本實(shí)用新型涉及轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，被本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知且廣泛應(yīng)用的汽車用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，下面將結(jié)合這兩種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡述其優(yōu)缺點(diǎn)。

(1)、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：

優(yōu)點(diǎn)：形式結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，僅包括轉(zhuǎn)向連桿和轉(zhuǎn)向節(jié)，零件少，占用空間少，成本較低，質(zhì)量小，轉(zhuǎn)向輕便，并且傳動效率較高，一般廣泛應(yīng)用于前置前輪驅(qū)動型的獨(dú)立懸架汽車中，在非獨(dú)立懸架中不能采用；

缺點(diǎn)：由于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動軸設(shè)計(jì)為3段式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動軸兩端設(shè)計(jì)有兩個不等速萬向節(jié)，造成轉(zhuǎn)向力矩會出現(xiàn)波動現(xiàn)象，影響傳動性能，會對駕駛員的操縱感覺有影響。

(2)、采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：

優(yōu)點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械效率比較高，有利于減小轉(zhuǎn)向力；

缺點(diǎn)：因?yàn)闆]有布置轉(zhuǎn)向連桿系統(tǒng)的空間，因此很難在前置前驅(qū)動形式的轎車上采用；當(dāng)采用獨(dú)立懸架的前置后輪驅(qū)動汽車采用這種轉(zhuǎn)向器時，需要附加斷開式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，這會增加重量和成本，經(jīng)濟(jì)性不如采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

因此，本申請人致力于提供一種新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、易裝配，從而降低了其成本，實(shí)現(xiàn)了底盤的輕量化，并且有效改善了傳動性能。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括：方向盤；轉(zhuǎn)動軸，其第一端與所述方向盤固定連接；轉(zhuǎn)向齒輪，固定套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動軸的第二端；轉(zhuǎn)向齒條，與所述轉(zhuǎn)向齒輪嚙合；條狀連接件，其兩端分別與所述轉(zhuǎn)向齒條的兩端固定連接；一對轉(zhuǎn)向拉桿，所述轉(zhuǎn)向拉桿的第一端與所述條狀連接件鉸接，第二端設(shè)有一球鉸，所述轉(zhuǎn)向拉桿的第二端的球鉸用于與外部轉(zhuǎn)向節(jié)連接。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括：轉(zhuǎn)動軸殼體，套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動軸外部，且所述轉(zhuǎn)動軸殼體與轉(zhuǎn)動軸通過圓柱副連接；所述轉(zhuǎn)動軸殼體上設(shè)有連接件，所述連接件用于連接所述轉(zhuǎn)動軸殼體和車架。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括：轉(zhuǎn)向齒條殼體，套設(shè)在所述轉(zhuǎn)向齒條外部，且所述轉(zhuǎn)向齒條殼體和轉(zhuǎn)向齒條通過滑移副連接；所述轉(zhuǎn)向齒條殼體上設(shè)有一對連接襯套，一對所述連接襯套位于所述轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向齒條的嚙合點(diǎn)的兩端，一對所述連接襯套用于連接所述轉(zhuǎn)向齒條殼體和車架。

優(yōu)選地，所述條狀連接件與所述轉(zhuǎn)向齒條平行設(shè)置，且所述條狀連接件與所述轉(zhuǎn)向齒條通過螺紋螺栓固定連接。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向齒條的嚙合點(diǎn)位于所述條狀連接件和轉(zhuǎn)向齒條的兩個連接點(diǎn)之間。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向齒條的嚙合點(diǎn)位于一對所述轉(zhuǎn)向拉桿與所述條狀連接件的兩個鉸接點(diǎn)之間。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)向拉桿的第一端與所述條狀連接件通過球鉸進(jìn)行鉸接。

本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)以下任意一種有益效果。

1、本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過將轉(zhuǎn)動軸的一端與轉(zhuǎn)向盤固定連接，另一端裝上轉(zhuǎn)向齒輪后與轉(zhuǎn)向齒條嚙合，這樣設(shè)置避免了將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動軸設(shè)為通過萬向節(jié)連接的多段結(jié)構(gòu)，從而有效避免了轉(zhuǎn)向盤帶動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向力矩會出現(xiàn)較大波動，進(jìn)而優(yōu)化了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動性能，便于駕駛員的操作。

2、本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)簡化了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，并簡化了轉(zhuǎn)向方式，降低了機(jī)構(gòu)的制作成本，實(shí)現(xiàn)了底盤的輕量化，并且，容易裝配與拆卸。

3、本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動軸和轉(zhuǎn)動軸殼體通過圓柱副連接，轉(zhuǎn)向齒條與轉(zhuǎn)向齒條殼體通過滑移副連接，這樣設(shè)置使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固，在轉(zhuǎn)向時，運(yùn)行更為可靠。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中所示的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

方向盤10，轉(zhuǎn)動軸20，轉(zhuǎn)向齒輪30，轉(zhuǎn)向齒條40，條狀連接件50，轉(zhuǎn)向拉桿61、62，球鉸63、64，轉(zhuǎn)動軸殼體70，連接件71，轉(zhuǎn)向齒條殼體80，連接襯套81。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖1和圖2所示，本具體實(shí)施例公開了一種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括：方向盤10；轉(zhuǎn)動軸20，其第一端與方向盤10固定連接；轉(zhuǎn)向齒輪30，固定套設(shè)在轉(zhuǎn)動軸20的第二端；轉(zhuǎn)向齒條40，與轉(zhuǎn)向齒輪30嚙合；條狀連接件50，其兩端分別與轉(zhuǎn)向齒條40的兩端固定連接；一對轉(zhuǎn)向拉桿61、62，轉(zhuǎn)向拉桿61、62的第一端(即圖1中所示的兩個轉(zhuǎn)向拉桿彼此靠近的一端)與條狀連接件50鉸接，第二端設(shè)有一球鉸63、64，轉(zhuǎn)向拉桿的第二端的球鉸用于與外部懸架系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向節(jié)連接。

