CN111776061A - 一种转向器塑料壳体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向器塑料壳体，包括横向管体，横向管体的两端分别连接有第一管头、第二管头，横向管体上连接有倾斜管体，横向管体的外周面连接有第四管头，横向管体外周面的中部连接有第一连接臂，第一连接臂的一端连接有第一固定环，横向管体外周面的一端连接有第二连接臂，第二连接臂的一端连接有第二固定环，横向管体外周面的另一端连接有第三连接臂，第三连接臂的一端连接有第三固定环；本发明采用塑料壳体来代替铝件壳体，实现汽车转向器壳体轻量化，优选耐吸水性强，变形小，耐候性强，满足整车使用环境和载荷要求，采用塑料注塑并二次机加工的方式，不仅满足尺寸高精度要求，而且生产效率高，加工方便。

Description

一种转向器塑料壳体

技术领域

本发明涉及一种转向器壳体，具体涉及一种转向器塑料壳体。

背景技术

转向器的作用是把来自转向盘的转向力矩和转向角进行适当的变换(主要是减速增矩)，再输出给转向拉杆机构，从而使汽车转向，所以转向器本质上就是减速传动装置。转向器有多种类型，如齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式，动力转向器等，市场上转向器外壳一般都采用铝制外壳，原有的铝件壳体的重量较重，增加汽车转向器的整体重量和油耗，而且成型较长，加工较为不便，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塑料转向器壳体，通过对汽车上转向器壳体的材料分析，对产品材料不断进行筛选优化，率先采用塑料材质来代替铝材，优选出聚苯硫醚(含40％玻璃纤维)这款耐吸水变形小，耐候性强，更加稳定的材料满足整车环境和载荷要求；通过对汽车转向器壳体的力学和结构分析，对塑料转向器壳体上结构不断优化，壁厚优化，筋位的优化布置；采用先注塑塑料转向器壳体毛坯件制成产品外形，然后再二次机械加工保证产品尺寸精度的成型方式，先向注塑模具中注射塑料熔液，冷却形成塑料转向器壳体毛坯件，然后通过夹具对壳体毛坯夹紧固定，通过第一定位孔、第二定位孔两点内孔进行定位，通过第一支撑块、第二支撑块、第三支撑块三个面进行支撑，对第一固定环、第二固定环、第三固定环的圆柱面上下端面和内孔进行二次机械加工；然后通过第一固定环、第二固定环、第三固定环做二次定位固定，对第一管头、第二管头、第三管头、横向管体和倾斜管体的内壁进行机械加工，得到转向器塑料壳体，来完成该塑料转向器壳体的成型生产；本发明的塑料转向器壳体整体重量相较于传统的铝件壳体，减重40％左右，实现汽车转向器壳体的轻量化；而且采用注塑塑料转向器壳体快速一体成型方式，加工方便，生产效率高，满足市场生产需求，解决了传统铝件壳体重量较重，不易加工，生产效率低的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种转向器塑料壳体，包括横向管体，所述横向管体的一端固定连接有第一管头，所述横向管体的另一端固定连接有第二管头，所述横向管体上靠近第一管头的一侧固定连接有倾斜管体，所述倾斜管体远离横向管体的一端连接有第三管头，所述倾斜管体与横向管体相连通，所述横向管体的外周面远离倾斜管体的一侧固定连接有第四管头，所述第四管头与横向管体、倾斜管体相连通；

所述横向管体外周面的中部固定连接有第一连接臂，所述第一连接臂远离横向管体的一端固定连接有第一固定环，所述横向管体外周面靠近第一管头的一端固定连接有第二连接臂，所述第二连接臂远离横向管体的一端固定连接有第二固定环，所述横向管体外周面靠近第二管头的一端固定连接有第三连接臂，所述第三连接臂远离横向管体的一端固定连接有第三固定环，所述第二固定环、第三固定环与第一固定环分别设置在横向管体的两侧；

所述横向管体的外周面靠近倾斜管体的一侧固定连接有第一筋板，所述第一筋板位于横向管体与倾斜管体的夹角位置处，所述第一筋板的一侧固定连接有第一支撑块，所述第一支撑块的一侧开设有第一定位孔，所述横向管体的外周面靠近第三连接臂的一侧固定连接有第二筋板，所述第二筋板位于横向管体与第三连接臂的夹角位置处，所述第二筋板的一侧固定连接有第二支撑块，所述第二支撑块的一侧开设有第二定位孔，所述横向管体的外周面靠近第一管头的一端固定连接有第三支撑块。

