一种带翻转式功能的汽车转向管柱总成的制作方法

1.本实用新型涉及汽车转向传动装置领域，具体涉及一种带翻转式功能的汽车转向管柱总成。


背景技术：

2.随着商务活动的需要，汽车不仅仅是一种代步工具，在某些情况下，也可能成为几人议事的活动场所，等同于一个小型会议，出于礼貌和尊重，与会者需要面对面，但车内空间有限，驾驶座位碍于方向盘的存在，又不能被利用，压缩了使用空间。如果能够把方向盘的位置腾出来，驾驶座位就可以在原址倒置180
°
，与后座人员进行面对面的交流，从而扩大了乘用汽车的利用空间和使用范围，基于这种设想，一种带翻转式功能的汽车转向管柱总成便诞生了。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种在实现方向盘四向可调的基础上，增加一套翻转机构，使方向盘能够翻转90
°
，腾出座椅空间，使驾驶座椅能够在原址倒置180
°
，提高了汽车空间的利用率，带翻转式功能的汽车转向管柱总成。
4.为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
5.一种带翻转式功能的汽车转向管柱总成，包括本体，其特征在于，所述本体包括上支架组件、下支架组件、转向轴下部组件、上安装支架组件、下安装支架组件、手柄调节组件，所述上支架组件包括活动齿条、操纵杆、第二圆柱销、第三圆柱销、上支架、转向轴上部、轴用弹性挡圈、第一轴承和内隔圈，所述转向轴上部一端设置有开口节叉，所述第一轴承通过过度配合设置于转向轴上部的中部靠近开口节叉一侧，且通过轴用弹性挡圈固定于上支架内，所述第一轴承通过过盈配合设置于上支架内部，所述活动齿条通过第二圆柱销活动固定于上支架上，所述操纵杆通过第三圆柱销固定于上支架上，所述活动齿条设置于操纵杆上方，所述下支架组件包括下固定支架、转向管柱、上固定支架、下支架、第一圆柱销、固定齿板和塑料衬垫，所述下支架通过压铸设置于转向管柱一端，所述下固定支架通过焊接设置于转向管柱远离下支架一端，所述下固定支架下部设置有长方形槽，所述塑料衬垫通过长方形槽设置于下固定支架上，所述上固定支架通过焊接设置于转向管柱靠近下支架一端，所述固定齿板通过第一圆柱销固定于下支架上部，所述下支架下部通过两个销轴与上支架下部连接，所述转向轴下部组件包括花键轴、垫圈、焊接叉、花键套和第二轴承，所述花键轴设置于转向管柱内，所述花键套一端设置有花键，另一端设置为光孔，所述焊接叉通过焊接设置于花键套远离靠近下支架一端的光孔内，所述焊接叉通过十字节与转向轴上部连接，所述花键轴一端设置有滑动花键，所述滑动花键通过注塑尼龙与花键套紧密配合，所述第二轴承通过过盈配合设置于花键轴远离滑动花键一端，所述上安装支架组件对称设置于转向管柱前侧和后侧，所述上安装支架组件包括u型板、溃缩钢带、定位保险块和上安装支架，所述 u型板通过焊接设置于上安装支架上，所述定位保险块通过注塑设置于上安装支
架上，所述溃缩钢带设置于定位保险块上，所述下安装支架组件包括连接螺栓、连接螺母、下安装支架，所述下安装支架通过连接螺栓、连接螺母固定于下固定支架上，所述所述手柄调节组件包括锁紧螺栓、锁紧螺母、止动弹簧、固定凸轮、滑动凸轮、尼龙垫圈和手柄，所述尼龙垫圈对称设置于u型板外侧， u型板前侧所述尼龙垫圈内设置有固定凸轮，所述固定凸轮外侧固定有滑动凸轮，所述滑动凸轮外侧设置有手柄，所述锁紧螺栓依次穿过手柄、滑动凸轮、固定凸轮、u型板前侧的尼龙垫圈、u型板和u型板后侧的尼龙垫圈，并通过锁紧螺母进行锁紧，所述止动弹簧一端设置于尼龙垫圈上方，另一端通过卡槽设置于u型板上。
6.优选地，前述上支架由铝合金通过压铸制成，所述上支架下部设置为长腰方形，所述长腰方形中心对称设置于两个轴承孔，所述上支架上部设置有一对第一耳叉，所述第一耳叉对称设置于轴承孔中心线两侧，所述第一耳叉外侧平面平行，所述第一耳叉上设置有同轴的用于连接下支架的第一圆柱孔，所述第一耳叉的上方设置有梯形框架，所述梯形框架包括前面板和后面板，所述前面板和后面板上均设置有用于活动固定活动齿条的第二圆柱孔132，两个所述第二圆柱孔设置为同轴，所述梯形框架与第一耳叉之间设置有第一u型槽，所述梯形框架靠近后侧第一耳叉一侧上设置有用于活动固定操纵杆的圆柱销孔，所述圆柱销孔顶部设置有第二u型槽
7.再优选地，前述下支架由铝合金通过压铸制成，所述下支架下端设置为第一圆柱体，所述第一圆柱体内设置有通孔，所述通孔与转向管柱相对应，所述转向管柱与下支架连接部分的外圆上设置有花键，所述转向管柱的外圆上均匀分布设置有三个孔，所述转向管柱通过压铸与下支架连接，所述下支架上部设置有一对第二耳叉，所述第二耳叉沿转向管柱的中心线对称设置，两个所述第二耳叉的内侧面与上支架上的第一耳叉的外侧面对应，两个第二耳叉上设置有同轴的第三圆柱孔，所述第二耳叉的中心线一侧设置有门型框架，所述门型框架的两个侧面上设置有同轴的用于将固定齿板固定于下支架上的第四圆柱孔
