CN113446378B - 转向机齿轮结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了转向机齿轮结构及其制备方法，涉及齿轮技术领域，包括齿圈、腹板和铁芯，所述齿圈包括第一连接部和与第一连接部连接的齿部，所述齿部用于与蜗杆啮合，所述连接部具有多个沿周向设置的限位孔，所述铁芯包括轴部和与轴部连接的第二连接部，所述轴部用于连接驱动桥，所述第二连接部具有卡槽，所述腹板分别连接第一连接部和第二连接部，且腹板分别嵌入限位孔和卡槽之中。齿圈的限位孔和铁芯的卡槽嵌入到腹板内，更加有效地将齿圈以及铁芯连接在一起，防止齿圈和腹板、腹板和铁芯相对间的圆周以及轴向微量滑动，从而保证齿轮结构在运动过程中的的啮合精度，确保了齿圈和腹板、腹板和铁芯之间啮合的牢固性。

Description

转向机齿轮结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及齿轮技术领域，具体涉及转向机齿轮结构及其制备方法。

背景技术

蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。蜗轮的齿轮减速比一般为20:1，有时甚至高达300:1或更大。目前乘用车转向蜗轮组件存在在极限温度和工况下镶嵌力不足，齿圈和腹板连接部位出现脆性断裂现象发生，给行驶带来很大的安全隐患。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对齿圈和腹板连接部易断裂的技术问题，本发明提供了转向机齿轮结构及其制备方法，它能够提高齿轮结构在运动过程中的的啮合精度。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种转向机齿轮结构，包括齿圈、腹板和铁芯，所述齿圈包括第一连接部和与第一连接部连接的齿部，所述齿部用于与蜗杆啮合，所述连接部具有多个沿周向设置的限位孔，所述铁芯包括轴部和与轴部连接的第二连接部，所述轴部用于连接驱动桥，所述第二连接部具有卡槽，所述腹板分别连接第一连接部和第二连接部，且腹板分别嵌入限位孔和卡槽之中。

可选的，所述第一连接部包括第一环体和与第一环体连接的第二环体，所述第二环体与齿部连接，所述第一环体与腹板连接，所述第一环体和第二环体均设有所述限位孔，且第一环体和第二环体的连接处设有凸环。

可选的，所述限位孔包括通孔和实孔，所述通孔和实孔错落设置，所述实孔的两侧均向内凹陷，且实孔的两侧并不相通。

可选的，所述卡槽包括环形槽和花键槽，所述花键槽沿第二连接部的轴向分布，所述环形槽沿第二连接部的周向分布。

可选的，所述腹板包括所述第三连接部和与第三连接部连接的第四连接部，所述第三连接部与第一连接部连接，所述第四连接部与第二连接部连接，所述第一连接部与第二连接部之间具有凹槽。

可选的，所述凹槽上设有多个台阶，所述台阶的高度由第三连接部向第四连接部的方向逐渐降低。

可选的，所述台阶上设有圆弧筋，所述圆弧筋的两端均与第三连接部连接，所述圆弧筋的圆弧部与第四连接部连接。

可选的，所述腹板还包括加强板，所述加强板设置在圆弧筋的两侧，所述加强版一端与圆弧筋连接，加强版另一端与第四连接部连接。

本发明还公开了一种制备上文所述的转向机齿轮结构的方法，包括以下步骤：

(1)在卧式注塑机上注塑齿圈；

(2)将齿圈和铁芯放在立式注塑机注塑模具中，对腹板进行二次注塑，使腹板填充到齿圈与铁芯之间。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本申请实施例提出的转向机齿轮结构，齿圈的限位孔和铁芯的卡槽嵌入到腹板内，更加有效地将齿圈以及铁芯连接在一起，防止齿圈和腹板、腹板和铁芯相对间的圆周以及轴向微量滑动，从而保证齿轮结构在运动过程中的的啮合精度，确保了齿圈和腹板、腹板和铁芯之间啮合的牢固性，并且更易于实现注塑加工成型。

(2)本申请实施例提出的转向机齿轮结构，通孔与腹板的嵌合力更好，但若通孔过多，则会削弱齿轮的强度，实孔虽然嵌合力较弱，但是强度较好，实孔的数量大于通孔，约为通孔的4～6倍，通孔与实孔错落设置，既兼顾了齿圈与腹板的嵌合力，又确保了齿轮的强度。

