CN202006825U - 一种转向装置的齿轮齿条压紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向装置的齿轮齿条压紧结构，包括：壳体、可转动地安装在壳体中的齿轮、设置在壳体中且与齿轮啮合的齿条、安装在壳体中且支撑齿条的支撑座、螺旋压缩弹簧和通过螺纹配合安装在壳体中的调整螺栓，所述螺旋压缩弹簧设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接，所述齿轮齿条压紧结构还包括刚度比螺旋压缩弹簧大的环状硬弹性体，所述环状硬弹性体设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接。该齿轮齿条压紧结构既可消除振动和噪音，又可补偿齿轮齿条之间的磨损间隙。

Description

一种转向装置的齿轮齿条压紧结构

技术领域

本实用新型属于车辆的转向装置技术领域，尤其涉及一种转向装置的齿轮齿条压紧结构。

背景技术

车辆的转向装置中一般设有齿轮齿条传动机构，在齿轮齿条啮合运转的过程中，二者之间必须保持适当的间隙。若间隙过大，则运转过程中容易产生振动和噪音，若间隙过小，则可能导致运转不顺畅或卡死。现有技术中一般采用弹性支撑结构给齿轮齿条一定的预压力，使齿轮齿条相互压合在一起，二者之间保持合适的间隙。

现有技术中的一种转向装置如图5所示，齿轮20与齿条30相啮合，螺旋压缩弹簧40设置在支撑座50和调整螺栓60之间，调整螺栓60通过螺纹连接安装在壳体70上，支撑座50和调整螺栓60之间有较小的间隙(图中未示出)，支撑座50可向左或向右滑动，螺旋压缩弹簧40通过支撑座50给齿条30施加一定的预压力。但是，上述现有结构中，螺旋压缩弹簧40的刚度不好选定，很容易选定不当，在齿轮齿条运转的过程中(特别是齿轮20的转动由一个方向切换到另外一个方向时)，齿轮20对齿条30有使齿条30远离齿轮20方向的作用力，若螺旋压缩弹簧40的刚度过低，则在上述作用力的作用下螺旋压缩弹簧40易变形，支撑座50和调整螺栓60之间的间隙消失，二者之间直接接触，产生振动和噪音；若螺旋压缩弹簧40的刚度过高，则在变形量很小的情况下其弹性力变化较大，因此要将预压力调整到合适比较难，增加了装配调节的难度，而且，在齿轮齿条磨损后，支撑座50向齿条30方向移动以补偿齿轮齿条之间的间隙，此时螺旋压缩弹簧40伸长，由于螺旋压缩弹簧40刚度较高，在变形很小的情况下预压力减小较多，导致预压力不能满足使用要求，即不能补偿齿轮齿条之间的磨损间隙。

实用新型内容

本实用新型为解决上述的螺旋压缩弹簧刚度选定不当导致产生振动和噪音或不能补偿齿轮齿条之间磨损间隙的问题，提供一种转向装置的齿轮齿条压紧结构，该齿轮齿条压紧结构既可消除振动和噪音，又可补偿齿轮齿条之间的磨损间隙。

本实用新型的转向装置的齿轮齿条压紧结构，包括：壳体、可转动地安装在壳体中的齿轮、设置在壳体中且与齿轮啮合的齿条、安装在壳体中且支撑齿条的支撑座、螺旋压缩弹簧和通过螺纹配合安装在壳体中的调整螺栓，所述螺旋压缩弹簧设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接并对支撑座施加向齿条方向的作用，所述齿轮齿条压紧结构还包括刚度比螺旋压缩弹簧大的环状硬弹性体，所述环状硬弹性体设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接，环状硬弹性体和螺旋压缩弹簧的作用方向相同。

