[发明专利]一种变传动比的转向器空心齿条

说明书

本发明涉及一种变传动比的转向器空心齿条，包括转向器齿条本体，所述转向器齿条本体由齿部与杆部组成，所述齿部的外缘设有一排啮合齿，所述转向器齿条本体为空心管，所述啮合齿为变传动比啮合齿，包括中间段模数较小的齿变节区域，及对称设于所述齿变节区域两侧的模数较大的齿定节区域。与现有技术相比，本发明通过整个齿条是空心的，有助于汽车轻量化，齿条设计实现传动比由中间到两边由小往大的变化，完成中间舒适区的齿距小，两边的齿距大，转向传动比因此发生改变，从而适应低速与高速行驶的需要，避免了汽车低速行驶比较稳定，在高速行驶时显得过于灵敏，大大提高驾驶的安全性和舒适性。

技术领域

本发明涉及汽车转向器技术领域，具体涉及一种变传动比的转向器空心齿条。

背景技术

在国内汽车转向器市场，主流转向器分为：液压助力式转向系统(HPS)、电子助力转向器两大类。随着经济与技术水平发展，国内企业自主研发以上两种类型的转向器趋于成熟，国内市场逐渐壮大起来。但是这些主流转向器传动比为一个定值，这样就存在，在传动比较小时，汽车低速行驶比较稳定，在高速行驶时显得过于灵敏，在安全与稳定上不太好；相反，传动比选择大点，高速行驶比较稳定，低速时会反应迟钝。由此，在安全与舒适上很难做的两全其美，存在一定的缺陷。所以，很需要设计一种在不同行驶状况下都能适应的转向系统，也就是变传动比转向器。

其实变速比转向器在国外上世纪70年代就有这种设计，其中关键的零件就是传动齿条，这种齿条加工成不同的齿距(变节距)，中间舒适区的齿距小，两边的齿距大。转向传动比因此发生改变，从而适应低速与高速行驶的需要。在国外欧系的实心变比齿条与日系的空心变比齿条为代表，在高档车及赛车上运用很广泛。近年来国内汽车行业的腾飞，对汽车的舒适与安全性要求越来越高，因此，变比转向器是我国未来几年的发展趋势，市场潜在力量很大。国内企业自主研发变比齿条(Variable gear ratio＝VGR齿条)迫在眉睫，变传动比转向器在国内乘用车上必定会被广泛推广及运用。

但现有转向器齿条难以同时做到轻量化以及变传动比，尤其是传动比的设计，往往难以满足市场需求。由此，针对变传动比转向器在国内的发展需要，急需研发了一种变节距转向器空心齿条。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种变传动比的转向器空心齿条，满足轻量化及变传动比设计的需求。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种变传动比的转向器空心齿条，包括转向器齿条本体，所述转向器齿条本体由齿部与杆部组成，所述齿部的外缘设有一排啮合齿，所述转向器齿条本体为空心管，所述啮合齿为变传动比啮合齿，包括中间段模数较小的齿变节区域，及对称设于所述齿变节区域两侧的模数较大的齿定节区域。

齿条设计时，根据客户输出要求，可以设不同要求的变比曲线，基于变传动比曲线，按照包络原理进行齿轮齿条副建模，在建模过程中只需要确定变传动比曲线与齿轮参数，就可以推导出变比齿条的三维模型，通过CATIA软件进行仿真分析、有限元分析、从而验证设计可行性。

进一步地，所述啮合齿沿所述转向器齿条本体长度方向以所述齿变节区域的中心对称设置。

进一步地，所述齿变节区域正中间的啮合齿的模数为1.8-1.9，所述齿定节区域的啮合齿的模数为2.2-2.3，所述齿变节区域正中间往齿定节区域模数逐渐变大。

进一步地，所述齿变节区域正中间的啮合齿的模数为1.85，所述齿定节区域的啮合齿的模数为2.2173。

进一步地，当转动角度angle为0-15°时，所述齿部的线角传动比为46.673；

当转动角度angle为15-105°时，所述齿部的线角传动比为46.673+0.2*angle-2.864*sin(4*angle-60)；