一種車輛及其轉向器和萬向節的製作方法

2023-05-31 18:19:56

本實用新型涉及轉向設備領域，特別是涉及一種萬向節。此外，本實用新型還涉及一種包括上述萬向節的轉向器，以及包括上述轉向器的車輛。

背景技術：

萬向節即萬向接頭，是實現變角度動力傳遞的機件，用於需要改變傳動軸線方向的位置，它是汽車驅動系統的萬向傳動裝置的「關節」部件。

現有技術中，汽車轉向器用萬向節基本都是十字軸結構，萬向上節叉與萬向下節叉之間安裝十字軸，實現萬向上節叉相對於萬向下節叉的前後和左右擺動，同時，現有的十字軸結構一般由金屬材料加工而成，其強度高，剛度大，應用在大角度轉向器中效果較好。

然而，由於金屬十字軸結構的剛度較大，汽車底盤震動會通過十字軸結構傳遞到方向盤上，致使方向盤產生震動問題；同時，金屬十字軸結構的製造設備複雜，產品的成本高，調試困難。

因此，如何降低萬向節的加工成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種萬向節，該萬向節的成本低，減振效果好，使用壽命長，噪音小。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述萬向節的轉向器以及包括上述轉向器的車輛。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種萬向節，包括萬向上節叉、萬向下節叉以及用於傳遞動力並可變形的柔性連接件，所述柔性連接件的一端與所述萬向上節叉連接，另一端與所述萬向下節叉連接。

優選的，所述柔性連接件為橡膠法蘭。

優選的，所述萬向上節叉的底部左右對稱的延伸設置有兩條上節叉連接臂，所述上節叉連接臂與所述柔性連接件的第一面連接。

優選的，所述萬向下節叉的頂部左右對稱的延伸設置有兩條下節叉連接臂，所述下節叉連接臂與所述柔性連接件的第二面連接。

優選的，所述上節叉連接臂的延伸方向與所述下節叉連接臂的延伸方向垂直。

優選的，所述柔性連接件與所述萬向上節叉之間，以及所述柔性連接件與所述萬向下節叉之間均採用法蘭螺栓連接。

優選的，所述法蘭螺栓與所述柔性連接件之間設有碟形墊圈，並且所述碟形墊圈的開口方向背離所述柔性連接件。

優選的，所述萬向上節叉和所述萬向下節叉上均設有供傳動軸插入並且內壁設有連接花鍵的固定孔，所述固定孔的一側具有開口，並且所述固定孔的開口側設有可調節所述固定孔孔徑的節叉螺栓。

本實用新型還提供一種轉向器，包括上述任意一項所述的萬向節。

本實用新型還提供一種車輛，包括上述轉向器。

本實用新型所提供的萬向節，包括萬向上節叉、萬向下節叉以及用於傳遞動力並可變形的柔性連接件，所述柔性連接件的一端與所述萬向上節叉連接，另一端與所述萬向下節叉連接。該萬向節，將現有技術中的金屬十字軸萬向節結構改進為柔性連接件結構，使得該萬向節的製作更加簡單，製造成本更低廉；同時，採用所述柔性連接件，可以最大限度減少產品的機加成本，對製造設備要求低，製造成本工時更低；而且，由於所述柔性連接件在使用時可發生變形，因此一般採用非金屬材料加工而成，非金屬材料的疲勞強度高於金屬材料，因此，可以有效的延長產品的使用壽命，使轉向器使用更安靜、舒適、柔和、耐久；另外，由於該萬向節結構簡單，拆裝方便，有效降低了產品的售後維修費用；同時，所述柔性連接件的減振效果好，可以有效解決方向盤震動現象發生。