(3)本申请实施例提出的转向机齿轮结构，花键槽防止圆周力过大时铁芯圆周打滑，环形槽防止轴向力过大时铁芯与腹板脱开，增强腹板与铁芯连接的稳定性。

(4)本申请实施例提出的转向机齿轮结构，凹槽的设计可以减轻腹板的重量，逐渐降低的台阶使腹板的厚度逐渐变薄，可有效防止注塑时出现缩水的问题，防止缩水造成外观不好看、强度降低的不良后果。

(5)本申请实施例提出的转向机齿轮结构，圆弧筋设计，既起到连接强度的作用，又能在注塑过程中阻滞空隙和气泡的产生。

附图说明

图1为本发明实施例提出的转向机齿轮结构的示意图。

图2为本发明实施例提出的转向机齿轮结构的剖视图。

图3为本发明实施例提出的转向机齿轮结构的齿圈的示意图。

图4为本发明实施例提出的转向机齿轮结构的腹板的示意图。

各附图中的标记为：1、齿圈；11、第一连接部；111、第一环体；112、第二环体；113、凸环；12、齿部；13、限位孔；131、通孔；132、实孔；2、腹板；21、第三连接部；22、第四连接部；23、凹槽；24、台阶；25、圆弧筋；3、铁芯；31、第二连接部；32、轴部；33、卡槽；331、环形槽；332、花键槽。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，包括齿圈1、腹板2和铁芯3，所述齿圈1包括第一连接部11和与第一连接部11连接的齿部12，所述齿部12用于与蜗杆啮合，所述连接部具有多个沿周向设置的限位孔13，所述铁芯3包括轴部32和与轴部32连接的第二连接部31，所述轴部32用于连接驱动桥，所述第二连接部31具有卡槽33，所述腹板2分别连接第一连接部11和第二连接部31，且腹板2分别嵌入限位孔13和卡槽33之中。齿圈1的限位孔13和铁芯3的卡槽33嵌入到腹板2内，更加有效地将齿圈1以及铁芯3连接在一起，防止齿圈1和腹板2、腹板2和铁芯3相对间的圆周以及轴向微量滑动，从而保证齿轮结构在运动过程中的的啮合精度，确保了齿圈1和腹板2、腹板2和铁芯3之间啮合的牢固性，并且更易于实现注塑加工成型。腹板的材质是尼龙加玻纤材料(PA66+50GF)，但不仅局限于PA66+50％GF，可以是更高强度的塑料材料。

实施例2

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述第一连接部11包括第一环体111和与第一环体111连接的第二环体112，所述第二环体112与齿部12连接，所述第一环体111与腹板2连接，所述第一环体111和第二环体112均设有所述限位孔13，且第一环体111和第二环体112的连接处设有凸环113。凸环113嵌入到腹板2的本体内，起到限位作用，使齿圈1与腹板2连接的稳定性进一步增强。

实施例3

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：所述限位孔13包括通孔131和实孔132，所述通孔131和实孔132错落设置，所述实孔132的两侧均向内凹陷，且实孔132的两侧并不相通。通孔131与腹板2的嵌合力更好，但若通孔131过多，则会削弱齿轮的强度，实孔132虽然嵌合力较弱，但是强度较好，实孔132的数量大于通孔131，约为通孔131的4～6倍，通孔131与实孔132错落设置，既兼顾了齿圈1与腹板2的嵌合力，又确保了齿轮的强度。

实施例4

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：所述卡槽33包括环形槽331和花键槽332，所述花键槽332沿第二连接部31的轴向分布，所述环形槽331沿第二连接部31的周向分布。花键槽332防止圆周力过大时铁芯3圆周打滑，环形槽331防止轴向力过大时铁芯3与腹板2脱开。

实施例5

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：所述腹板2包括所述第三连接部21和与第三连接部21连接的第四连接部22，所述第三连接部21与第一连接部11连接，所述第四连接部22与第二连接部31连接，所述第一连接部11与第二连接部31之间具有凹槽23。

