[發明專利]一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副

有效

• 申請號: 201710349701.X
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107323520B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 周國和;丁國龍;余金舫;周波;王宏章;趙靜
• 申請（專利權）人: 湖北三環汽車方向機有限公司;湖北工業大學
• 主分類號: B62D3/12
• 分類號: B62D3/12;B62D65/00
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 劉牧

一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副涉及汽車轉向器技術領域。該齒扇齒條副包括齒扇1、齒條2，齒扇1采用漸開線標準齒扇；齒條2采用曲線齒廓；滿足現有轉向器變傳動比要求；齒扇1的漸開線標準齒扇由模數、整圈齒數、壓力角、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒扇夾角參數確定；齒條2其齒條的曲線齒廓形狀由該齒條2的成型刀具的曲線齒廓形狀確定；其成型刀具齒條的曲線齒廓形狀可依據非圓齒輪嚙合原理求解曲線齒廓坐標制作成型刀具，用以加工齒條2。本發明滿足現有轉向器變傳動比要求，簡化加工工藝、縮短工藝周期、提高加工效率、提高加工精度，綜合經濟效益顯著。本發明可推廣運用于所有汽車方向機生產企業。

技術領域

本發明涉及汽車轉向器技術領域，尤其是一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副。

背景技術

循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副是汽車轉向器中最重要的零部件，國內現有的結構設計是齒條采用直線齒廓(如圖3所示)、齒扇為非漸開線齒廓的非圓齒扇設計(如圖4所示)，從而實現轉向器的變傳動比要求(如圖5、圖9所示)，為了加工這種齒條和非圓齒扇，通常齒條采用直線齒廓的成型銑刀依次銑削齒條的各個齒槽而加工得到齒條，同時還必須要采用成形銑削和成形磨削等工藝制造得到插齒刀具—工藝齒條；而齒扇是在數控插齒機上，按照設定的傳動比曲線，采用插齒刀具—工藝齒條、通過齒扇毛坯和工藝齒條的展成運動而加工得到。因此現有的這種變傳動比轉向器齒扇齒條副結構的加工工藝過于復雜，工藝周期長，制造環節多，加工效率、加工精度都難以提高。

為了克服上述存在的問題，本申請人從結構設計源頭出發，發明了《一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副》，此發明齒扇齒廓采用漸開線的標準齒廓(如圖6所示)，齒條齒廓采用曲線而非直線的設計(如圖7所示)，能滿足轉向器變傳動比性能要求(如圖8、圖9所示)；此發明標準齒扇不僅可插削加工，而且可采用滾齒加工，工藝選擇范圍寬，通用性好，滾齒加工效率及加工精度更高；此發明齒條為曲線齒廓，對于直線或曲線齒廓的齒條采用成形法加工，工藝差異并不是很大，因此大大地簡化齒條和齒扇的加工工藝，綜合經濟效益顯著。

根據檢索，國內尚未有與本發明相同的專利申請。

發明內容

針對上述所述，本發明提供一種齒扇齒廓采用漸開線標準齒廓，齒條齒廓采用曲線齒廓，能滿足轉向器變傳動比性能要求的，可簡化加工工藝、縮短工藝周期、提高加工效率、加工精度的一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該一種循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副包括齒扇、齒條，所述的齒扇采用漸開線標準齒扇；所述的齒條采用曲線齒廓；所述的轉向器搖臂軸齒扇齒條副滿足現有轉向器變傳動比要求；所述的齒扇的漸開線標準齒扇由模數、整圈齒數、壓力角、齒頂圓直徑、齒根圓直徑和齒扇夾角參數確定；所述的齒條其齒條的曲線齒廓形狀由該齒條的成型刀具的曲線齒廓形狀確定；所述的齒條的成型刀具其齒條的曲線齒廓形狀可依據非圓齒輪嚙合原理求解曲線齒廓坐標制作成型刀具，用以加工齒條；所述的齒條的成型刀具曲線齒廓形狀可依據非圓齒輪嚙合原理求解曲線齒廓坐標，其步驟如下：

①、汽車循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副的齒扇采用標準漸開線齒扇設計，其數學模型如下：

標準漸開線齒扇的每一條齒廓可表示為：

式中：(x₁,y₁)表示齒扇齒廓坐標，r_b表示標準漸開線齒扇的基圓半徑，θ為參數，表示漸開線的展角與壓力角之和，表示該漸開線齒廓起始點偏離x軸正向角度，每條齒廓對應的值不相同，齒廓在齒的右邊時，y₁取正值，齒廓在齒的左邊時，y₁取負值；

②、汽車循環球式變傳動比轉向器搖臂軸齒扇齒條副的齒條采用曲線齒廓的齒條設計，其數學模型如下：