[發明專利]非圓齒輪傳動式汽車轉向裝置

無效

• 申請號: 201310207973.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103273957A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 方群
• 申請（專利權）人: 方群
• 主分類號: B62D3/00
• 分類號: B62D3/00
• 代理公司: 丹東匯申專利事務所 21227
• 代理人: 路云峰

技術領域

本發明涉及的是汽車轉向傳動裝置。

背景技術

目前汽車上廣泛使用的是梯形四連桿式轉向傳動機構，如附圖1所示。

梯形四連桿傳動機構由轉向橫拉桿1-2、左腰1-1、右腰1-3、梯形底1-4構成，A為左轉向輪Ⅰ的轉向軸心，D為右轉向輪Ⅱ的轉向軸心。

左腰1-1與左轉向輪Ⅰ一體，右腰1-3與右轉向輪Ⅱ一體。

當左轉向輪Ⅰ向右方轉動時，轉向橫拉桿1-2向右移動推動右腰1-3，即使右轉向輪Ⅱ向右轉，因轉向橫拉桿1-2比梯形底1-4短，故右轉向輪Ⅱ的轉角大于左轉向輪Ⅰ。向左轉向時反之，以此方式滿足轉向要求。

汽車在轉向時，兩前轉向輪輪軸的延長線必須在后輪軸延長線交匯于一點P，否則前轉向輪會出現與地面摩擦，即不是純滾動，不僅影響汽車轉彎時的穩定性，還有損輪胎，也浪費能量。

梯形四連桿式轉向傳動機構易于制造，造價低。不足之處是不能保證在所有轉角時，兩前轉向輪是處于純滾動，并且轉動角度受到結構的限制，不能轉動太大，一般45度以內。若轉角過大轉向輪的摩擦就無法忽略，轉向力矩也會因角度變大而變小，甚至無法轉動。

目前，前驅動車因驅動軸是萬向節傳動，傳動折角不能太大，故也限制了前驅汽車前轉向輪的大角度轉向。

發明內容

本發明的目的是提供一種非圓齒輪傳動式汽車轉向裝置，以保證兩前轉向輪在轉向時都始終處于純滾動運行，并且使前兩轉向輪在左、右轉向時，轉角連續變化最大可到達90°。

本發明非圓齒輪傳動式汽車轉向裝置，其特征是，采用一對非圓齒輪配合,左、右非圓齒輪分別通過左、右傳動裝置帶動左、右轉向輪轉向。

本發明包括傳動齒輪箱1、左傳動軸2a、右傳動軸2b、左傘齒驅動轉向機構4a、右傘齒驅動轉向機構4b，在傳動齒輪箱1內設有一對嚙合配合的非圓齒輪1a、1b，主動非圓齒輪1a安裝在方向盤轉向機輸出傳動軸1c伸入在傳動齒輪箱1內的軸端上，從動非圓齒輪1b通過轉軸安裝在傳動齒輪箱1內并與主動非圓齒輪1a嚙合配合，在傳動齒輪箱1內還設有左側傘齒輪組3a和右側傘齒組3b，左側傘齒輪組3a的主動傘齒輪3a1與主動非圓齒輪1a同軸并聯,?從動傘齒輪3a2與左傳動軸2a連接，右側傘齒輪組3b的主動傘齒輪3b1與從動非圓齒輪1b同軸并聯，從動傘齒輪3b2與右傳動軸2b連接，左傘齒驅動轉向機構4a的主動傘齒輪4a1與左傳動軸2a安裝連接、從動傘齒輪4a2與左轉向輪的轉向軸5a安裝連接，右傘齒驅動轉向機構4b的主動傘齒輪4b1與右傳動軸2b安裝連接、從傘齒輪4b2與右轉向輪的轉向軸5b安裝連接，左側的側傘齒組3a、左側傳動軸2a、左側傘齒驅動轉向機構4a構成的左側傳動裝置的傳動比與右側的側傘齒組3b、右側傳動軸2b、右側傘齒驅動轉向機構4b構成的右側傳動裝置的傳動比相等。

本發明一對嚙合配合的非圓齒輪1a、1b，是根據兩前轉向輪轉向軸的距離B（即A-D間距）和前輪軸與后輪軸的軸距L設計非圓齒輪1a、1b的相關參數，確定相互配合時兩者轉動的角度關系，即主動非圓齒輪1a轉角與從動非圓齒輪1b轉角間的關系。以保證在向左/右從0-90度連續轉向時，兩前轉向輪均是純滾動運行，即兩前轉向輪輪軸的延長線必須與后輪軸延長線交匯于一點。

參見附圖3。前左轉向輪Ⅰ的轉向軸心A與前右轉向輪Ⅱ的轉向軸心D間的距離設為??B；汽車前輪與后輪的軸距為L。

前左轉向輪Ⅰ的轉角為????????????????????????????????????????????????，前右轉向輪Ⅱ的轉角為，和必需遵循以下關系時，才能保證前左轉向輪Ⅰ的輪軸延長線和前右轉向輪Ⅱ的輪軸延長線在后輪軸延長線上始終交匯于一點P。

設變量PE為；????PC=??

E是前右轉向輪Ⅱ轉向軸心D在后輪軸線上的垂點；

C是前左轉向輪Ⅰ轉向軸心A在后輪軸線上的垂點；

PE為P點與E點間的間距；

PC為P點與C點間的間距；

∵???=????????

?????????∴????

?????????????????

關于非圓齒輪對的節曲線計算：???????

非圓齒輪對的節曲線半徑、應符合下列關系：

?

=

其中：為從動非圓齒輪的節曲線半徑；

為主動非圓齒輪的節曲線半徑；

為兩非圓齒輪的軸心距，其為常量；

用復合函數求導的公式可得出：

=（）＇