一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。現(xiàn)有汽車的轉(zhuǎn)向裝置由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高昂，不適于在整車質(zhì)量較輕的電動(dòng)汽車上使用。一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、輸入轉(zhuǎn)向軸、前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器及傳輸動(dòng)力的中間傳動(dòng)軸，前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上設(shè)置有輸出轉(zhuǎn)向小齒輪，轉(zhuǎn)向齒條上設(shè)置有兩段斜齒，分別為轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪嚙合，轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒與輸出轉(zhuǎn)向小齒輪嚙合，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪通過花鍵與中間傳動(dòng)軸連接。使用本實(shí)用新型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，能源的有效利用率高，外觀尺寸小，可以更好地適應(yīng)日益繁雜的交通狀況。
【專利說明】一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于車輛工程機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，私家車增長迅速，大城市汽車泛濫的情況已經(jīng)造成很多問題，再加上街道窄、車位少，使汽車的靈活性受到很大的考驗(yàn)，如何讓駕駛員不再困擾于視野或越來越小的車位，以及在狹窄路中如何快速掉頭而不會(huì)影響正常交通，是現(xiàn)階段面臨的新問題。
[0003]城市工況復(fù)雜，汽車很難將車速提高，汽車的燃油利用率很難提高，而微型的電動(dòng)汽車，車速慢，機(jī)動(dòng)靈活，適合城市的復(fù)雜工況，且電能的有效利用率高，符合節(jié)能環(huán)保的要求。因此，發(fā)展微型電動(dòng)汽車符合社會(huì)發(fā)展的潮流。
[0004]面對(duì)復(fù)雜的城市工況，必須提高汽車的靈活性，而影響汽車靈活性的主要因素是外觀尺寸和轉(zhuǎn)彎半徑，微型電動(dòng)汽車的尺寸有利于靈活性的提高；而減小汽車轉(zhuǎn)彎半徑的最主要的方式就是采用四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0005]現(xiàn)有汽車的轉(zhuǎn)向裝置多為液壓助力式轉(zhuǎn)向裝置和電動(dòng)助力式轉(zhuǎn)向裝置，這兩種轉(zhuǎn)向裝置雖然能夠起到相應(yīng)的助力轉(zhuǎn)向效果，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高昂，因此不適于在整車質(zhì)量較輕的電動(dòng)汽車上使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提出了一種機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以克服傳統(tǒng)汽車二輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎半徑過大和城市工況汽車的能源利用率低的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、輸入轉(zhuǎn)向軸、控制前輪偏轉(zhuǎn)的前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、控制后輪偏轉(zhuǎn)的后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器及傳輸動(dòng)力的中間傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)向盤通過萬向節(jié)與輸入轉(zhuǎn)向軸連接，后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器與中間傳動(dòng)軸連接，所述前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器包括輸入轉(zhuǎn)向小齒輪和轉(zhuǎn)向齒條，輸入轉(zhuǎn)向小齒輪與轉(zhuǎn)向齒條嚙合，所述輸入轉(zhuǎn)向軸通過花鍵與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪連接，所述前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上設(shè)置有輸出轉(zhuǎn)向小齒輪，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪通過軸承固定在前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，轉(zhuǎn)向齒條上設(shè)置有兩段斜齒，分別為轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪嚙合，轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒與輸出轉(zhuǎn)向小齒輪嚙合，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪通過花鍵與中間傳動(dòng)軸連接。
[0008]所述轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒分別位于轉(zhuǎn)向齒條異面的左右兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒齒頂平面與水平面平行時(shí)，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒齒頂平面與轉(zhuǎn)向齒條軸線所在的垂直平面的夾角是10°?20°。