进一步地，所述环状硬弹性体为一片碟片弹簧。

进一步地，所述环状硬弹性体为至少两片碟片弹簧，各碟片弹簧沿螺旋压缩弹簧的轴向重叠放置。

进一步地，所述碟片弹簧的数量为4片。

进一步地，齿条的长度方向与齿轮的轴线垂直，支撑座设置在齿条的背向齿轮的一侧且正对齿轮，支撑座可滑动地安装在壳体中且可向远离或接近齿轮的方向滑动，支撑座与齿条接触。

进一步地，支撑座背向齿条的端部设有一个向齿条方向凹进的第一中心容置腔和一个环形缺口部，环形缺口部环绕在第一中心容置腔的***，调整螺栓位于支撑座的背向齿轮的一侧且正对齿轮，调整螺栓的面向支撑座的一端设有一个向远离齿条方向凹进的第二中心容置腔和位于第二中心容置腔周围的环形突起部，螺旋压缩弹簧位于第一中心容置腔和第二中心容置腔内且其两端分别与第一中心容置腔的底壁和第二中心容置腔的底壁抵接，环状硬弹性体设置在环形缺口部中，环状硬弹性体分别与环形缺口部的底壁和环形突起部面向齿轮的端面抵接。

进一步地，调整螺栓上设有外螺纹，壳体上设有与所述外螺纹相应的内螺纹。

进一步地，所述齿轮齿条压紧结构还包括可转动地安装在壳体中的转轴，所述齿轮固定安装在转轴上。

进一步地，所述齿轮与转轴一体成型。

进一步地，所述螺旋压缩弹簧的刚度在20-60N/mm之间，所述碟片弹簧的刚度在300-500N/mm之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型创造性地将螺旋压缩弹簧和环状硬弹性体组合在一起，采用螺旋压缩弹簧和环状硬弹性体这两个弹性部件给支撑座提供弹性支撑。螺旋压缩弹簧一般刚度较低，环状硬弹性体一般刚度较高。螺旋压缩弹簧的作用是给齿轮齿条一定的预压力，另外，齿轮齿条磨损后，支撑座向齿条方向移动以补偿齿轮齿条之间的较小的磨损间隙，此时螺旋压缩弹簧伸长，由于螺旋压缩弹簧的刚度较低，在变形较小的情况下其弹性力变化较小，因此螺旋压缩弹簧产生的预压力不会减小太多，即螺旋压缩弹簧可补偿齿轮齿条之间的磨损间隙。

在齿轮齿条运转的过程中(特别是齿轮的转动由一个方向切换到另外一个方向时)，齿轮对齿条有使齿条远离齿轮方向的作用力，上述作用力大于螺旋压缩弹簧施加给齿轮齿条的预压力，因此齿条和支撑座会向远离齿轮的方向运动(或者有向远离齿轮的方向运动的趋势)，此时环状硬弹性体受到支撑座的挤压开始变形，由于环状硬弹性体的刚度较高，在变形较小的情况下产生的弹性力很大，环状硬弹性体对支撑座和齿条施加较大的阻力，阻止齿条和支撑座向远离齿轮的方向运动，由于设置了环状硬弹性体，支撑座和调整螺栓不会直接接触，因此不会产生振动和噪音，且齿轮齿条之间的间隙也不会太大，齿轮齿条之间不会产生振动和噪音。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的齿轮齿条压紧结构的剖视结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式中碟片弹簧的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施方式中支撑座的结构示意图；

图4是本实用新型一种实施方式中调整螺栓的结构示意图；

图5是现有技术中一种转向装置的结构。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-图4所示，本实用新型的一种实施方式的转向装置的齿轮齿条压紧结构，包括：壳体1、可转动地安装在壳体1中的齿轮2、设置在壳体1中且与齿轮2啮合的齿条3、安装在壳体1中且支撑齿条3的支撑座4、螺旋压缩弹簧6和通过螺纹配合安装在壳体1中的调整螺栓5，所述螺旋压缩弹簧6设置在支撑座4和调整螺栓5之间且分别与支撑座4和调整螺栓5抵接并对支撑座4施加向齿条3方向的作用，所述齿轮齿条压紧结构还包括环状硬弹性体，所述环状硬弹性体设置在支撑座4和调整螺栓5之间且分别与支撑座4和调整螺栓5抵接，环状硬弹性体和螺旋压缩弹簧6的作用方向相同。

