[实用新型]非圆齿轮传动式汽车转向装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是汽车转向传动装置。

背景技术

目前汽车上广泛使用的是梯形四连杆式转向传动机构，如附图1所示。

梯形四连杆传动机构由转向横拉杆1-2、左腰1-1、右腰1-3、梯形底1-4构成，A为左转向轮Ⅰ的转向轴心，D为右转向轮Ⅱ的转向轴心。

左腰1-1与左转向轮Ⅰ一体，右腰1-3与右转向轮Ⅱ一体。

当左转向轮Ⅰ向右方转动时，转向横拉杆1-2向右移动推动右腰1-3，即使右转向轮Ⅱ向右转，因转向横拉杆1-2比梯形底1-4短，故右转向轮Ⅱ的转角大于左转向轮Ⅰ。向左转向时反之，以此方式满足转向要求。

汽车在转向时，两前转向轮轮轴的延长线必须在后轮轴延长线交汇于一点P，否则前转向轮会出现与地面摩擦，即不是纯滚动，不仅影响汽车转弯时的稳定性，还有损轮胎，也浪费能量。

梯形四连杆式转向传动机构易于制造，造价低。不足之处是不能保证在所有转角时，两前转向轮是处于纯滚动，并且转动角度受到结构的限制，不能转动太大，一般45度以内。若转角过大转向轮的摩擦就无法忽略，转向力矩也会因角度变大而变小，甚至无法转动。

目前，前驱动车因驱动轴是万向节传动，传动折角不能太大，故也限制了前驱汽车前转向轮的大角度转向。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种非圆齿轮传动式汽车转向装置，以保证两前转向轮在转向时都始终处于纯滚动运行，并且使前两转向轮在左、右转向时，转角连续变化最大可到达90°。

本实用新型非圆齿轮传动式汽车转向装置，其特征是，采用一对非圆齿轮配合,左、右非圆齿轮分别通过左、右传动装置带动左、右转向轮转向。

本实用新型包括传动齿轮箱1、左传动轴2a、右传动轴2b、左伞齿驱动转向机构4a、右伞齿驱动转向机构4b，在传动齿轮箱1内设有一对啮合配合的非圆齿轮1a、1b，主动非圆齿轮1a安装在方向盘转向机输出传动轴1c伸入在传动齿轮箱1内的轴端上，从动非圆齿轮1b通过转轴安装在传动齿轮箱1内并与主动非圆齿轮1a啮合配合，在传动齿轮箱1内还设有左侧伞齿轮组3a和右侧伞齿组3b，左侧伞齿轮组3a的主动伞齿轮3a1与主动非圆齿轮1a同轴并联, 从动伞齿轮3a2与左传动轴2a连接，右侧伞齿轮组3b的主动伞齿轮3b1与从动非圆齿轮1b同轴并联，从动伞齿轮3b2与右传动轴2b连接，左伞齿驱动转向机构4a的主动伞齿轮4a1与左传动轴2a安装连接、从动伞齿轮4a2与左转向轮的转向轴5a安装连接，右伞齿驱动转向机构4b的主动伞齿轮4b1与右传动轴2b安装连接、从伞齿轮4b2与右转向轮的转向轴5b安装连接，左侧的侧伞齿组3a、左侧传动轴2a、左侧伞齿驱动转向机构4a构成的左侧传动装置的传动比与右侧的侧伞齿组3b、右侧传动轴2b、右侧伞齿驱动转向机构4b构成的右侧传动装置的传动比相等。

本实用新型一对啮合配合的非圆齿轮1a、1b，是根据两前转向轮转向轴的距离B（即A-D间距）和前轮轴与后轮轴的轴距L设计非圆齿轮1a、1b的相关参数，确定相互配合时两者转动的角度关系，即主动非圆齿轮1a转角与从动非圆齿轮1b转角间的关系。以保证在向左/右从0-90度连续转向时，两前转向轮均是纯滚动运行，即两前转向轮轮轴的延长线必须与后轮轴延长线交汇于一点。

参见附图3。前左转向轮Ⅰ的转向轴心A与前右转向轮Ⅱ的转向轴心D间的距离设为  B；汽车前轮与后轮的轴距为L。

前左转向轮Ⅰ的转角为                                               ，前右转向轮Ⅱ的转角为，和必需遵循以下关系时，才能保证前左转向轮Ⅰ的轮轴延长线和前右转向轮Ⅱ的轮轴延长线在后轮轴延长线上始终交汇于一点P。

设变量PE为；    PC=  

E是前右转向轮Ⅱ转向轴心D在后轮轴线上的垂点；

C是前左转向轮Ⅰ转向轴心A在后轮轴线上的垂点；

PE为P点与E点间的间距；

PC为P点与C点间的间距；

∵   =         

         ∴    

                  

关于非圆齿轮对的节曲线计算：       

非圆齿轮对的节曲线半径、应符合下列关系：

 

=

其中：为从动非圆齿轮的节曲线半径；

为主动非圆齿轮的节曲线半径；

为两非圆齿轮的轴心距，其为常量；

用复合函数求导的公式可得出：