[发明专利]汽车转向传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及汽车的方向控制装置，具体涉及该装置的转向传动机构。

背景技术

汽车转向时，理论上要求各车轮只滚动不滑动，各车轮必须围绕同一中心点滚动，显然，这个中心点必然落在后轴中心线的延长线上，并且，左、右前轮也必须以该点为圆心滚动。但是，现有汽车的转向系统是采用等腰梯形双摇杆机构——阿克曼机构，它不能保证任意转向角度转向轮轴线的交点都落在后轮轴线的延长线上，即它没有转弯中心，转弯不精准，轮胎与路面要产生侧向滑动，这种滑动成为安全隐患，当车速较快时，汽车可能颠覆，并且，滑动也加剧轮胎磨损，降低使用寿命。上述背景情况见清华大学汽车工程系二零零八年三月出版的教材《汽车构造——底盘工程》第252页。

发明内容

本发明的目的，是提供一种汽车转向传动机构，该机构能使汽车转向时，转向轮轴线的交点落在后轮轴线延长线两侧狭窄区域内，交点与后轮轴线延长线的距离很小，汽车转向时，轮胎滑动量很小。

本发明的技术解决方案是：

一种汽车转向传动机构，包括机架及布置在该机架上的输入齿轴、中间齿轮、齿条、一对伸缩套合摇杆及其输出轴、一套平行四边形双摇杆机构；所述输入齿轴、中间齿轮、齿条顺序啮合；所述机架具有齿条的导向槽，所述齿条与该导向槽纵向滑动配合；所述齿条的背面具有一铰座，该铰座位于齿条的中点，所述机架上有一对输出轴铰座，相对于机架中心线对称布置，其中心连线与齿条平行；所述两伸缩套合摇杆的一端同轴铰接于齿条背面的铰座上、另一端分别铰接于机架上的两铰座上，其铰轴为输出轴，该输出轴与伸缩套合摇杆固定连接；当汽车直线行驶时，三个铰点的连线呈等腰三角形，该等腰三角形满足关系式：

a/b＝0.5～2A/B

式中：a-等腰三角形底边长度；

b-等腰三角形的高；

A-汽车两转向轮转向铰点中心距；

B-汽车前后车轮轴距；

上述等腰三角形的优选比例关系式：a/b＝0.8～1.2A/B；

上述等腰三角形的最佳比例关系式：a/b＝A/B。

所述平行四边形双摇杆机构由顺序铰接的输入摇杆、连杆、输出摇杆组成，其输入摇杆的输入端固定连接在伸缩套合摇杆的输出轴上，输出摇杆的输出端连接车轮。

本发明的另一种技术解决方案是：

一种汽车转向传动机构，包括机架及布置在该机架上的输入齿轴、中间齿轮、齿条、一对伸缩套合摇杆及其输出轴、一套平行四边形双摇杆机构；所述输入齿轴、中间齿轮、齿条顺序啮合；所述机架具有齿条的导向槽，所述齿条与该导向槽纵向滑动配合；所述齿条的背面具有一对铰座，相对于齿条中点对称布置；所述机架上有一对输出轴铰座，相对于机架中心线对称布置，其中心连线与齿条平行；所述两伸缩套合摇杆的一端分别铰接于齿条背面的两铰座上，另一端分别铰接于机架上的两铰座上，其铰轴为输出轴，该输出轴与伸缩套合摇杆固定连接，当汽车直线行驶时，四个铰点的连线呈等腰梯形，该等腰梯形的两腰延长相交形成的等腰三角形满足关系式：

a/b＝0.5～2A/B

式中：a-等腰三角形底边长度；

b-等腰三角形的高；

A-汽车两转向轮转向铰点中心距；

B-汽车前后车轮轴距；

上述等腰三角形的优选比例关系式：a/b＝0.8～1.2A/B；

上述等腰三角形的最佳比例关系式：a/b＝A/B。

所述平行四边形双摇杆机构由顺序铰接的输入摇杆、连杆、输出摇杆组成，其输入摇杆的输入端固定连接在伸缩套合摇杆的输出轴上，输出摇杆的输出端连接车轮。

本发明的有益效果：

采用上述结构的汽车转向传动机构，转向轮轴线的交点落在后轮轴线延长线两侧狭窄区域内，交点与后轮轴线延长线的距离很小，汽车转向时，轮胎滑动量很小。

采用上述结构的汽车转向传动机构，尤其是当a/b＝A/B时：转向轮轴线的交点始终落在后轮轴线的延长线上，使四只轮胎在路面上只是滚动，不会滑动。

附图说明

图1是本汽车转向传动机构的一种结构图；

图2是图1的左视图。

图3是本汽车转向传动机构的另一种结构图；

图4是图3的左视图。

图5是本汽车转向传动机构的原理图(图中：A点沿L线移动；AC与AE为可伸缩连接；AC与CH为刚性连接；AE与EH为刚性连接)。

图6是图1本汽车转向传动机构与前车轮的装配关系图；

图6-1是图6中I部分放大图。

图9是图3本汽车转向传动机构与前车轮的装配关系图；