專利名稱：四輪小車轉向機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種四輪小車的轉向機構，由操作部件、放大力矩部件及轉向梯形部件組成。
現(xiàn)有四輪車輛轉向技術理論和機構，只要與獨立懸掛配用的轉向傳動機構中，轉向梯形都必須分為兩段或三段，結構復雜；梯形臂的長度在使用中是不可調的，梯形臂與橫拉桿在道路平面內的交角亦是設計定的，因此該種轉向機構只運用于設計的某一種基本車型，局限了轉向部件的通用化和制造的系列化；另外各轉向傳動件都需有一定的裝配間隙，這些間隙隨著零件的磨損而增大，使游間也增大，甚至使轉向輪擺動，喪失行車的穩(wěn)定性。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種可調使用長度的空間梯形臂和可調梯形內角，與獨立懸掛配合不分段，小游間，自動回正，經濟耐用的四輪小車轉向機構。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過以下措施實現(xiàn)的轉向梯形部件采用兩個梯臂萬向球銷總成分別連接左和右側轉向輪前叉管和橫拉桿，這樣構成可調使用長度的空間梯形臂和可調梯形內角，以及可以獨立懸掛配用，而不需要分段的轉向梯形機構。兩個梯臂萬向球銷總成的節(jié)點是無間隙鉸鏈，操作部件由Ω形狀的方向盤，轉向軸管及齒片構成。放大力矩部件采用兩個以上的齒片，都是140°～180°包角和鏈條相齒合，達到游間較小。
本發(fā)明創(chuàng)造的附圖圖面說明如下


圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的原理圖。
圖2是梯臂萬向球銷總成剖面圖。
圖3是圖2沿B－O1－B的剖面圖。
圖4是Ω形方向盤結構圖。
圖5是圖4側視和剖面圖。
圖6是本發(fā)明創(chuàng)造的實用曲線和理想直線誤差判斷圖。
以下結合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進一步敘述如
圖1所示，當車轉向時，駕駛員對Ω形方向盤(101)施加轉向力矩，帶動固定安裝在轉向軸(102)上的18牙齒片(103)偏轉，經鏈條(104)傳動18～36牙的齒片(105)，并且連動固定安裝在減速短軸(106)上的18牙齒片(107)，再經鏈條(108)帶動固定安裝在左側轉向輪前叉管(109)上的18～24牙的齒片(110)。轉向力矩經過齒片鏈條配合2級減速放大的力矩，拉動左轉向輪偏轉，相對于方向盤偏轉角縮小了相應角度。選用18～36不同牙數(shù)的齒片與鏈條組合2級減速，可調角傳動比i＝1～2.66，使本轉向系機構。通用于大小不同轉向力矩的各種四輪小車。經放大后的轉向力矩的另一部份，經過固定安裝在左側轉向輪前叉管(109)上的梯臂萬向球銷總成(111)，傳給橫拉桿(112)，再傳給固定安裝在右側轉向輪前叉管(109)上的梯臂萬向球銷總成(111)，轉向力矩通過兩個梯臂萬向球銷總成與橫拉桿組成的轉向梯形的簡諧運動作用后，推動右側轉向輪隨之偏轉一個相應的角度，使車輛轉彎行駛。前叉管(109)一端連接轉向輪、另一端連接減振儲能彈性懸掛器(113)，減振儲能彈性懸掛器(113)的結構在1989年7月本發(fā)明人已于申請?zhí)?9104793×和89213965×，名為“多驅動源四輪車”的說明書中，已有敘述。其內有兩個旋轉活塞和懸掛彈簧。轉向輪前叉管(109)的坡度長35mm，翹長為65mm，翹度具有自動產生回正力矩作用。減振儲能彈性懸掛器(113)調整為前傾角69°，與轉向輪外傾角為1°～2.5°，用彎管(114)固定在車架上。轉向輪前束為3～7mm，用橫拉桿(112)整定前束為3～7mm。