齒條變比式循環球動力轉向器設計

虞忠潮，鄒理炎，張新聞

（1.杭州世寶汽車方向機有限公司，浙江 杭州 310018；2.浙江科技學院，浙江 杭州 310018）

載重汽車轉向系統中通常裝有循環球動力轉向器或者其他類似的動力轉向裝置，在駕駛時提供轉向助力。轉向器的輸出軸與齒條活塞通過齒輪齒條傳動，輸出軸又稱搖臂軸，其齒數通常只有3個，該齒被稱為搖臂軸扇齒。車輛在實際使用時，需要隨著搖臂軸轉角的增大，速比也逐漸增大的轉向傳動特性，可以使汽車在轉向時有很好的操控性能，解決低速下大轉向費力的問題[1-3]。目前循環球轉向器普遍采用標準的齒輪齒條進行傳動，其速比恒定，該設計雖然能傳動扭矩和機械運動，但無法具有傳動比隨轉向角可變的功能。而現有的變比技術，是通過變扇齒的方法獲得變比齒形，其缺點是齒條強度較弱，存在行車安全隱患。

本文所述的活塞齒條變比技術和應用該技術的循環球動力轉向器，具有傳動速比可變，輸出力矩隨搖臂軸擺角增加而增大的特點，可以在不改變現有產品結構特點的情況下，具有可變的傳動比，且保證產品的功能安全性。

1 齒條變比循環球動力轉向器的結構

齒條變比式循環球動力轉向器的結構如圖1所示，轉向螺桿安裝在上蓋內，其齒條活塞與轉向螺桿形成螺旋運動副，同時齒條活塞又與搖臂軸齒扇總成形成一對齒輪齒條嚙合運動副。當轉向螺桿作旋轉運動時，帶動齒條活塞在殼體上腔內作軸向運動，進一步帶動搖臂軸隨軸線擺動。……