一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107323520A(43)申请公布日2017.11.07(21)申请号201710349701.X(22)申请日2017.05.17(71)申请人湖北三环汽车方向机有限公司地址437311湖北省咸宁市咸安区永安东路9号申请人湖北工业大学(72)发明人周国和丁国龙余金舫周波王宏章赵静(74)专利代理机构武汉市首臻知识产权代理有限公司42229代理人刘牧(51)Int.Cl.B62D3/12(2006.01)B62D65/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副(57)摘要一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副涉及汽车转向器技术领域。该齿扇齿条副包括齿扇1、齿条2，齿扇1采用渐开线标准齿扇；齿条2采用曲线齿廓；满足现有转向器变传动比要求；齿扇1的渐开线标准齿扇由模数、整圈齿数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿扇夹角参数确定；齿条2其齿条的曲线齿廓形状由该齿条2的成型刀具的曲线齿廓形状确定；其成型刀具齿条的曲线齿廓形状可依据非圆齿轮啮合原理求解曲线齿廓坐标制作成型刀具，用以加工齿条2。本发明满足现有转向器变传动比要求，简化加工工艺、缩短工艺周期、提高加工效率、提高加工精度，综合经济效益显著。本发明可推广运用于所有汽车方向机生产企业。CN107323520ACN107323520A权利要求书1/1页1.一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副，其特征在于：该一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副包括齿扇(1)、齿条(2)，所述的齿扇(1)采用渐开线标准齿扇；所述的齿条(2)齿条采用曲线齿廓；所述的转向器摇臂轴齿扇齿条副满足现有转向器变传动比性能要求；所述的齿扇(1)的渐开线标准齿扇由模数、整圈齿数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径和齿扇夹角参数确定；所述的齿条(2)其齿条的曲线齿廓形状由该齿条(2)的成型刀具的曲线齿廓形状确定；所述的齿条(2)的成型刀具其齿条的曲线齿廓形状可依据非圆齿轮啮合原理求解曲线齿廓坐标制作成型刀具，用以加工齿条(2)。2.根据权利要求1所述的一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副，其特征在于：所述的齿条(2)的成型刀具其齿条的曲线齿廓形状可依据非圆齿轮啮合原理求解曲线齿廓坐标，其步骤如下：①、汽车循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副的齿扇采用标准渐开线齿扇设计，其数学模型如下：标准渐开线齿扇的每一条齿廓可表示为：式中：(x1,y1)表示齿扇齿廓坐标，rb表示标准渐开线齿扇的基圆半径，θ为参数，表示渐开线的展角与压力角之和，表示该渐开线齿廓起始点偏离x轴正向角度，每条齿廓对应的值不相同，齿廓在齿的右边时，y1取正值，齿廓在齿的左边时，y1取负值；②、汽车循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副的齿条采用曲线齿廓的齿条设计，其数学模型如下；变传动比的非圆齿扇节曲线r可由转向器的传动比计算，计算方法为：式中：p表示转向器中丝杆螺母副的导程，i表示转向器的传动比；根据齿扇的齿廓坐标方程，利用非圆齿轮啮合原理，计算出齿条曲线齿廓坐标方程为：式中：(x2,y2)表示对应齿扇齿廓啮合的齿条齿廓坐标，表示齿条平移的距离；由齿条曲线齿廓坐标制作齿条曲线齿廓的成型刀具，用以加工曲线齿廓的齿条(2)。2CN107323520A说明书1/7页一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副技术领域[0001]本发明涉及汽车转向器技术领域，尤其是一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副。背景技术[0002]循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副是汽车转向器中最重要的零部件，国内现有的结构设计是齿条采用直线齿廓(如图3所示)、齿扇为非渐开线齿廓的非圆齿扇设计(如图4所示)，从而实现转向器的变传动比要求(如图5、图9所示)，为了加工这种齿条和非圆齿扇，通常齿条采用直线齿廓的成型铣刀依次铣削齿条的各个齿槽而加工得到齿条，同时还必须要采用成形铣削和成形磨削等工艺制造得到插齿刀具—工艺齿条；而齿扇是在数控插齿机上，按照设定的传动比曲线，采用插齿刀具—工艺齿条、通过齿扇毛坯和工艺齿条的展成运动而加工得到。因此现有的这种变传动比转向器齿扇齿条副结构的加工工艺过于复杂，工艺周期长，制造环节多，加工效率、加工精度都难以提高。[0003]为了克服上述存在的问题，本申请人从结构设计源头出发，发明了《一种新型循环球式变传动比转向器摇臂轴齿扇齿条副》，此发明齿扇齿廓采用渐开线的标准齿廓(如图6所示)，齿条齿廓采用曲线而非直线的设计(如图7所示)，能满足转向器变传动比性能要求(如图8、图9所示)；此发明标准齿扇不仅可插削加工，而且可采用滚齿加工，工艺选择范围宽，通用性好，滚齿