如圖2和圖3所示，梯臂萬向球銷總成(111)是綜合多功能設計為一體的機構。它構成可調使用長度的空間梯形臂；可調轉向梯形內角Q；轉向梯形空間運動限位；萬向滑動無間隙球鉸鏈；自動消除配合件磨損的間隙；并可配用于獨立懸掛的車輛，而且梯形機構不需分段等多功能特征。圖中梯形臂管(201)一端有內螺紋，用螺桿(210)垂直連接前叉管(109)，功能是是可調梯形管的使用長度，梯形臂管(201)的另一端壓扁，開一螺孔。與球頭銷(202)垂直連接，功能是可調球頭銷的使用長度。球頭銷(202)一端是園球體，另一端是園螺桿，中間段開成長9mm，厚度為對應球體大園心O1平面角為20度的楔形柱體頸部，它是和萬向滑道座管(209)配合限定最大轉向角度。本梯形臂管(201)設計可調的使用長度u范圍是125.25～119mm，球頭銷(202)設計可調使用長度v范圍是32.26～64mm，兩者垂直連接，構成可調使用長度w的空間梯形臂，即是轉向實用梯形臂的可調長度。計算公式為w＝u2+v2]]>。本實施例w＝125～135mm。相應可調梯形的內角Q的范圍是105～118度。梯形外角θ為15°～28°。輪距B＝640～900mm，軸距L＝950～1050mm，用理想轉向方程式cotA＝cotB＋ (B)/(L) ，其中A是內側角，B是外側角。計算和用轉向幾何作圖，實用曲線證明本轉向系機構，可以通用于 (B)/(L) ＝0.673～0.875范圍內的各種小車。偏心園柱滑道副(207)有對稱的兩塊，它的外壁園心O2和內腔園心O1有偏心距為4mm，在兩端部各開有一個φ2.5mm，長15mm的孔(208)，插入安裝伸張彈簧(312)使偏心園柱滑道副(207)可自動伸張，消除球頭磨損的間隙實現(xiàn)轉向梯形的節(jié)點都是無間隙鉸鏈。在萬向滑道座管(209)上安裝兩個螺絲釘(204)，防止偏心園柱滑道副(207)旋轉變位。萬向滑道座管(209)在外管壁中間垂直焊接一根螺桿，連接橫拉桿(112)。它的中間和上段管壁開有長為78mm，寬為對應球頭銷的球頭的園心O1的園心角為100°的管壁，形成一個長方形管壁孔，它和球頭銷(202)的頸部配合，限定球頭銷最大轉向角為向左、向右均為40°，并對球頭銷(202)轉向運動限位。四角螺帽(203)限制防塵蓋(205)不旋轉。防塵蓋(205)兼作緩沖車輪振動的滑軌和萬向空間運動限位。防塵彈簧(206)使防塵蓋(205)等貼在(209)管壁上動作。球頭銷(202)的園球體上下都裝一根定位彈簧(311)，它功能是整定當車在平面上停止時，園球體在中間位置。當轉向時若恰遇某轉向輪振動，球頭可沿偏心園柱滑道副(207)的內腔上下振動都有20mm滑動行程，彈性緩沖外來的振動沖擊力，并使振動力不會經過橫拉桿(112)迫使另一個轉向輪同步振動，因此，轉向梯形不需分段。另外－事故情況，當轉向時恰遇某轉向輪上下振動達到最大振幅20mm，假設橫拉桿一端球頭不能上下滑動，而另一端球頭滑動瞬時速度又跟不上的最壞雙重事故重疊的暫態(tài)過程計算，后果是造成橫拉桿的有效轉向長度等于縮短了。極限最大數(shù)字為0.259mm，橫拉桿長為772mm，縮短比為0.259÷772＝0.0003，即0.03％，故不影響轉向輪偏轉的準確性。如圖4、圖5所示，Ω形方向盤(101)是用薄鋼管彎成形，表面鍍鉻拋光，長直徑為242mm，橢園一側有兩個手把，最大總寬為392mm，旋轉最大直徑為488mm。橢園和手把展開長度為932mm。方向盤中間有三根支持短管(401)，連接安裝螺帽(402)。Ω形狀方向盤比現(xiàn)有車的手把可傳動較大的轉向力短，又方便手力剎車，調速和控制燈光音響訊號。圖6中箭頭是車轉向的方向。δi是內側角。δo是外側角，軸距CF＝DE＝1050mm，輪距CD＝900mm，梯形內角118°，外角28°，梯形臂長CN＝DK＝135mm，橫拉桿長NK＝772mm，MF是理想轉向直線，本機構用曲線MP證實接近理想轉向。
