1.本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种可调齿轮齿条间隙的转向底座及其组装方法。


背景技术：

2.fase大学生方程式的转向设计采用的是齿轮齿条进行传动，但是由于安装时对转向器壳体稳定性的要求，设计为一体化无法做到装配齿轮齿条时达到设计预期的顶隙和侧隙。目前解决此问题采用的方法是在齿条背面放入压块、压紧弹簧和压紧螺栓，但是采取压块方案会有如下两种负面影响：一、在齿条与齿轮啮合的截面对齿条的切向力变大。使齿条产生形变，而齿条两端与直线轴承配合的区域会有一个方向相反的力，长期的使用磨损下，使齿条两端部分产生划痕影响齿条的性能；二、在力的作用下，齿条运动的阻力变大。这一定程度增大了车手控制方向所需的力量，也增大了车手的体力消耗。
3.为了消除以上缺陷，目前有两种方式，第一是采用转向轴偏心套的方案，但是仅仅采用转向轴偏心套而放弃压块压紧齿条会造成齿条与齿轮啮合不足，齿顶过度磨损失效；第二是采用转向器壳体、齿条固定座和齿条保护壳等齿条部分外壳对齿条进行限位，但这种方式会极大的增加接触面积，使齿条运动时摩擦力增大。因此上述两种方式虽然能一定程度上改进齿轮齿条的装配和固定方法，但是都存在较大的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种可调齿轮齿条间隙的转向底座及其组装方法，结构简单，操作便利，旨在改善转向器无法做到装配齿轮齿条时达到设计预期的顶隙和侧隙要求的问题。
5.本发明采用了如下方案：一种可调齿轮齿条间隙的转向底座，包括：齿轮轴、固定轴承、偏心齿轮轴固定壳、转向器壳和齿条；其中，所述齿轮轴通过固定轴承固定安装于所述偏心齿轮轴固定壳内；所述转向器壳包括安装孔和与所述安装孔垂直相交的安装管；所述偏心齿轮轴固定壳设置于所述安装孔内；所述齿条偏心设置于所述安装管内并与所述齿轮轴的齿轮在所述转向器壳内啮合；所述偏心齿轮轴固定壳配置为能够通过调整其偏心轴而控制齿轮轴上的齿轮与所述齿条的间距；所述齿条配置为能够通过调整其偏心轴而控制所述齿条与所述齿轮轴的齿轮的间距。
6.优选地，所述齿条两端设置有齿条固定壳，所述齿条通过所述齿条固定壳偏心设置于所述安装管内。
7.优选地，所述齿条固定壳设置有偏心孔。
8.优选地，且所述齿条固定壳与所述安装管两端设置有锁紧结构。
9.优选地，所述齿轮轴的两端分别固定安装有第一固定轴承和第二固定轴承，且通过所述第二固定轴承固定安装于所述偏心齿轮轴固定壳内。
10.优选地，所述偏心齿轮轴固定壳与所述转向器壳上设置有固定装置。
11.优选地，所述固定装置包括设置于所述偏心齿轮轴固定壳与所述转向器壳上的相
互匹配的固定孔和适于装入所述固定孔的塞打螺栓。
12.优选地，齿条与所述齿条固定壳内设置有直线轴承。
13.优选地，所述齿轮轴固定壳设置有旋转调节部，所述旋转调节部设置有若干沿圆周均匀排布的调节齿。
14.一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的组装方法，应用于如上述任意一种所述的可调齿轮齿条间隙的转向底座，包括：
15.(1)将固定轴承分别压入所述齿轮轴的两端；
16.(2)将压好的齿轮轴压入所述齿轮轴固定壳中；
17.(3)将齿条放入所述转向器壳的安装管中，并将所述齿轮固定壳的偏心孔转至原理齿轮轴孔的方向从齿条两端穿过与所述转向器壳接触；
18.(4)将已经放入所述齿轮轴的所述齿轮轴固定壳装入所述转向器壳的安装孔内；
19.(5)旋转齿条固定壳使所述齿条与所述齿轮轴的齿轮啮合，啮合后通过固定装置固定；
20.(6)旋转齿轮轴固定壳控制齿轮与齿条的间隙，调到合适间隙时通过锁紧装置锁紧。
21.上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：通过设置偏心齿轮轴固定壳和齿条结构偏心安装的方式，使得安装时可以随时调节齿轮轴的齿轮和齿条的顶隙与侧隙，从而提高转向器的稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1是本发明实施例一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的爆炸结构示意图；
24.图2是本发明实施例一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的整体结构示意图；
25.图3是本发明实施例一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的齿条和齿轮轴连接结构示意图；
26.图4是本发明实施例一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的偏心齿轮轴固定壳示意图；
27.图5是本发明实施例一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的转向器壳结构示意图；
28.附图标记
29.齿轮轴10，第一固定轴承21，第二固定轴承22，偏心齿轮轴固定壳30，调节齿31，转向器壳40，安装孔41，固定孔411，安装管42，连接结构421，齿条50，齿条固定壳60。
具体实施方式
30.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领