[0009]所述轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒分別包括數(shù)個(gè)小齒,每個(gè)斜齒上的小齒數(shù)量分別為25個(gè)；轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒的長度分別為190mm。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型是在前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上設(shè)置輸出轉(zhuǎn)向小齒輪，轉(zhuǎn)向齒條上設(shè)置轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒，通過轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒與輸入小齒輪哨合將方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩傳遞到前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上；前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒條輸出斜齒與輸出小齒輪的哨合，使動(dòng)力通過中間傳動(dòng)軸傳動(dòng)傳遞到后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，完成動(dòng)力的傳動(dòng)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、可靠，生產(chǎn)成本低，可有效的減小汽車轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車的靈活性；使用該四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，能源的有效利用率高，外觀尺寸小，可以更好地適應(yīng)日益繁雜的交通狀況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的左視圖；
[0014]圖4為前齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖5為前轉(zhuǎn)向器上齒條兩段斜齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6為圖5中轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒的A-A剖視圖；
[0017]圖7為兩段斜齒的齒形圖；
[0018]圖8為斜齒的放大圖。
[0019]圖中標(biāo)記:1、轉(zhuǎn)向盤；2、轉(zhuǎn)向軸；3、轉(zhuǎn)向小齒輪；4、轉(zhuǎn)向齒條；5、轉(zhuǎn)向橫拉桿；6、轉(zhuǎn)向節(jié)；7、盤式制動(dòng)器；8、半軸；9、差速器；10、車輪；11、轉(zhuǎn)向小齒輪；12、中間傳動(dòng)軸；13、中間支撐；14、萬向節(jié)；15、后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器；16、前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器；17、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；18、麥佛遜獨(dú)立懸架；19、轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒；20、轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0021]參見圖2、圖3和圖4，一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤1、轉(zhuǎn)向軸2、控制前輪偏轉(zhuǎn)的前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器16、控制后輪偏轉(zhuǎn)的后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器15及傳輸動(dòng)力的中間傳動(dòng)軸12，轉(zhuǎn)向盤I通過萬向節(jié)與轉(zhuǎn)向軸2連接，后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器15與中間傳動(dòng)軸12連接，所述前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器16包括輸入轉(zhuǎn)向小齒輪3和轉(zhuǎn)向齒條4，輸入轉(zhuǎn)向小齒輪3與轉(zhuǎn)向齒條4嚙合，所述轉(zhuǎn)向軸2通過花鍵與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪3連接，前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器16上還設(shè)置有輸出轉(zhuǎn)向小齒輪11，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪11通過軸承與前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器16連接，轉(zhuǎn)向齒條4上設(shè)置有兩段斜齒，分別為轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪3嚙合，轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒與輸出轉(zhuǎn)向小齒輪11嚙合，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪11通過花鍵與中間傳動(dòng)軸12連接。
[0022]參見圖5、圖6和圖7，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒分別錯(cuò)位分布在位于轉(zhuǎn)向齒條左右兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒齒頂平面與水平面平行時(shí)，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒齒頂平面與齒條軸線所在的垂直平面的夾角是10°?20°。
[0023]本實(shí)用新型中的轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒19和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒20分別包括數(shù)個(gè)均勻間隔排列的小齒，每段斜齒上的小齒數(shù)量分別為25個(gè)，每個(gè)小齒頂端左側(cè)與垂直面的夾角為10° (參見圖8);轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒19和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒20的長度分別為190mm。
[0024]在前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器16中的轉(zhuǎn)向齒條4上加工有兩段斜齒，從而保證將轉(zhuǎn)向動(dòng)力同步的傳到轉(zhuǎn)向小齒輪11上，進(jìn)而通過中間傳動(dòng)軸12將轉(zhuǎn)向動(dòng)力傳到后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器15。
[0025]中間傳動(dòng)軸12通過中間支撐13安裝在車架上。