以上敘述是本發(fā)明創(chuàng)造的最佳實施例，但在不超出本發(fā)明創(chuàng)造的構思范圍內，還可有其他改進和變形。
本發(fā)明創(chuàng)造與現(xiàn)有技術相比，在轉向技術和理論上有所突破，并采用多功能設計構件，具有可調使用長度的空間梯形臂和可調梯形內角，與獨立懸掛配用，梯形機構不分段，小游間，自動回正，經濟耐用等優(yōu)點。
權利要求1.一種四輪小車轉向機構，由操縱部件，放大力矩部件及轉向梯形部件組成，其特征在于a、轉向梯形部件是由兩個梯臂萬向球銷總成(111)的一端分別與左右側轉向輪前叉管(109)連接，另一端與橫拉捍(112)連接；b、操縱部件是由
形狀的方向盤(101)、轉向軸管(102)及齒片(103)構成；c、放大力矩部件包括兩組齒輪的齒片和鏈條相嚙合傳動。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉向機構，其特征在于梯臂萬向球銷總成(111)中的梯形臂管(201)一端有內螺紋，用螺桿(210)垂直連接前叉管(109)，梯形臂管(201)另一端壓扁，開一螺孔，與球頭銷(202)垂直連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的轉向機構，其特征在于球頭銷(202)一端是園球體，另一端是園螺桿，中間段有一楔形柱體頸部，園球體上下都裝有一根定位彈簧(311)。
4.根據(jù)權利要求3所述的轉向機構，其特征在于楔形柱體頸部長9mm，厚度為對應球體大園心O1平面角為20度。
5.根據(jù)權利要求3所述的轉向機構，其特征在于球頭銷(202)的園球體外有兩塊對稱的偏心園柱滑道副(207)，其外壁園心O2和內腔園心O1有偏心距4mm，在兩偏心園柱滑道副(207)的端部開有φ2.5mm，長15mm的孔(208)，可插入安裝伸張彈簧(312)。
6.根據(jù)權利要求5所述的轉向機構，其特征在于兩偏心園柱滑道副(207)外套有萬向滑道座管(209)，在外管壁中間垂直焊接一螺桿連接橫拉桿(112)，萬向滑道座(209)的中間和上段壁開有長為78mm，寬為對應球頭銷(202)球頭園心O1的園心角為100°的長方形管壁孔。
7.根據(jù)權利要求6所述的轉向機構，其特征在于萬向滑道座(209)管壁上緊貼一防塵蓋(205)，防塵蓋(205)內有四角螺帽(203)，外套有防塵彈簧(206)。
8.根據(jù)權利要求1所述的轉向機構，其特征在于Ω形方向盤(101)是薄鋼管彎成，中間有三根支持短管(401)連接安裝螺帽(402)。
9.根據(jù)權利要求1所述的轉向機構，其特征在于轉向軸(102)上安裝18牙的齒片(103)，齒片(103)經鏈條(104)傳動18～36牙的齒片(105)，齒片(105)裝在減速短軸(106)上。
10.根據(jù)權利要求9所述的轉向機構，其特征在于減速短軸(106)兩端裝有滾珠軸承，按前傾角69°固定安在車架上，上端裝有18牙齒片(107)，并經鏈條(108)帶動固定安裝在左側轉向輪前叉管(109)上的18～24牙的齒片(110)。
專利摘要一種四輪小車轉向機構，轉向梯形部件是由兩個梯臂萬向球銷總成分別與轉向輪前叉管及橫拉桿連接，操縱部件采用方向盤、轉向軸管及齒片構成，放大力矩部件是用兩個以上的齒片和鏈條齒合放大力矩傳動。具有可調使用長度的空間梯形臂和可調梯形內角，與獨立懸掛配用，梯形機構可不分段，并且有小游間自動回正，經濟耐用等優(yōu)點。
文檔編號B62D1/04GK2066410SQ9020271
公開日1990年11月28日 申請日期1990年3月8日 優(yōu)先權日1990年3月8日
發(fā)明者梁濟權 申請人:梁濟權