一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成的制作方法
【專利摘要】一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，包括齒輪齒條式轉向器的內相互嚙合的齒輪和齒條，齒條其一側與齒輪呈相互垂直狀的嚙合狀態，而齒條的另一側則緊靠了一雙弧面型的壓塊總成的內弧面，而壓塊總成的外弧面上連接設置有一壓縮彈簧，壓縮彈簧的預緊力傳遞至壓塊總成，使得齒條壓向齒輪。本實用新型通過其設計的雙弧面型的壓塊總成使得齒條在支撐良好的情況下與齒輪的摩擦力減小，整個轉向器磨損減小，零部件壽命提高，本實用新型弧形角度可調節，適用于各種齒輪齒條式轉向器的同時，不會對零件成本造成負面影響。本實用新型適用于各種齒輪齒條式轉向器的消除其齒輪齒條之間間隙且降低摩擦力的領域。
【專利說明】一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種齒輪與齒條連接用的壓塊裝置，尤其涉及一種應用于齒輪齒條式轉向器的能消除其齒輪齒條之間間隙且能降低其摩擦力的壓塊總成。
【背景技術】
[0002]目前，在汽車制造領域中廣泛使用到了齒輪齒條式轉向器，齒輪齒條式轉向器尤其是帶有電子助力轉向系統(簡稱EPS)的齒輪齒條式機械轉向器在制造時要求需要盡可能的減小內摩擦力和摩擦點，以便降低EPS系統電機的功率，使得EPS系統電機能選用較小的功率電機，而如何經濟合算的降低內摩擦力，是降低生產成本，提高零部件質量的考慮重點。
[0003]而現有技術下的齒輪齒條式轉向器，為避免齒條在運動過程中擺動，故齒條與壓塊總成之間形成一定角度的線接觸，該線接觸角度越大，齒條支撐越好，但是根據物理定理，線接觸角度越大即法向接觸力越大，故齒條的摩擦力越大，而齒條擺動大的情況下，齒輪與齒條之間的摩擦越大，整個齒輪齒條式轉向器的磨損也會增加，造成零部件整體壽命下降，維護保養成本上升，而這里就存在一個齒條與壓塊總成之間線接觸角度的優化問題。
實用新型內容
[0004]為了解決現有技術下存在的由于齒條與壓塊總成之間形成一定角度的線接觸，雖然齒條支撐較好，但摩擦力較大，導致了整個齒輪齒條式轉向器零部件壽命下降的問題，我們先通過減小線接觸角度之后的實際試驗驗證，發現傳統的大角度線接觸并非最優設計，所以我們通過正交試驗來優化選擇該線接觸的角度，重新設計了一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，以達到降低齒條摩擦力到最小的目的，本實用新型的具體解耦故如下所述:
[0005]一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，包括齒輪齒條式轉向器的內相互嚙合的齒輪和齒條，其特征在于:
[0006]所述的齒條其一側與齒輪呈相互垂直狀的嚙合狀態，而齒條的另一側則緊靠了一雙弧面型的壓塊總成的內弧面；
[0007]所述的雙弧面型的壓塊總成的外弧面上連接設置有一壓縮彈簧，壓縮彈簧的預緊力傳遞至壓塊總成，使得齒條壓向齒輪。
[0008]根據本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的雙弧面型的壓塊總成其具體由上弧面壓塊、下弧面壓塊和彈簧連接件組成，其中上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形角度均相等，均為70°?85°，彈簧連接件固定設置于上弧面壓塊與下弧面壓塊的交接處的外弧面上。
[0009]根據本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的上弧面壓塊的下弧面壓塊的厚度相等，均為1.5?2.5_。
[0010]根據本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的彈簧連接件其具體為一柱狀構件，壓縮彈簧的一端套接在該柱狀構件型的彈簧連接件上。
[0011]上述設計目的在于，壓縮彈簧的預緊力通過雙弧面型的壓塊總成A將齒條牢牢地壓向齒輪。而當齒輪、齒條正常磨損產生一定間隙后，能夠被雙弧面型的壓塊總成這種消除齒間間隙機構消除掉。
[0012]而本實用新型主要設計要點-雙弧面型的壓塊總成，其根據物理定理，齒條摩擦力F = y*Ff，其中μ為摩擦系數，Ff為齒條與壓塊總成之間的法向接觸力。另外，設壓縮彈簧的預緊力為Fp，Ff = Fp/COsi3，式中的β即為本實用新型的上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形角度，所以，F= y*Fp/COsi3。可以看出，通過采用雙弧面型的壓塊總成就可以降低齒條摩擦力F。
[0013]而改變角度β只需要調整雙弧面型的壓塊總成的上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形設計即可，本實用新型的雙弧面型的壓塊總成可在70°?85°調節選取，不會對零件成本造成負面影響。
[0014]使用本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成獲得了如下有益效果:
[0015]1.本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，通過其設計的雙弧面型的壓塊總成使得齒條在支撐良好的情況下與齒輪的摩擦力減小，使得整個轉向器磨損減小，零部件壽命提聞;