进一步的，所述第二连接臂、第三连接臂关于横向管体中部呈对称分布。

进一步的，所述第三管头、第四管头的内壁开设有螺纹孔。

进一步的，所述第一固定环、第二固定环、第三固定环的中部均设置有通孔，所述第一固定环、第二固定环、第三固定环上均设置有内外两层圆柱面，两层圆柱面之间沿径向方向设置有若干个连接筋，所述连接筋呈等弧度环形分布在两层圆柱面之间。

进一步的，所述横向管体的外周面固定连接有若干个横向加强筋，若干个所述横向加强筋在横向管体的外周面呈等弧度圆周阵列分布，横向加强筋沿横向管体延伸到第一管头、第二管头、倾斜管体和第四管头上；若干个所述环形加强筋在横向管体的外周面呈线性阵列分布；横向加强筋和环形加强筋整体呈网状排布在横向管体外周面，以此来加强横向管体、第一管头、第二管头、倾斜管体和第四管头几处的连接强度。

进一步的，所述倾斜管体外周面两侧沿轴向方向均固定连接有若干个倾斜加强筋，所述倾斜管体外周面两侧的若干个所述倾斜加强筋呈对称分布，倾斜管体表面一侧的其中三个所述倾斜加强筋延伸到横向管体上，并与横向管体上的横向加强筋交叉连接，所述倾斜管体的外周面与倾斜加强筋垂直方向固定连接有若干个环状加强筋，其中一个所述环状加强筋延伸到第一管头上。

进一步的，本发明在生产时，先向模具中注塑塑料熔液，冷却形成壳体毛坯，然后通过夹具对壳体毛坯夹紧固定，通过第一定位孔、第二定位孔两点内孔进行定位，通过第一支撑块、第二支撑块、第三支撑块三个面进行支撑，对第一固定环、第二固定环、第三固定环的圆柱面上下端面和内孔进行二次机械加工；然后通过第一固定环、第二固定环、第三固定环做二次定位固定，对第一管头、第二管头、第三管头、横向管体和倾斜管体的内壁进行机械加工，得到转向器塑料壳体。

进一步的，所述横向管体的壁厚3mm。

本发明的有益效果：

本发明通过在横向管体上设置横向加强筋和环形加强筋，增强了各个管头与横向管体的连接强度，在实际使用过程中，第三管头内装有轴承，通过在倾斜管体的表面设置倾斜加强筋、环状加强筋增强了倾斜管体的强度，第一固定环、第二固定环、第三固定环与横向管体之间也设置有连接筋，增强了第一固定环、第二固定环、第三固定环的连接强度；

本发明通过对市场上原有铝件壳体的力学和结构分析，率先采用塑料壳体来代替铝件壳体，本发明的塑料壳体整体重量为一千克左右，相较于传统的铝件壳体，本发明的塑料壳体减重40％，实现汽车转向器壳体轻量化；

本发明对塑料壳体的结构筋位布置优化，通过计算机有限元分析，现有结构满足汽车上产品强度要求，对产品材料不断进行筛选优化，优选出聚苯硫醚(含40％玻璃纤维)这款耐吸水变形小，耐候性强，更加稳定的材料满足整车环境和载荷要求；

本发明采用先塑料注塑毛坯件，然后再进行二次机械加工的方式，来生产该塑料壳体，不仅满足尺寸精度要求，满足市场生产需求，而且采用塑料注塑快速一体成型，加工方便，生产效率高。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种转向器塑料壳体的结构正视图；

图2为本发明一种转向器塑料壳体的结构后视图；

图3为本发明一种转向器塑料壳体的结构剖面图；

图4为本发明一种转向器塑料壳体的结构左视图；

图5为本发明一种转向器塑料壳体的局部结构图。

图中：1、横向管体；2、第一管头；3、第二管头；4、第三管头；5、第一固定环；6、第二固定环；7、第三固定环；8、第一连接臂；9、第二连接臂；10、第三连接臂；11、第一筋板；12、第二筋板；13、横向加强筋；14、环形加强筋；15、倾斜管体；16、第四管头；17、连接筋；18、第一支撑块；181、第一定位孔；19、第二支撑块；191、第二定位孔；20、第三支撑块；21、倾斜加强筋；22、环状加强筋。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，一种转向器塑料壳体，包括横向管体1，所述横向管体1的一端固定连接有第一管头2，所述横向管体1的另一端固定连接有第二管头3，所述横向管体1上靠近第一管头2的一侧固定连接有倾斜管体15，所述倾斜管体15远离横向管体1的一端连接有第三管头4，所述倾斜管体15与横向管体1相连通，所述横向管体1的外周面远离倾斜管体15的一侧固定连接有第四管头16，所述第四管头16与横向管体1、倾斜管体15相连通；

