汽车转向系统集成式等速万向节技术方案

本实用新型专利技术公开了一种汽车转向系统集成式等速万向节，包括上端与中间轴相连接的输入轴和下端与转向器相连接的输出轴，输入轴的下端固定套装有第一节叉，输出轴的上端固定套装有第二节叉，在第一、第二节叉之间设置有主动节叉和从动节叉，主动节叉的连接耳通过第一十字轴与第一节叉的连接耳相连接，从动节叉的连接耳通过第二十字轴与第二节叉的连接耳相连接，主动节叉与从动节叉同轴对接为一体；第一节叉端部设置有延伸至主动节叉内的球头，第二节叉端部设置有延伸至从动节叉内的内设有螺旋弹簧的球碗，球头与球碗相铰接，球头与螺旋弹簧相贴合。本实用新型专利技术优点在于结构简单，易于布置，安全性及稳定性高，实现方向盘和转向器之间的等速传递。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车转向系统，尤其是涉及一种汽车转向系统集成式等速万向节。
技术介绍
一般汽车转向系统的传动装置从上到下依次为上转向管柱、中间轴、下联轴节和转向器，出于对汽车碰撞性能、人机工程和整车布置的要求，上转向管柱与中间轴刚性连接，中间轴与下联轴节输入端柔性连接，下联轴节输出端与转向器刚性连接，并在中间轴上设置可弯曲和压缩的波纹箱；由于汽车总布置空间的限制，只能将转向管柱的轴线与转向器的轴线布置成一定的角度，甚至是处于不同的平面上。现有汽车转向系统的传动装置中，为了实现运动和扭矩的空间传递，往往使用万向节将施加给转向管柱上端方向盘的运动和扭矩传递到转向器。单个万向节具有不等速性，时轻时重的转向力波动会直接影响驾驶员的操控感，提高疲劳感；同时，由于波动而引起的动载荷会加速转向系统中零部件的磨损。两个万向节的配合使用虽然可以有效降低转向力的波动，但是由于受到转向硬点、系统布置和前舱空间等方面的限制，实际很难实现等速传递。为了改善以上不足，准等速的双联式万向节被应用于汽车转向系统中；但是该类万向节并不是真正的等速传动，并且双联式万向节的输入轴和输出轴均需要被约束轴向位移和径向位移，因此直接导致转向系统布置的非常复杂，布置难度非常大；特别是一些汽车为了提高碰撞时的安全性，在双联式万向节输入端的轴线上安装波纹箱，从而导致万向节输入轴的自由度更加难以被约束。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种结构简单，稳定性高的汽车转向系统集成式等速万向节。为实现上述目的，本技术可采取下述技术方案：本技术所述的汽车转向系统集成式等速万向节，包括上端与汽车转向系统中间轴相连接的输入轴和下端与汽车转向系统转向器相连接的输出轴，所述输入轴的下端固定套装有第一节叉，所述输出轴的上端固定套装有第二节叉，在所述第一节叉和第二节叉之间设置有相互对称的主动节叉和从动节叉，所述主动节叉的连接耳通过第一十字轴与所述第一节叉的连接耳相连接，所述从动节叉的连接耳通过第二十字轴与所述第二节叉的连接耳相连接，主动节叉与从动节叉同轴对接为一体；所述第一节叉端部设置有延伸至主动节叉内的球头，所述第二节叉端部设置有延伸至从动节叉内的内设有螺旋弹簧的圆柱形球碗，所述球头与所述球碗相互铰接，球头与球碗内的所述螺旋弹簧相贴合。所述主动节叉与所述从动节叉对接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第一凹槽，所述第一节叉与输入轴连接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第二凹槽，所述第二节叉与输出轴连接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第三凹槽。本技术优点在于结构简单，易于布置，安全性及稳定性高，实现方向盘和转向器之间的等速传递。通过在输入轴和输出轴上套装第一节叉和第二节叉，并通过主动节叉和从动节叉将其连接，实现将汽车转向系统布置在同一平面上，使布置更加合理和方便，增大汽车前舱空间，最大程度地减小了转向力的波动，实现方向盘和转向器之间的转速同步；同时，通过第一十字轴相互连接的第一节叉和主动节叉限制了输入轴的轴向位移和径向位移，为中间轴提供支撑，使中间轴上能够安装波纹箱，提高车辆的安全性；球头与内装有螺旋弹簧的球碗相铰接，不仅能为第一节叉提供轴向和径向的支撑力，同时还可以起到缓冲和弥补装配误差的作用。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是图1中输入轴-球头、球碗铰接点-输出轴处于同一平面的剖视图。图3是图1中除去主动节叉、从动节叉、第一十字轴和第二十字轴的结构示意图。