实施例6

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述凹槽23上设有多个台阶24，所述台阶24的高度由第三连接部21向第四连接部22的方向逐渐降低。凹槽23的设计可以减轻腹板2的重量，逐渐降低的台阶24使腹板2的厚度逐渐变薄，可有效防止注塑时出现缩水的问题，防止缩水造成外观不好看、强度降低的不良后果。

实施例7

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：所述台阶24上设有圆弧筋25，所述圆弧筋25的两端均与第三连接部21连接，所述圆弧筋25的圆弧部与第四连接部22连接。圆弧筋25设计，既起到连接强度的作用，又能在注塑过程中阻滞空隙和气泡的产生。

实施例8

结合附图1-4，本实施例的转向机齿轮结构，与实施例1-7任一项技术方案相比，可改进如下：所述腹板2还包括加强板，所述加强板设置在圆弧筋25的两侧，所述加强版一端与圆弧筋25连接，加强版另一端与第四连接部22连接。

实施例9

结合附图1-4，本实施例的一种制备实施例1～8任一项技术方案所述的转向机齿轮结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在卧式注塑机上注塑齿圈1；

(2)将齿圈1和铁芯3放在立式注塑机注塑模具中，对腹板2进行二次注塑，使腹板2填充到齿圈1与铁芯3之间。

步骤(1)中的注塑参数为：颗粒烘干温度120℃，烘干时间6h，注塑温度260℃-290℃，注塑压力150MPa，模具型腔温度135℃。

步骤(2)中的注塑参数为：颗粒烘干温度120℃，烘干时间6h，注塑温度260℃-300℃，注塑压力150MPa，模具型腔温度80℃。

利用卧式注塑机将齿圈1一体注塑成型，然后将齿圈1和铁芯3放在立式注塑机工装内，在立式注塑机上二次注塑腹板2，腹板2受热形变为腹板2，使齿圈1、腹板2、铁芯3成为一个整体，注塑温度为260℃-290℃。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种转向机齿轮结构，其特征在于，包括齿圈、腹板和铁芯，所述齿圈包括第一连接部和与第一连接部连接的齿部，所述齿部用于与蜗杆啮合，所述第一连接部具有多个沿周向设置的限位孔，所述铁芯包括轴部和与轴部连接的第二连接部，所述轴部用于连接驱动桥，所述第二连接部具有卡槽，所述腹板分别连接第一连接部和第二连接部，且腹板分别嵌入限位孔和卡槽之中；所述第一连接部包括第一环体和与第一环体连接的第二环体，所述第二环体与齿部连接，所述第一环体与腹板连接，所述第一环体和第二环体均设有所述限位孔，且第一环体和第二环体的连接处设有凸环；所述限位孔包括通孔和实孔，所述通孔和实孔错落设置，所述实孔的两侧均向内凹陷，且实孔的两侧并不相通，所述实孔的数量为所述通孔数量的4～6倍；

所述卡槽包括环形槽和花键槽，所述花键槽沿第二连接部的轴向分布，所述环形槽沿第二连接部的周向分布。

2.根据权利要求1所述的转向机齿轮结构，其特征在于，所述腹板包括第三连接部和与第三连接部连接的第四连接部，所述第三连接部与第一连接部连接，所述第四连接部与第二连接部连接，所述第一连接部与第二连接部之间具有凹槽。

3.根据权利要求2所述的转向机齿轮结构，其特征在于，所述凹槽上设有多个台阶，所述台阶的高度由第三连接部向第四连接部的方向逐渐降低。

4.根据权利要求3所述的转向机齿轮结构，其特征在于，所述台阶上设有圆弧筋，所述圆弧筋的两端均与第三连接部连接，所述圆弧筋的圆弧部与第四连接部连接。

5.根据权利要求4所述的转向机齿轮结构，其特征在于，所述腹板还包括加强板，所述加强板设置在圆弧筋的两侧，所述加强板一端与圆弧筋连接，加强板另一端与第四连接部连接。

6.一种制备权利要求1～5任一项所述转向机齿轮结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在卧式注塑机上注塑齿圈；

(2)将齿圈和铁芯放在立式注塑机注塑模具中，对腹板进行二次注塑，使腹板填充到齿圈与铁芯之间。

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