所述齿轮齿条压紧结构还包括转轴8，转轴8可转动地安装在壳体1中，齿轮2固定安装在转轴8上并随转轴8一起转动。齿轮2与转轴8之间可采用常用的键连接等方式实现固定连接，也可将齿轮2与转轴8做成一体，即二者一体成型，本实施方式中优选齿轮2和转轴8一体成型。转轴8通过两个轴承9和10可转动地安装在壳体1中，齿轮2位于两个轴承9和10之间。

图1所示的是齿条3的截面图，齿条3的长度方向与转轴8的轴线垂直。转轴8转动的过程中，齿轮2带动齿条3，使齿条3沿其长度方向移动。支撑座4安装在齿条3的背向齿轮2的一侧且正对齿轮2，优选地，支撑座4的轴线与齿轮2的轴线相交。支撑座4为环状物，其可滑动地安装在壳体1中，支撑座4的滑动方向为远离或接近齿轮2的方向。支撑座4面向齿条3的端部的形状与齿条3的形状相适应，以使得支撑座4更好地支撑齿条3，支撑座4与齿条3之间可直接接触，也可通过其它部件间接接触，优选地，支撑座4与齿条3之间通过一个垫片12间接接触，垫片12设置在支撑座4与齿条3之间且垫片12的形状与齿条3的形状相适应。在齿条3沿其长度方向移动的过程中，支撑座4和垫片12并不随齿条3移动，即垫片12与齿条3之间摩擦接触。

支撑座4背向齿条3的端部设有一个成圆筒状的第一中心容置腔401和一个环形缺口部402，环形缺口部402环绕在第一中心容置腔401的***，优选地，第一中心容置腔401的轴线与支撑座4的轴线重合。调整螺栓5上设有外螺纹，壳体1上设有相应的内螺纹，调整螺栓5通过螺纹配合安装在壳体1中，调整螺栓5位于支撑座4的背向齿轮2的一侧且正对齿轮2，调整螺栓5的面向支撑座4的一端设有一个成圆筒状的第二中心容置腔501和位于第二中心容置腔501周围的环形突起部502，螺旋压缩弹簧6位于第一中心容置腔401和第二中心容置腔501内，螺旋压缩弹簧6的一端与第一中心容置腔401的底壁抵接，螺旋压缩弹簧6的另一端与第二中心容置腔501的底壁抵接。螺旋压缩弹簧6对支撑座4产生使支撑座4向靠近齿轮2方向运动的作用力。环状硬弹性体设置在环形缺口部402中，环状硬弹性体分别与环形缺口部402的底壁和环形突起部502抵接，环状硬弹性体对支撑座4产生使支撑座4向靠近齿轮2方向运动的作用力。

环状硬弹性体可采用各种刚度较高的弹性零件或弹性材料制作，比如说用树脂、刚度较高(或者说比较硬)的橡胶或碟片弹簧7等。本实施方式中优选采用碟片弹簧7，碟片弹簧7的刚度较高(碟片弹簧的刚度一般在300-500N/mm之间)，在外力作用下变形较小。碟片弹簧7可采用一片，也可采用多片，优选地，采用4片碟片弹簧7，4片碟片弹簧7沿支撑座4的滑动方向同向叠合放置或者反向叠合放置。

在车辆的行驶过程中会产生颠簸或振动，可能造成调整螺栓5的自转动从而使其偏离设定位置，为了防止调整螺栓5转动，该齿轮齿条压紧结构还包括锁紧螺母11，锁紧螺母11通过螺纹配合安装在调整螺栓5上并与壳体1抵接。

螺旋压缩弹簧6的刚度较低，具体地，螺旋压缩弹簧6的刚度在20-60N/mm之间。

安装时，应调节好调整螺栓5的位置，使螺旋压缩弹簧6有一定的预紧，螺旋压缩弹簧6对支撑座4产生一定的预压力，支撑座4对齿条3产生一定的预压力，同时碟片弹簧7有少量预紧。