具體的，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括轉(zhuǎn)動軸殼體70，轉(zhuǎn)動軸殼體70套設(shè)在轉(zhuǎn)動軸20外部，且轉(zhuǎn)動軸殼體70與轉(zhuǎn)動軸20通過圓柱副連接。轉(zhuǎn)動軸殼體70上還設(shè)有連接件71，連接件71用于連接轉(zhuǎn)動軸殼體70和車架。也就是說，在安裝轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時，轉(zhuǎn)動軸及轉(zhuǎn)動軸殼體組成的圓柱副通過連接件固定在車架上。

具體的，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還包括轉(zhuǎn)向齒條殼體80，轉(zhuǎn)向齒條殼體80套設(shè)在轉(zhuǎn)向齒條40外部，且轉(zhuǎn)向齒條殼體80和轉(zhuǎn)向齒條40通過滑移副連接；轉(zhuǎn)向齒條殼體80上設(shè)有一對連接襯套81，一對連接襯套81位于轉(zhuǎn)向齒輪30和轉(zhuǎn)向齒條40的嚙合點(diǎn)的兩端，一對連接襯套81用于連接轉(zhuǎn)向齒條殼體80和車架。也就是說，在安裝轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時，轉(zhuǎn)向齒條及轉(zhuǎn)向齒條殼體組成的滑移副通過連接襯套固定在車架上。

在本實(shí)施例中，條狀連接件50具體為一矩形部件，條狀連接件50與轉(zhuǎn)向齒條40平行設(shè)置，且條狀連接件50與轉(zhuǎn)向齒條40通過螺紋螺栓固定連接成為一個整體。這樣設(shè)置可以使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固，從而使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)行更為平穩(wěn)。

具體的，轉(zhuǎn)向拉桿61、62的第一端(即圖1中所示的兩個轉(zhuǎn)向拉桿彼此靠近的一端)與條狀連接件50通過球鉸鉸接，這樣設(shè)置便于轉(zhuǎn)向拉桿61、62的運(yùn)行，且用于連接轉(zhuǎn)向拉桿與條狀連接件的球鉸在條狀連接件上的位置易調(diào)節(jié)，拆裝方便。

具體的，轉(zhuǎn)向齒輪30和轉(zhuǎn)向齒條40的嚙合點(diǎn)位于條狀連接件50和轉(zhuǎn)向齒條40的兩個連接點(diǎn)之間，這樣設(shè)置可以使轉(zhuǎn)向齒輪30帶動轉(zhuǎn)向齒條40移動時，轉(zhuǎn)向齒條40可以從條狀連接件50的兩端帶動條狀連接件移動，從而有效保證了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)。

另外，轉(zhuǎn)向齒輪30和轉(zhuǎn)向齒條40的嚙合點(diǎn)位于轉(zhuǎn)向拉桿61、62與條形連接件50的兩個鉸接點(diǎn)之間。這樣設(shè)置可以進(jìn)一步保證轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)。

當(dāng)然了，在其他具體實(shí)施例中，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)動軸殼體及轉(zhuǎn)向齒條殼體均可以選擇性設(shè)置，且連接件及連接襯套的具體結(jié)構(gòu)形式均可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇性設(shè)置；此外，本實(shí)用新型的條狀連接件與轉(zhuǎn)向齒條的連接方式以及轉(zhuǎn)向連桿與條狀連接件的連接形式均可以根據(jù)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整，此處不再贅述。

示例性的，如圖1所示，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的具體應(yīng)用情況如下：

轉(zhuǎn)動方向盤10，方向盤10帶動轉(zhuǎn)動軸20轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸20的第二端的轉(zhuǎn)向齒輪30傳動轉(zhuǎn)向齒條40，轉(zhuǎn)向齒條40通過條形連接件50與轉(zhuǎn)向拉桿61、62之間的連接球鉸帶動轉(zhuǎn)向拉桿61、62移動，轉(zhuǎn)向拉桿61、62進(jìn)一步通過球鉸63、64帶動外部轉(zhuǎn)向節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。

本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)避免了采用傳統(tǒng)汽車用齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中采用的三段式空間布置的傳動軸形式，從而減小了轉(zhuǎn)向盤輸入力矩的波動，進(jìn)而有效提升了其傳動性能，另外，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還具有易裝配、重量輕、成本低的特點(diǎn)，特別適用于小噸位的微型汽車用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)用至微型汽車用中置轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中時，采用車輛多體動力學(xué)的方法進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)特性分析設(shè)計(jì)，使用多體動力學(xué)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)優(yōu)化所述的微型汽車用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能，結(jié)合樣車試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)改善優(yōu)勢較明顯，具有較好的阿克曼率，阿克曼率即轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)向力矩的實(shí)際差值和理論差值的比值。將多體動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析方法運(yùn)用于車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的研發(fā)中，對提高汽車研發(fā)水平，減少后期制造風(fēng)險，提高車輛性能、縮短開發(fā)周期及降低成本、底盤輕量化均起到了重要作用。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。