CN103273957A - 非圆齿轮传动式汽车转向装置 - Google Patents

非圆齿轮传动式汽车转向装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103273957A
CN103273957A CN2013102079738A CN201310207973A CN103273957A CN 103273957 A CN103273957 A CN 103273957A CN 2013102079738 A CN2013102079738 A CN 2013102079738A CN 201310207973 A CN201310207973 A CN 201310207973A CN 103273957 A CN103273957 A CN 103273957A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
circular
circular gear
drive
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102079738A
Other languages
English (en)
Inventor
方群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2013102079738A priority Critical patent/CN103273957A/zh
Publication of CN103273957A publication Critical patent/CN103273957A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

本发明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，可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°，可以使汽车增加弯道的稳定性，减少轮胎磨损，节约能量，增加灵活性，特别是在很短小的场地也可方便的停车、提车和调头。

Description

非圆齿轮传动式汽车转向装置
技术领域
本发明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。
发明内容
本发明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°。
本发明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。
本发明包括传动齿轮箱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。
本发明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
Figure 321281DEST_PATH_IMAGE002
，和
Figure 748032DEST_PATH_IMAGE002
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
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE003
；    PC=
Figure 791072DEST_PATH_IMAGE004
  
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；
∵   
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE005
=
Figure 711755DEST_PATH_IMAGE006
       
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE007
 
         ∴   
Figure 418549DEST_PATH_IMAGE008
 
               
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE009
  
关于非圆齿轮对的节曲线计算：       
非圆齿轮对的节曲线半径
Figure 842708DEST_PATH_IMAGE010
、应符合下列关系：
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE013
 
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE015
=
Figure 957535DEST_PATH_IMAGE016
其中：
Figure 298518DEST_PATH_IMAGE010
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；
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE017
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：
Figure 740147DEST_PATH_IMAGE016
=（
Figure 201216DEST_PATH_IMAGE018
）＇
Figure 568743DEST_PATH_IMAGE014
    = × (
Figure 918691DEST_PATH_IMAGE020
) ＇  
    =
Figure 397077DEST_PATH_IMAGE019
 ×  × (
Figure 352132DEST_PATH_IMAGE022
)＇ 
    =
Figure 624982DEST_PATH_IMAGE019
 ×
Figure 291586DEST_PATH_IMAGE021
 ×
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE023
×(
Figure 738443DEST_PATH_IMAGE005
) ＇
∴
Figure 174103DEST_PATH_IMAGE016
=
Figure 617854DEST_PATH_IMAGE019
 × 
Figure 207973DEST_PATH_IMAGE021
 ×  × 
Figure 318329DEST_PATH_IMAGE024
  整理后：
    
Figure 198560DEST_PATH_IMAGE016
=
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE025
    
   解二元一次方程组得出：
     
Figure 10396DEST_PATH_IMAGE026
   
  
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE027
 
    于是可得出一对非圆齿轮节曲线半径
Figure 742597DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 152850DEST_PATH_IMAGE011
的节曲线图，其为点对称图形。
设轴距
Figure 938403DEST_PATH_IMAGE028
为3米，两转向轮的转向轴心间距B为1.8米，得出的一对非圆齿轮节曲线半径
Figure 801317DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 467703DEST_PATH_IMAGE011
的节曲线图，参见图4所示，图中横数轴的0、20两点分别为配合的两非圆齿轮的轴心。
按上述关系制造的非圆齿轮对，在主动非圆齿轮1a转动角=
Figure 732462DEST_PATH_IMAGE001
时，从动非圆齿轮1b转角必然=
Figure 954496DEST_PATH_IMAGE002
。
证明方法如下：
    在主动非圆齿轮1a转动角=
Figure 740924DEST_PATH_IMAGE001
时，则其转过的节曲线长度
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE029
必须等于从动非圆齿轮1b转动角=
Figure 378710DEST_PATH_IMAGE002
所转过的节曲线长度
Figure 497976DEST_PATH_IMAGE030
。
∵ 
Figure 164635DEST_PATH_IMAGE014
   