在一種優選實施方式中，所述法蘭螺栓與所述柔性連接件之間設有碟形墊圈，並且所述碟形墊圈的開口方向背離所述柔性連接件。上述設置中，通過採用所述碟形墊圈，一方面，可以避免所述法蘭螺栓與所述柔性連接件的端面直接接觸，減少所述法蘭螺栓緊固時對所述柔性連接件端面的損壞，另一方面，所述碟形墊圈的開口方向背離所述柔性連接件，如此設置，可以避免該萬向節在使用過程中，所述碟形墊圈的周部對所述柔性連接件造成切割損壞，提高所述柔性連接件的使用壽命。

本實用新型所提供的轉向器設有上述萬向節，由於所述萬向節具有上述技術效果，因此，設有該萬向節的轉向器也應當具有相應的技術效果。

本實用新型所提供的車輛設有上述轉向器，由於所述轉向器具有上述技術效果，因此，設有該轉向器的車輛也應當具有相應的技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型所提供的萬向節一種具體實施方式的結構示意圖；

其中：1-萬向上節叉、2-法蘭螺栓、3-柔性連接件、4-碟形墊圈、5-萬向下節叉、6-節叉螺栓。

具體實施方式

本實用新型的核心是提供一種萬向節，該萬向節的製作工藝簡單，成本低，減振效果好，使用壽命長，噪音小。本實用新型的另一核心是提供一種包括上述萬向節的轉向器以及包括上述轉向器的車輛。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的萬向節一種具體實施方式的結構示意圖。

在該實施方式中，萬向節包括萬向上節叉1、萬向下節叉5和柔性連接件3，該萬向節為柔性萬向節，主要用於車輛轉向管柱的連接。

其中，柔性連接件3用於傳遞動力，在動力傳遞過程中，柔性連接件3可發生變形以適應萬向上節叉1和萬向下節叉5的位置變化，柔性連接件3的一端與萬向上節叉1連接，另一端與萬向下節叉5連接。

具體的，柔性連接件3優選為圓餅狀，具體可以為法蘭，其兩個端面分別作為第一面和第二面。

優選的，柔性連接件3具體可以為橡膠法蘭，或者以橡膠為基礎材料的柔性法蘭，萬向上節叉1和萬向下節叉5在傳遞動力時，橡膠法蘭會發生一定的彈性變形，實現萬向上節叉1與萬向下節叉5的小角度傳動，採用橡膠法蘭，成本低，容易加工，同時，橡膠法蘭抗疲勞能力強，使用壽命長，進而節省成本，而且，橡膠的減振、降噪效果好。

另外，橡膠法蘭相對於金屬十字軸而言，其重量顯著降低，變向的降低了整車的重量，節省油耗。

這裡需要說明的是，柔性連接件3也可以採用其他材料加工而成，例如可以通過帘布與橡膠粘合而成，或者採用多次纖維布加工而成，在此不做進一步限定。

進一步，萬向上節叉1的底部左右對稱的延伸設置有兩條上節叉連接臂，上節叉連接臂與柔性連接件3的第一面連接。

更進一步，萬向下節叉5的頂部左右對稱的延伸設置有兩條下節叉連接臂，下節叉連接臂與柔性連接件3的第二面連接。

優選的，上節叉連接臂的延伸方向與下節叉連接臂的延伸方向垂直，即萬向上節叉1與萬向下節叉5能夠實現在不同方向上的擺動，萬向上節叉1與萬向下節叉5的配合可以實現萬向擺動。

當然，柔性連接件3的第一面與第二面可以互換，並不局限於本實施例所提供的連接方式。

這裡需要說明的是，由於該萬向節中柔性連接件3的角度變化幅度小，因此，該萬向節主要應用於小角度轉向器中。

該萬向節，將現有技術中的金屬十字軸萬向節結構改進為柔性連接件3結構，使得該萬向節的製作更加簡單，製造成本更低廉；同時，採用柔性連接件3，可以最大限度減少產品的機加成本，對製造設備要求低，製造成本工時更低；而且，由於柔性連接件3在使用時可發生變形，因此，一般採用非金屬材料加工而成，非金屬材料的疲勞強度高於金屬材料，可以有效的延長產品的使用壽命，使轉向器使用更安靜、舒適、柔和、耐久；另外，由於該萬向節結構簡單，拆裝方便，有效降低了產品的售後維修費用；同時，柔性連接件3的減振效果好，可以有效解決方向盤震動現象發生。