所述横向管体1外周面的中部固定连接有第一连接臂8，所述第一连接臂8远离横向管体1的一端固定连接有第一固定环5，所述横向管体1外周面靠近第一管头2的一端固定连接有第二连接臂9，所述第二连接臂9远离横向管体1的一端固定连接有第二固定环6，所述横向管体1外周面靠近第二管头3的一端固定连接有第三连接臂10，所述第三连接臂10远离横向管体1的一端固定连接有第三固定环7，所述第二固定环6、第三固定环7与第一固定环5分别设置在横向管体1的两侧；

所述横向管体1的外周面靠近倾斜管体15的一侧固定连接有第一筋板11，所述第一筋板11位于横向管体1与倾斜管体15的夹角位置处，所述第一筋板11的一侧固定连接有第一支撑块18，所述第一支撑块18的一侧开设有第一定位孔181，所述横向管体1的外周面靠近第三连接臂10的一侧固定连接有第二筋板12，所述第二筋板12位于横向管体1与第三连接臂10的夹角位置处，所述第二筋板12的一侧固定连接有第二支撑块19，所述第二支撑块19的一侧开设有第二定位孔191，所述横向管体1的外周面靠近第一管头2的一端固定连接有第三支撑块20。

所述第二连接臂9、第三连接臂10关于横向管体1中部呈对称分布。

所述第三管头4、第四管头16的内壁开设有螺纹孔。

所述第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7的中部均设置有通孔，所述第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7均设置有内外两层圆柱面，两层圆柱面之间沿径向方向设置有若干个连接筋17，连接筋17呈等弧度环形分布在两层圆柱面之间。

所述横向管体1的外周面固定连接有若干个横向加强筋13，若干个所述横向加强筋13在横向管体1的外周面呈等弧度圆周阵列分布，所述横向管体1的外周面固定连接有若干个环形加强筋14，若干个所述环形加强筋14在横向管体1的外周面呈等间距线性阵列分布，横向加强筋13和环形加强筋14的增强了各个管头与横向管体1的连接强度。

所述倾斜管体15外周面两侧沿轴向方向均固定连接有若干个倾斜加强筋21，所述倾斜管体15外周面两侧的若干个所述倾斜加强筋21呈对称分布，倾斜管体15表面一侧的其中三个所述倾斜加强筋21延伸到横向管体1上，并与横向管体1上的横向加强筋13交叉连接，所述倾斜管体15的外周面与倾斜加强筋21垂直方向固定连接有若干个环状加强筋22，其中一个所述环状加强筋22延伸到第一管头2上，加强第三管头4、第一管头2和横向管体1之间的连接。

所述横向管体1的壁厚3mm。

本发明在生产时，先向模具中注塑塑料熔液，冷却形成转向器壳体毛坯，然后通过夹具对壳体毛坯夹紧固定，通过第一定位孔181、第二定位孔191两点进行定位，通过第一支撑块18、第二支撑块19、第三支撑块20三面进行支撑；

对第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7的圆柱面上下端面和内孔进行二次机械加工；然后通过第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7做二次定位固定，对第一管头2、第二管头3、第三管头4、横向管体1和倾斜管体15的内壁进行机械加工得到转向器塑料壳体。

本发明通过在横向管体1上设置横向加强筋13和环形加强筋14，增强了各个管头与横向管体1的连接强度，在实际使用过程中，第三管头4内装有轴承，通过在倾斜管体15的表面设置倾斜加强筋21、环状加强筋22增强了倾斜管体15的强度，第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7与横向管体1之间也设置有连接筋，增强了第一固定环5、第二固定环6、第三固定环7的连接强度；

本发明通过对市场上原有铝件壳体的力学和结构分析，率先选用塑料壳体来代替铝件壳体，本发明的塑料壳体整体重量为一千克左右，相较于传统的铝件壳体，本发明的塑料壳体减重40％，实现汽车转向器壳体轻量化；