[0016]2.本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，可通過正交試驗獲得合適的線接觸角度，弧形角度可調節，適用于各種齒輪齒條式轉向器的同時，使得齒條的摩擦力減小，且不會對零件成本造成負面影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成的具體結構示意圖
[0018]圖2為加裝本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成的齒輪齒條式轉向器的具體結構示意圖。
[0019]圖中:1-齒輪,2_齒條,3_壓縮彈簧，A-雙弧面型的壓塊總成，Al-上弧面壓塊，Α2-下弧面壓塊，A3-彈簧連接件。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成做進一步的描述。
[0021]實施例
[0022]如圖1和圖2所示，一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，包括齒輪齒條式轉向器的內相互嚙合的齒輪I和齒條2，其特征在于:
[0023]所述的齒條2其一側與齒輪I呈相互垂直狀的嚙合狀態，而齒條的另一側則緊靠了一雙弧面型的壓塊總成A的內弧面；
[0024]所述的雙弧面型的壓塊總成A的外弧面上連接設置有一壓縮彈簧3，壓縮彈簧的預緊力傳遞至壓塊總成，使得齒條2壓向齒輪I。
[0025]雙弧面型的壓塊總成A其具體由上弧面壓塊Al、下弧面壓塊A2和彈簧連接件A3組成，其中上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形角度均相等，均為70°?85° (本實施例中為80° )，彈簧連接件固定設置于上弧面壓塊與下弧面壓塊的交接處的外弧面上。
[0026]上弧面壓塊Al的下弧面壓塊A2的厚度相等，均為1.5?2.5_(本實施例中厚度為 1.5mm) ο
[0027]彈簧連接件A3其具體為一柱狀構件，壓縮彈簧3的一端套接在該柱狀構件型的彈簧連接件上。
[0028]本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成的具體實施效果如下:
[0029]壓縮彈簧A3的預緊力通過雙弧面型的壓塊總成A將齒條牢牢地壓向齒輪。當齒輪、齒條正常磨損產生一定間隙后，能夠被雙弧面型的壓塊總成這種消除齒間間隙機構消除掉。
[0030]而本實用新型主要設計要點-雙弧面型的壓塊總成，其根據物理定理，齒條摩擦力F = y*Ff，其中μ為摩擦系數，Ff為齒條與壓塊總成之間的法向接觸力。另外，設壓縮彈簧的預緊力為Fp，Ff = Fp/COsi3，式中的β即為本實用新型的上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形角度，所以，F= y*Fp/COsi3。可以看出，通過采用雙弧面型的壓塊總成就可以降低齒條摩擦力F。
[0031]而改變角度β只需要調整雙弧面型的壓塊總成的上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形設計即可，本實用新型的雙弧面型的壓塊總成可在70°?85°調節選取，不會對零件成本造成負面影響。
[0032]本實用新型的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，通過其設計的雙弧面型的壓塊總成使得齒條在支撐良好的情況下與齒輪的摩擦力減小，使得整個轉向器磨損減小，零部件壽命提高，本實用新型可通過正交試驗獲得合適的線接觸角度，弧形角度可調節，適用于各種齒輪齒條式轉向器的同時，使得齒條的摩擦力減小，且不會對零件成本造成負面影響。本實用新型適用于各種齒輪齒條式轉向器的消除其齒輪齒條之間間隙且降低摩擦力的領域。
【權利要求】
1.一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，包括齒輪齒條式轉向器的內相互嚙合的齒輪(I)和齒條(2)，其特征在于: 所述的齒條(2)其一側與齒輪(I)呈相互垂直狀的嚙合狀態，而齒條的另一側則緊靠了一雙弧面型的壓塊總成(A)的內弧面； 所述的雙弧面型的壓塊總成(A)的外弧面上連接設置有一壓縮彈簧(3)，壓縮彈簧的預緊力傳遞至壓塊總成，使得齒條(2)壓向齒輪(I)。
2.如權利要求1所述的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的雙弧面型的壓塊總成(A)其具體由上弧面壓塊(Al)、下弧面壓塊(A2)和彈簧連接件(A3)組成，其中上弧面壓塊與下弧面壓塊的弧形角度均相等，均為70°?85°，彈簧連接件固定設置于上弧面壓塊與下弧面壓塊的交接處的外弧面上。
3.如權利要求2所述的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的上弧面壓塊(Al)的下弧面壓塊(A2)的厚度相等，均為1.5?2.5mm。
4.如權利要求2所述的一種能消除齒間間隙并降低摩擦力的壓塊總成，其特征在于，所述的彈簧連接件(A3)其具體為一柱狀構件，壓縮彈簧(3)的一端套接在該柱狀構件型的彈簧連接件上。
【文檔編號】B62D3/12GK204161441SQ201420462889
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】李三超, 劉目珍, 姜良曉 申請人:上海采埃孚轉向系統有限公司