在齿轮2和齿条3运转的过程中，齿轮2对齿条3有使齿条3远离齿轮2方向的作用力(在齿轮2的转动由一个方向切换到另外一个方向时，上述作用力更大)，上述作用力一般比螺旋压缩弹簧6对支撑座4产生的预压力大很多，因此齿条3和支撑座4会向远离齿轮2的方向运动(或者有向远离齿轮2的方向运动的趋势)，此时碟片弹簧7受到支撑座4的挤压开始变形，由于碟片弹簧7的刚度较高，在变形较小的情况下产生的弹性力很大，碟片弹簧7对支撑座4和齿条3施加较大的阻力，阻止齿条3和支撑座4向远离齿轮2的方向运动，使齿轮2和齿条3之间保持合适的间隙，齿轮2和齿条3之间产生的振动和噪音较小。在齿轮2和齿条3磨损后，支撑座4向齿条3的方向移动以补偿齿轮2和齿条3之间较小的磨损间隙，此时螺旋压缩弹簧6伸长，由于螺旋压缩弹簧6的刚度较低，在变形较小的情况下其弹性力变化较小，因此螺旋压缩弹簧6产生的预压力不会减小太多，即螺旋压缩弹簧6可补偿齿轮2和齿条3之间的磨损间隙。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向装置的齿轮齿条压紧结构，包括：壳体、可转动地安装在壳体中的齿轮、设置在壳体中且与齿轮啮合的齿条、安装在壳体中且支撑齿条的支撑座、螺旋压缩弹簧和通过螺纹配合安装在壳体中的调整螺栓，所述螺旋压缩弹簧设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接并对支撑座施加向齿条方向的作用，其特征在于，所述齿轮齿条压紧结构还包括刚度比螺旋压缩弹簧大的环状硬弹性体，所述环状硬弹性体设置在支撑座和调整螺栓之间且分别与支撑座和调整螺栓抵接，环状硬弹性体和螺旋压缩弹簧的作用方向相同。

2.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述环状硬弹性体为一片碟片弹簧。

3.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述环状硬弹性体为至少两片碟片弹簧，各碟片弹簧沿螺旋压缩弹簧的轴向重叠放置。

4.如权利要求3所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述碟片弹簧的数量为4片。

5.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，齿条的长度方向与齿轮的轴线垂直，支撑座设置在齿条的背向齿轮的一侧且正对齿轮，支撑座可滑动地安装在壳体中且可向远离或接近齿轮的方向滑动，支撑座与齿条接触。

6.如权利要求5所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，支撑座背向齿条的端部设有一个向齿条方向凹进的第一中心容置腔和一个环形缺口部，环形缺口部环绕在第一中心容置腔的***，调整螺栓位于支撑座的背向齿轮的一侧且正对齿轮，调整螺栓的面向支撑座的一端设有一个向远离齿条方向凹进的第二中心容置腔和位于第二中心容置腔周围的环形突起部，螺旋压缩弹簧位于第一中心容置腔和第二中心容置腔内且其两端分别与第一中心容置腔的底壁和第二中心容置腔的底壁抵接，环状硬弹性体设置在环形缺口部中，环状硬弹性体分别与环形缺口部的底壁和环形突起部面向齿轮的端面抵接。

7.如权利要求6所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，调整螺栓上设有外螺纹，壳体上设有与所述外螺纹相应的内螺纹。

8.如权利要求1所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述齿轮齿条压紧结构还包括可转动地安装在壳体中的转轴，所述齿轮固定安装在转轴上。

9.如权利要求8所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述齿轮与转轴一体成型。

10.如权利要求2或3所述的齿轮齿条压紧结构，其特征在于，所述螺旋压缩弹簧的刚度在20-60N/mm之间，所述碟片弹簧的刚度在300-500N/mm之间。

Images