本发明对塑料壳体的结构筋位布置优化，通过计算机有限元分析，现有结构完全满足汽车上转向器壳体的强度要求，对产品材料不断进行筛选优化，优选出聚苯硫醚(含40％玻璃纤维)这款耐吸水变形小，耐候性强，更加稳定的材料满足整车环境和载荷要求；

本发明采用塑料注塑毛坯件，然后再二次机械加工的方式，来生产该塑料壳体，不仅可以满足尺寸精度要求，满足市场生产需求，而且采用塑料注塑可以快速一体成型，加工方便，生产效率高。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种转向器塑料壳体，其特征在于，包括横向管体(1)，所述横向管体(1)的一端固定连接有第一管头(2)，所述横向管体(1)的另一端固定连接有第二管头(3)，所述横向管体(1)上靠近第一管头(2)的一侧固定连接有倾斜管体(15)，所述倾斜管体(15)远离横向管体(1)的一端连接有第三管头(4)，所述倾斜管体(15)与横向管体(1)相连通，所述横向管体(1)的外周面远离倾斜管体(15)的一侧固定连接有第四管头(16)，所述第四管头(16)与横向管体(1)、倾斜管体(15)相连通；

所述横向管体(1)外周面的中部固定连接有第一连接臂(8)，所述第一连接臂(8)远离横向管体(1)的一端固定连接有第一固定环(5)，所述横向管体(1)外周面靠近第一管头(2)的一端固定连接有第二连接臂(9)，所述第二连接臂(9)远离横向管体(1)的一端固定连接有第二固定环(6)，所述横向管体(1)外周面靠近第二管头(3)的一端固定连接有第三连接臂(10)，所述第三连接臂(10)远离横向管体(1)的一端固定连接有第三固定环(7)，所述第二固定环(6)、第三固定环(7)与第一固定环(5)分别设置在横向管体(1)的两侧；

所述横向管体(1)的外周面靠近倾斜管体(15)的一侧固定连接有第一筋板(11)，所述第一筋板(11)位于横向管体(1)与倾斜管体(15)的夹角位置处，所述第一筋板(11)的一侧固定连接有第一支撑块(18)，所述第一支撑块(18)的一侧开设有第一定位孔(181)，所述横向管体(1)的外周面靠近第三连接臂(10)的一侧固定连接有第二筋板(12)，所述第二筋板(12)位于横向管体(1)与第三连接臂(10)的夹角位置处，所述第二筋板(12)的一侧固定连接有第二支撑块(19)，所述第二支撑块(19)的一侧开设有第二定位孔(191)，所述横向管体(1)的外周面靠近第一管头(2)的一端固定连接有第三支撑块(20)。

2.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述第二连接臂(9)、第三连接臂(10)关于横向管体(1)中部呈对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述第三管头(4)、第四管头(16)的内壁开设有螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述第一固定环(5)、第二固定环(6)、第三固定环(7)的中部均设置有通孔，所述第一固定环(5)、第二固定环(6)、第三固定环(7)均设置有内外两层圆柱面，两层圆柱面之间沿径向方向设置有若干个连接筋(17)，所述连接筋(17)呈等弧度环形分布在两层圆柱面之间。

5.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述横向管体(1)的外周面沿轴向固定连接有若干个横向加强筋(13)，若干个所述横向加强筋(13)在横向管体(1)的外周面呈等弧度圆周阵列分布，横向加强筋(13)沿横向管体(1)延伸到第一管头(2)、第二管头(3)、倾斜管体(15)和第四管头(16)上，所述横向管体(1)的外周面固定连接有若干个环形加强筋(14)，若干个所述环形加强筋(14)在横向管体(1)的外周面呈线性阵列分布。

6.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述倾斜管体(15)外周面两侧沿轴向方向均固定连接有若干个倾斜加强筋(21)，所述倾斜管体(15)外周面两侧的若干个所述倾斜加强筋(21)呈对称分布，倾斜管体(15)表面一侧的其中三个所述倾斜加强筋(21)延伸到横向管体(1)上，并与横向管体(1)上的横向加强筋(13)交叉连接，所述倾斜管体(15)的外周面与倾斜加强筋(21)垂直方向固定连接有若干个环状加强筋(22)，其中一个所述环状加强筋(22)延伸到第一管头(2)上。

7.根据权利要求1所述的一种转向器塑料壳体，其特征在于，所述横向管体(1)的壁厚3mm。

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