[0026]在安裝時(shí)，在汽車的各車輪10上安裝盤式制動(dòng)器7，轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架之間安裝麥佛遜獨(dú)立懸架18，安裝在車架上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)17通過差速器9將動(dòng)力傳到半軸8上，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輪10旋轉(zhuǎn)。
[0027]機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖2所示:駕駛員由轉(zhuǎn)向盤I輸入轉(zhuǎn)向動(dòng)力，通過轉(zhuǎn)向軸2帶動(dòng)輸入轉(zhuǎn)向小齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向齒條4左右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過輸出轉(zhuǎn)向小齒輪11將轉(zhuǎn)向動(dòng)力的傳遞到中間傳動(dòng)軸12上,從而使后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器15的齒條與前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒條同步的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)與前后齒條鉸接的左右轉(zhuǎn)向橫拉桿5移動(dòng)，從而推動(dòng)左右轉(zhuǎn)向節(jié)6繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)后輪與前輪反向旋轉(zhuǎn)的四輪轉(zhuǎn)向。
[0028]電動(dòng)汽車安裝機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后，如圖2-3所示，包括車輪10和驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向的機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還包括安裝在各車輪上的盤式制動(dòng)器7，以及安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)6和車架之間的麥佛遜獨(dú)立懸架18，安裝在車架上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)17和差速器9，差速器9與車輪10之間的半軸8。裝有機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的實(shí)施:驅(qū)動(dòng)電機(jī)17通過車載電源帶動(dòng)，通過錐齒輪嚙合減速，將動(dòng)力傳遞到差速器9，差速器9通過花鍵連接將動(dòng)力傳到半軸8，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)與半軸8通過花鍵連接的車輪，使車輪旋轉(zhuǎn)。駕駛員踩動(dòng)制動(dòng)踏板，通過盤式制動(dòng)器7的摩擦阻力將車輪10制動(dòng)，安裝在車架和轉(zhuǎn)向節(jié)6之間的麥佛遜獨(dú)立懸架18使電動(dòng)汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)傳遞到駕駛員的震動(dòng)減輕。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤(I)、輸入轉(zhuǎn)向軸(2)、 控制前輪偏轉(zhuǎn)的前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(16)、控制后輪偏轉(zhuǎn)的后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(15 )及傳輸動(dòng)力的中間傳動(dòng)軸(12 )，轉(zhuǎn)向盤(I)通過萬向節(jié)與輸入轉(zhuǎn)向軸(2 )連接，后齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(15)與中間傳動(dòng)軸(12)連接，所述前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(16)包括輸入轉(zhuǎn)向小齒輪(3)和轉(zhuǎn)向齒條(4)，輸入轉(zhuǎn)向小齒輪(3)與轉(zhuǎn)向齒條(4)嚙合，所述輸入轉(zhuǎn)向軸(2)通過花鍵與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪(3)連接，其特征在于:所述前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(16)上設(shè)置有輸出轉(zhuǎn)向小齒輪(11 )，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪(11)通過軸承固定在前齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器(16)上,轉(zhuǎn)向齒條(4)上設(shè)置有兩段斜齒,分別為轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒與輸入轉(zhuǎn)向小齒輪(3 )嚙合，轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒與輸出轉(zhuǎn)向小齒輪(11)嚙合，輸出轉(zhuǎn)向小齒輪(11)通過花鍵與中間傳動(dòng)軸(12 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒(19)和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒(20)分別位于轉(zhuǎn)向齒條(4)異面的左右兩側(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒(20)齒頂平面與水平面平行時(shí)，轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒(19)齒頂平面與轉(zhuǎn)向齒條(4)軸線所在的垂直平面的夾角是10°?20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒(19)和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒(20)分別包括數(shù)個(gè)小齒,每個(gè)斜齒上的小齒數(shù)量分別為25個(gè)；轉(zhuǎn)向齒條輸入斜齒(19)和轉(zhuǎn)向齒條輸出斜齒(20)的長度分別為190mm。
【文檔編號(hào)】B62D3/12GK204077780SQ201420532038
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】張君安, 劉賀 申請(qǐng)人:西安工業(yè)大學(xué)