具体实施方式如图1-3所示，本技术所述的汽车转向系统集成式等速万向节，包括上端与汽车转向系统中间轴相连接的输入轴1和下端与汽车转向系统转向器相连接的输出轴2，输入轴1的下端固定套装有其连接耳向外延伸的第一节叉3，输出轴2的上端固定套装有其连接耳向外延伸的第二节叉4，在第一节叉3和第二节叉4之间设置有相互对称的主动节叉5.1和从动节叉5.2，主动节叉5.1的连接耳通过轴端套装有轴承座的第一十字轴6与第一节叉3的连接耳相连接，从动节叉5.2的连接耳通过轴端套装有轴承座的第二十字轴7与第二节叉4的连接耳相连接，主动节叉5.1与从动节叉5.2同轴对接为一体；第一节叉3端部设置有延伸至主动节叉5.1内的球头8，第二节叉4端部设置有延伸至从动节叉5.2内的圆柱形球碗10，球碗10内设置有螺旋弹簧9，球头8与球碗10相互铰接，球头8与球碗10内的螺旋弹簧9相贴合，螺旋弹簧9的设置不仅能为第一节叉3提供轴向和径向的支撑力，同时可以起到缓冲和弥补装配误差的作用。为了防止灰尘进入，在本装置的外部设置有外部防尘套，主动节叉5.1与从动节叉5.2对接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第一凹槽11，第一节叉3与输入轴1连接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第二凹槽12，第二节叉4与输出轴2连接处的外周面上设置有与外部防尘套相卡接的第三凹槽13。根据汽车转向系统的布置需求，首先转向器输入轴和上转向管柱的轴线已经被布置在同一个平面内，同时，球头8与球碗10的铰接点、输入轴1和输出轴2也在一个平面内，因此只需将上转向管柱、汽车转向系统的中间轴和输入轴1按照由上至下的顺序进行同轴装配，并将输出轴2与转向器输入轴进行同轴装配，便能实现汽车转向系统位于同一个平面内。为实现等速传动，球头8与球碗10的铰接点到第一十字轴6中心的距离与到第二十字轴7中心的距离相等，使对接为一体的主动节叉5.1和从动节叉5.2只能绕其轴线旋转；根据几何知识可知，此时主动节叉5.1轴线和输入轴1轴线间的夹角与从动节叉5.2轴线和输出轴2轴线间的夹角相等，同时，主动节叉5.1和从动节叉5.2为同轴对接，其两轴线重合，即夹角为180°，根据两个万向节配合使用的原理可知，此时可以达到等速传动的目的。由于第一十字轴6限制了输入轴1的轴向位移和径向位移，因此与输入轴1相连接的中间轴下端有了支撑，配合螺旋弹簧9给第一节叉3提供的轴向和径向支撑力，便可以在中间轴上安装波纹箱，大大提高了汽车在碰撞时的安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车转向系统集成式等速万向节，其特征在于：包括上端与汽车转向系统中间轴相连接的输入轴（1）和下端与汽车转向系统转向器相连接的输出轴（2），所述输入轴（1）的下端固定套装有第一节叉（3），所述输出轴（2）的上端固定套装有第二节叉（4），在所述第一节叉（3）和第二节叉（4）之间设置有相互对称的主动节叉（5.1）和从动节叉（5.2），所述主动节叉（5.1）的连接耳通过第一十字轴（6）与所述第一节叉（3）的连接耳相连接，所述从动节叉（5.2）的连接耳通过第二十字轴（7）与所述第二节叉（4）的连接耳相连接，主动节叉（5.1）与从动节叉（5.2）同轴对接为一体；所述第一节叉（3）端部设置有延伸至主动节叉（5.1）内的球头（8），所述第二节叉（4）端部设置有延伸至从动节叉（5.2）内的内设有螺旋弹簧（9）的圆柱形球碗（10），所述球头（8）与所述球碗（10）相互铰接，球头（8）与球碗（10）内的所述螺旋弹簧（9）相贴合。

【技术特征摘要】
1.一种汽车转向系统集成式等速万向节，其特征在于：包括上端与汽车转向系统中间轴相连接的输入轴（1）和下端与汽车转向系统转向器相连接的输出轴（2），所述输入轴（1）的下端固定套装有第一节叉（3），所述输出轴（2）的上端固定套装有第二节叉（4），在所述第一节叉（3）和第二节叉（4）之间设置有相互对称的主动节叉（5.1）和从动节叉（5.2），所述主动节叉（5.1）的连接耳通过第一十字轴（6）与所述第一节叉（3）的连接耳相连接，所述从动节叉（5.2）的连接耳通过第二十字轴（7）与所述第二节叉（4）的连接耳相连接，主动节叉（5.1）与从动节叉（5.2）同轴对接为一体；所述第一节叉（3）端部设置有延伸至主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成强，李永波，刘永，孙利平，盛猛，楚斌峰，王炜，韩廷廷，郭龙海，王爱红，秦银龙，
申请(专利权)人：郑州日产汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41