在上述任意一種實施方式的基礎上，柔性連接件3與萬向上節叉1之間，以及柔性連接件3與萬向下節叉5之間均採用法蘭螺栓2連接，即上節叉連接臂與柔性連接件3之間以及上節叉連接臂與柔性連接件3之間均採用螺栓連接。

優選的，在萬向上節叉1和萬向下節叉5上設置螺紋孔，具體的，兩條上節叉連接臂以及兩條下節叉連接臂上均設有螺紋孔，柔性連接件3的四周沿軸向共設有四個通孔，螺栓的螺杆部分沿穿過柔性連接件3的通孔後，擰緊在螺紋孔中。

由於柔性連接件3，例如橡膠法蘭，其硬度相對於金屬而言較低，因此，為了避免螺栓在擰緊的過程中，螺栓的螺帽與柔性連接件3之間發生磨損，可以在螺栓的螺帽與柔性連接件3之間設置墊圈，即螺栓的螺杆先穿過墊圈，然後貫穿通孔後，與螺紋孔緊固連接。

進一步，法蘭螺栓2與柔性連接件3之間的墊圈優選為碟形墊圈4，並且碟形墊圈4的開口方向背離柔性連接件3。

上述設置，通過採用碟形墊圈4，一方面，可以避免法蘭螺栓2與柔性連接件3的端面直接接觸，減少法蘭螺栓2緊固時對柔性連接件3端面的損壞，另一方面，碟形墊圈4的開口方向背離柔性連接件3，如此設置，可以避免該萬向節在使用過程中，碟形墊圈4的周部對柔性連接件3造成切割損壞，提高柔性連接件3的使用壽命。

這裡需要說明的是，墊圈也可以採用其他墊圈，例如，可以採用普通環形墊圈，當採用普通環形墊圈時，應當對墊圈的周邊進行倒角處理，以減少對柔性連接件3的損壞。

優選的，法蘭螺栓2選擇M8×25螺栓，即公稱直徑為8mm，螺杆長度為25mm的米制螺紋螺栓，碟形墊圈4的直徑優選為8.4-8.6mm，最優選為8.5mm。

進一步，萬向上節叉1和萬向下節叉5上均設有供傳動軸插入並且內壁設有連接花鍵的固定孔，連接花鍵的設置目的是防止傳動軸與固定孔之間發生轉動，具體的，萬向上節叉1的上部沿其延伸方向設有固定孔，方便傳動軸的插入，同樣的，萬向下節叉5的下部沿其延伸方向設有與其他傳動軸連接的固定孔。

為了提高該萬向節的適用性，固定孔的一側具有開口，並且固定孔的開口側設有可調節固定孔孔徑的節叉螺栓6，即當傳動軸插入固定孔後，可以通過調整節叉螺栓6的鬆緊，對固定孔與傳動軸進行緊固。

需要說明的是，本實施例中所述的「上」和「下」等方位詞，是在萬向上節叉1和萬向下節叉5豎向放置時而言的，當萬向上節叉1和萬向下節叉5的安裝方向改變時，其方位應當隨之改變。

該萬向節，採用非金屬結構的法蘭，可以有效的隔絕汽車底盤震動對方向盤的影響，徹底解決汽車行業方向盤震動問題，節約成本，結構簡單，使用壽命長。

除了上述萬向節以外，本實用新型還提供了一種包括上述萬向節的轉向器以及包括上述轉向器的車輛，該轉向器以及車輛的其他各部分結構請參考現有技術，本文不再贅述。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對本實用新型所提供的萬向節進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。