代入  
Figure 668429DEST_PATH_IMAGE027
  
Figure 140736DEST_PATH_IMAGE032
           
Figure 2013102079738100002DEST_PATH_IMAGE033
   
     根据上下限随变量变化的要求得出：
Figure 29375DEST_PATH_IMAGE014
Figure 71280DEST_PATH_IMAGE034
    
∵  
Figure DEST_PATH_IMAGE035
    
Figure 618935DEST_PATH_IMAGE036
   
  所以，在主动非圆齿轮1a转动角=
Figure 291355DEST_PATH_IMAGE001
时，从动非圆齿轮1b转角必然=
Figure 336410DEST_PATH_IMAGE002
。所以可保证两前转向轮在转向时都始终处于纯滚动运行。
    本发明当转动方向盘，转向机带动啮合配合的主动非圆齿轮1a和被动非圆齿轮1b，两个非圆齿轮的轴转动角度不同，其角度关系已经在前面进行了详细描述，主动非圆齿轮1a和被动非圆齿轮1b分别带动左侧伞齿轮组3a和右侧伞齿组3b，左侧伞齿组3a的从动伞齿轮3a2带左传动轴2a，左传动轴2a带动左伞齿驱动转向机构4a的主动伞齿轮4a1，从伞齿轮4a2带左转向轮的转向轴5a转动；右侧伞齿组3b的从动伞齿轮3b2带右传动轴2b，右传动轴2b带动右伞齿驱动转向机构4b的主动伞齿轮4b1，从伞齿轮4b2带右转向轮的转向轴5b转动。由于左侧的侧伞齿组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是相等的，即两者传动比的比值是1比1的关系，所以主动非圆齿轮1a和被主动非圆齿轮1b的转角是被等比传动，分别传动前左转向轮Ⅰ转角和前右转向轮Ⅱ转角，实现转向轮纯滚动的要求。
非圆齿轮转动角度等于转向轮实际转角，左侧传动装置、右侧传动装置的传动比是1。当非圆齿轮设计的转角大于转向轮转角时，即非圆齿轮与转向轮的转角比是q时，左侧传动装置、右侧传动装置的传动比是1/q，同样保证两转向轮与非圆齿轮的对应转角关系，即保证两转向轮是纯滚动。
对于前驱独立悬挂车辆，在左传动轴2a和右传动轴2b上设有万向节，即传动轴是由万向节连接的左右两段轴构成。
本发明可以使汽车增加弯道的稳定性，减少轮胎磨损，节约能量，增加灵活性，特别是在很短小的场地也可方便的停车、提车和调头。
附图说明
图1是现有技术结构示意图。
   图2是本发明新型实施例结构示意图。
   图3是本发明前转向轮转动角度示意图。
图4是本发明实施例非圆齿轮对的节曲线图。
具体实施方式
本发明包括传动齿轮箱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。

Claims (4)

1.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。
2.根据权利要求1所述的非圆齿轮传动式汽车转向装置，其特征是，包括有传动齿轮箱(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。
3.根据权利要求1或2所述的非圆齿轮传动式汽车转向装置，其特征是，非圆齿轮与转向轮的转角比是q时，左侧传动装置、右侧传动装置的传动比是1/q。
4.根据权利要求1或2所述的非圆齿轮传动式汽车转向装置，其特征是，在左传动轴(2a)和右传动轴(2b)上设有万向节。
CN2013102079738A 2013-05-30 2013-05-30 非圆齿轮传动式汽车转向装置 Pending CN103273957A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102079738A CN103273957A (zh) 2013-05-30 2013-05-30 非圆齿轮传动式汽车转向装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102079738A CN103273957A (zh) 2013-05-30 2013-05-30 非圆齿轮传动式汽车转向装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103273957A true CN103273957A (zh) 2013-09-04

Family

ID=49056621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102079738A Pending CN103273957A (zh) 2013-05-30 2013-05-30 非圆齿轮传动式汽车转向装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103273957A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105946969A (zh) * 2016-05-27 2016-09-21 北京航空航天大学 一种解决平衡摇臂式底盘车辆转向问题的转向机构
US11945497B2 (en) 2022-03-11 2024-04-02 Gn Technologies Inc. Vehicle steering wheels system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001278091A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Kubota Corp 乗用型水田作業機
JP2006062631A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Yoshio Abe タイヤの近直角偏向差機
CN101293534A (zh) * 2007-04-26 2008-10-29 上海市七宝中学 一种车辆转向机构
JP2010023809A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Denso Corp 車両駆動用アクチュエータ
KR20100030742A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 최진만 자동조향 장치
CN101791992A (zh) * 2009-12-30 2010-08-04 清华大学 一种汽车转向***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001278091A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Kubota Corp 乗用型水田作業機
JP2006062631A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Yoshio Abe タイヤの近直角偏向差機
CN101293534A (zh) * 2007-04-26 2008-10-29 上海市七宝中学 一种车辆转向机构
JP2010023809A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Denso Corp 車両駆動用アクチュエータ
KR20100030742A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 최진만 자동조향 장치
CN101791992A (zh) * 2009-12-30 2010-08-04 清华大学 一种汽车转向***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105946969A (zh) * 2016-05-27 2016-09-21 北京航空航天大学 一种解决平衡摇臂式底盘车辆转向问题的转向机构
US11945497B2 (en) 2022-03-11 2024-04-02 Gn Technologies Inc. Vehicle steering wheels system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206926516U (zh) 一种自动导引运输车的底盘
CN205292782U (zh) 一种原地转向及横向行驶的轮毂电机电动汽车转向装置
CN204452026U (zh) 一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器
CN204774645U (zh) 新型叉车驱动桥
CN103465779A (zh) 双引擎全向四驱行进机构
CN104670010A (zh) 一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器
CN103818211A (zh) 一种车用主动横向稳定杆
CN202175087U (zh) 一种转向传动机构
CN110588777A (zh) 四轮机械
CN209600608U (zh) 一种适用于agv小车的转向装置及agv小车
CN106838201A (zh) 二齿差摆盘驱动式汽车差速器
CN106704541A (zh) 二齿差摆盘式汽车差速器
CN103273957A (zh) 非圆齿轮传动式汽车转向装置
CN101973311B (zh) 整体主动式电动助力转向机械结构
CN207012564U (zh) 一种无碳小车
CN203345012U (zh) 非圆齿轮传动式汽车转向装置
CN205890846U (zh) 一种隧道小断面车辆的转向台架装置
CN205423738U (zh) 内齿轮驱动的摆齿式汽车差速器
CN203766410U (zh) 一种转向驱动桥
CN207875733U (zh) 台车用驱动行走装置
JP2008126709A (ja) 無人搬送車
CN207045448U (zh) 一种电动底盘
CN107654607A (zh) 二齿差平面钢球传动保持架式汽车差速器
CN100560398C (zh) 差动驱动行走机构
CN204641864U (zh) 一种三轮植保车的前转向驱动机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130904