域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.实施例
36.结合图1至图3所示，本发明第一实施例提供了一种可调齿轮齿条间隙的转向底座，包括：齿轮轴10、固定轴承、偏心齿轮轴固定壳30、转向器壳40和齿条50；
37.其中，所述齿轮轴10通过固定轴承固定安装于所述偏心齿轮轴固定壳30内；所述转向器壳40包括安装孔41和与所述安装孔41垂直相交的安装管42；所述偏心齿轮轴固定壳30设置于所述安装孔41内；所述齿条50偏心设置于所述安装管42内并与所述齿轮轴10的齿轮在所述转向器壳40内啮合；
38.所述偏心齿轮轴固定壳30配置为能够通过调整其偏心轴而控制齿轮轴10上的齿轮与所述齿条50的间距；所述齿条50配置为能够通过调整其偏心轴而控制所述齿条50与所述齿轮轴10的齿轮的间距。
39.在本实施例中，所述齿轮轴10包括轴杆和设置在轴杆上面的齿轮，齿轮的规格根据实际需要与所述齿条50配合；所述齿轮轴10的两端通过压力机压入第一固定轴承21和第二固定轴承22，使得齿轮轴10，可以在固定轴承上转动。
40.结合图4所示，所述偏心齿轮轴固定壳30用于安装所述齿轮轴10，其安装槽偏心圆
柱槽，且其底部设置有适于安装所述第二固定轴承22的槽位，其上部设置有旋转调节部，所述旋转调节部设置有若干沿圆周均匀排布的调节齿31，旋转调节部的内部设置有用于压入所述第一固定轴承21的固定位；所述偏心齿轮轴固定壳30的中部表面设置有缺口，所述缺口用于将齿轮轴10的齿轮部露出与齿条50配合。
41.结合图5所示，所述转向器壳40为简化版的转向器壳40，其包括有用于安装齿条50的长条圆柱形安装管42，安装管42的中部设置有用于安装所述偏心的齿轮轴10固定壳的安装孔41，安装孔41和安装管42在内部垂直相交；且所述安装孔41上面设置有固定孔411，所述安装管42的两端设置有用于安装齿条固定壳60的连接结构421。所述固定孔411可以与设置在偏心齿轮轴固定壳30上的对应的螺孔通过打入塞打螺栓以及垫片和尼龙防松螺母紧固，这里使用的塞打螺栓和垫片可以采用12.9级塞打螺栓、8.8级垫片，当然也可以使用其他规格的，根据实际需要决定。
42.所述齿条50为偏心的长条圆柱形，其中间部分设置有与所述齿轮轴10的齿轮匹配的齿部，所述齿条50可以插入所述安装管42内，使得齿部与所齿轮啮合。作为优选方式，所述齿条50可以设置成正长条圆柱形，其两端设置有两个齿条固定壳60，所述齿条固定壳60设置有偏心孔，所述齿条50的两端插入所述偏心孔内，使得可以通过控制所述齿条固定壳60实现对齿条50的调整，方便对齿条50进行固定，更有利于调节，且稳定性更好；另外在所述齿条固定壳60的的偏心孔内设置直线轴承，使得齿条50可以在直线轴承上做往返位移，降低摩擦，提高转向器的性能。所述齿条固定壳60的外围还设置有用于与所述安装管42的连接结构421固定的锁紧装置，所述锁紧装置可以采用塞打螺栓定位，也可以在所述安装管42和所述齿条固定壳60外围设置螺孔，通过螺钉连接或者螺栓连接。
43.在本实施例中，可以通过设计齿轮轴10固定壳的偏心轴与转向器壳40的安装孔41中心轴位置控制齿轮轴10的可调距离；同时还可以通过设计齿条固定壳60的偏心孔与转向器壳40的安装管42的中心轴位置控制齿条50的可调距离。其中，齿轮轴10的第一固定轴承21和齿轮轴10第二固定轴承22用于固定齿轮轴10和齿轮轴10固定外壳，同时能够让齿轮轴10可以做相对运动。齿条50与齿条固定壳60通过集成在齿条固定壳60偏心孔内的的直线轴承固定。
44.本发明可以用于车辆转向总成的精密装配过程，减小装配过程中产生的会影响到汽车行驶动态的误差，并且相对于现有的压块式齿轮齿条50固定方式，采用偏心轴和一对儿偏心孔的固定方式可以使齿轮与齿条50的配合效果更接近于设计的理想效果；可以有效减轻齿条50和齿轮磨损；另外相比单个偏心轴套的方案，也可以有效避免齿条50与壳体内表面长期接触造成的磨损。
45.通过设置偏心齿轮轴固定壳30和齿条50结构偏心安装的方式，使得安装时可以随时调节齿31轮轴10的齿轮和齿条50的顶隙与侧隙，从而提高转向器的稳定性
46.本发明另一实施例提供了一种可调齿轮齿条间隙的转向底座的组装方法，应用于如上述任意一种所述的可调齿轮齿条间隙的转向底座，包括：
47.(1)将固定轴承分别压入所述齿轮轴10的两端；
48.(2)将压好的齿轮轴10压入所述齿轮轴10固定壳中；
49.(3)将齿条50放入所述转向器壳40的安装管42中，并将所述齿轮固定壳的偏心孔转至原理齿轮轴10孔的方向从齿条50两端穿过与所述转向器壳40接触；
50.(4)将已经放入所述齿轮轴10的所述齿轮轴10固定壳装入所述转向器壳40的安装孔41内；
51.(5)旋转齿条固定壳60使所述齿条50与所述齿轮轴10的齿轮啮合，啮合后通过固定装置固定；
52.(6)旋转齿轮轴10固定壳控制齿轮与齿条50的间隙，调到合适间隙时通过锁紧装置锁紧。
53.上述装配方法，在装配过程中可以随时通过调整偏心齿轮轴固定壳30和转向器壳40的安装孔41的中心轴位置以及调节齿31条偏心轴或者齿条50转向器壳40偏心孔的偏心轴与所述安装管42的中心轴的距离而调整齿轮轴10的齿轮和齿条50的顶隙与侧隙，从而提高转向器的稳定性。
54.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。