓15的軸向螺孔，如圖1所示。
[0032]本實用新型工作過程描述如下:
[0033]當汽車轉向時，方向盤帶動主動齒輪6旋轉，與其嚙合的齒條7受到主動齒輪6的切向、軸向和徑向分力，齒條7在所述切向分力作用下在殼體I中滑動帶動轉向輪轉向，同時壓緊滾輪梯形凹槽頂面5b在受到齒條梯形凸臺底面7b的滾動摩擦力作用下帶動壓緊滾輪5轉動;而齒條梯形凸臺底面7b受到壓緊滾輪梯形凹槽頂面5b的預壓力抵消所述徑向分力，以及齒條梯形凸臺側面7c底部受到壓緊滾輪梯形凹槽側面5c頂部的預壓力抵消所述軸向分力，以上所述兩預壓力大小可以通過調整螺栓(14)進行調整，調整合適后通過防松螺栓15將調整螺栓14固定于殼體I防止旋轉松動，在以上所述兩預壓力作用下，達到消除或最大程度減小齒條7和主動齒輪6的嚙合傳動間隙。
[0034]以上實施例只是詳細說明本發明的結構和工作過程，并不限定本發明的技術構思，凡依本發明所做出的等同改進或在本基礎上所做的變化，均被本發明申請所涵蓋。
【主權項】
1.一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，包括:殼體(I)、支撐座(2)、心軸(3)、油杯(4)、壓緊滾輪(5)、主動齒輪(6)、齒條(7)、軸承(8)、墊圈(9)、擋圈(10)、螺釘(11)、0型密封圈(12)、環狀碟型彈性體(13)、調整螺栓(14)、防松螺栓(15);所述殼體(I)為一由三個空間相交空心階梯圓筒組成的焊接件或鑄造件，所述主動齒輪(6)及其相關的支撐件可旋轉地安裝在所述殼體(I)的豎直方向的空心階梯圓筒中；所述齒條(7)可滑動地安裝于殼體(I)的一水平方向的空心階梯圓筒內；所述壓緊滾輪(5)通過心軸(3)、軸承(8)、墊圈(9)、擋圈(10)、螺釘(11)可旋轉地安裝在支撐座(2)上，而所述支撐座(2)、環狀碟型彈性體(13)和調整螺栓(14)安裝在所述殼體(I)的另一水平方向的空心階梯圓筒內；其特征在于，所述齒條(7)是通過與壓緊滾輪(5)滾動接觸壓緊到主動齒輪(6)上，所述壓緊滾輪(5)通過一對既能承受徑向力又能承受軸向力的軸承(8)和心軸(3)安裝在支撐座(2)中；所述支撐座(2)可滑動的安裝在所述殼體(I)中，其一端通過心軸(3)和軸承(8)支撐壓緊滾輪(5)，另一端被多個環狀碟型彈性體(13)壓緊;所述環狀碟型彈性體(13)置于調整螺栓(14)與支撐座(2)之間，通過調整調整螺栓(14)壓緊支撐座(2);所述調整螺栓(14)與殼體(I)通過螺紋連接，并通過防松螺栓(15)固定于殼體(I)防止因振動而發生旋轉松動。2.如權利要求1所述的一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，其特征在于，所述壓緊滾輪(5)夕卜圓柱面周向設有橫截面為梯形的凹槽，所述的齒條(7)背齒側設有與壓緊滾輪(5)配合的橫截面為梯形且長度與齒條長度相當的軸向凸臺，壓緊滾輪(5)梯形凹槽兩頂面(5b)與齒條(7)上設有的梯形凸臺兩底面(7b)接觸，且壓緊滾輪(5)上的梯形凹槽兩側面(5c)頂部與齒條(7)上設有的梯形凸臺兩側面(7c)底部接觸。3.如權利要求1所述的一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，其特征在于，所述支撐座(2)為一階梯圓柱體，其靠齒條(7)端徑向設有安裝心軸(3)的階梯孔和容納壓緊滾輪(5)的半開口 U型槽，其遠離齒條(7) —端設有安裝環狀碟型彈性體(13)的凸臺，凸臺和半開口U型槽之間的圓柱體周向開有兩道用以安裝O型密封圈(12)的環形槽。4.如權利要求1所述的一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，其特征在于，所述心軸(3)大端開有注入潤滑介質的軸向盲孔，盲孔末端開有一連通所述壓緊滾輪(5)凹槽的徑向通孔;所述壓緊滾輪(5)的凹槽中相應均布多個用于通過潤滑介質的徑向小孔;而所述殼體(I)相應心軸(3)大端位置設有安裝注入潤滑介質的油杯(4)的徑向螺孔。5.如權利要求1所述的一種齒輪齒條滾動壓緊裝置，其特征在于，所述調整螺栓(14)周向均布多個用于穿過防松螺栓(15)的軸向小孔;而所述殼體(I)安裝調整螺栓(14)的端面邊緣設有一安裝防松螺栓(15)的軸向螺孔。
【文檔編號】B62D3/12GK205499043SQ201620215615
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】戴小標, 張紅梅, 劉志輝, 徐勇, 李滔
【申請人】邵陽學院