8.更优选地，前述操纵杆通过注塑制成，所述操纵杆一端设置有第二圆柱体，所述圆柱体中间设置有用于将操纵杆固定于上支架第二u型槽内的第五圆柱孔，所述操纵杆另一端设置为操纵手柄，所述操纵杆中间底部设置为平面，所述平面设置为渐进式曲率斜面
9.进一步优选地，前述固定齿板通过粉末冶金制成，所述固定齿板的上面和地面设置为平行平面，所述平行平面的长距方向两端设置有用于将固定齿板固定于下支架上的第六圆柱孔，所述固定齿板一侧设置有全齿形花键，所述全齿形花键设置为内凹圆弧面结构
10.具体地，前述活动齿条由粉末冶金制成，所述活动齿条上面和下面设置为平行平面，所述平行平面长距方向一端设置有用于将活动齿条固定于上支架的第七圆柱孔，所述平行平面短距一侧设置有半数齿条，所述半数齿条设置为外凸圆弧面结构，所述半数齿数与固定齿板上的全齿形花键相匹配，所述平行平面短距的另一侧设置为双驼峰曲面结构，所述双驼峰曲面结构与操纵杆中间底部的渐进式曲率斜面相对应
11.再优选地，前述半数齿条的齿数是全齿形花键的齿数的二分之一
12.更优选地，前述十字节由尼龙注塑制成半形体，当装配时合成一体，所述十字节外部设置为半球体，所述十字节上设置有十字槽，所述十字槽的槽径设置为两个十字相交的半圆柱体结构，所述十字槽的中心两侧对称设置有两个斜面
13.进一步优选地，前述转向轴上部通过圆钢切削加工制成，所述转向轴上部通过圆钢切削加工制成，所述转向轴上部远离开口节叉一端设置有用于安装方向盘的锥面和花
键，所述开口节叉的孔径与十字节的十字槽的内径相对应，所述开口节叉的厚度与十字槽的槽宽相对应，所述开口节叉远离花键一端设置有第一开口槽，所述第一开口槽的宽度设置为开口节叉孔径的四分之三，所述开口节叉远离第一开口槽一端设置有第二开口槽，所述第一开口槽与第二开口槽设置于同一轴线上，所述转向轴上部靠近开口节叉一端设置有轴承挡，所述开口节叉中心设置为圆柱孔，所述圆柱孔两端设置有向中心内倾的斜面。
14.更进一步优选地，前述焊接叉由精锻件通过切削加工制成，所述焊接叉一端设置为圆柱体，所述圆柱体的外径与花键套的光孔的直径相对应，所述焊接叉另一端设置为第三耳叉，所述第三耳叉的中间设置有圆柱孔，所述第三耳叉的厚度与十字节的十字槽的槽宽相对应，所述第三耳叉远离圆柱体一端设置有第三开口槽，所述第三开口槽的宽度为第三耳叉内径的四分之三，所述第三耳叉的厚度小于第二开口槽的槽宽，所述圆柱孔的两端设置有向中心内倾的斜面。
15.本实用新型的有益之处在于：操纵杆11、十字节20均采用尼龙材料，同样，伸缩花键齿表面也涂有尼龙层，由于尼龙特性使然，无论方向盘在工作时传递转向扭矩还是需要时向上翻转90
°
，在承受径向和轴向冲击时，无疑起到了消除振动，避免产生异响的有益效果。方向盘增加了翻转功能，扩大了乘用车的使用范围，在当今社会发展的大背景下，无疑是一大利好
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图；
17.图2是图1的俯视图；
18.图3是上支架的结构示意图；
19.图4是图3的俯视图；
20.图5是下支架的结构示意图；
21.图6是图5的俯视图；
22.图7是操纵杆的结构示意图；
23.图8是图7的俯视图；
24.图9是固定齿板的结构示意图；
25.图10是活动齿条的结构示意图；
26.图11是十字节的结构示意图；
27.图12是图11的a
‑
a剖视图；
28.图13是转向轴上部的结构示意图；
29.图14是图13的a
‑
a剖视图；
30.图15是焊接叉的结构示意图；
31.图16是图15的左视图；
32.图17是图15的俯视图；
33.图18是手柄调节组件的结构示意图；
34.图19是焊接叉、十字节与转向轴上部的连接示意图。
35.图中附图标记的含义：1、花键轴，2、垫圈，3、下固定支架，4、转向管柱， 5、u型板，6、上固定支架，7、下支架，8、第一圆柱销，9、活动齿条，10、固定齿板，11、操纵杆，12、第二圆
柱销，13、上支架，14、转向轴上部，15、销轴，16、轴用弹性挡圈，17、第一轴承，18、内隔圈，19、第三圆柱销，20、十字节，21、焊接叉，22、花键套，23、溃缩钢带，24、定位保险块，25、锁紧螺栓，26、锁紧螺母，29、止动弹簧，30、连接螺栓，31、连接螺母，32、第二轴承，33、下安装支架，34、塑料衬垫，35、固定凸轮，36、上安装支架， 37、滑动凸轮，38、尼龙垫圈，39手柄，131、第一圆柱孔，132、第二圆柱孔， 133、圆柱销孔，134、轴承孔，701、第三圆柱孔，702、第四圆柱孔，401、孔， 111、第五圆柱孔，101、第六圆柱孔，901、第七圆柱孔。
具体实施方式
36.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
37.如图1和2，本实用新型的一种带翻转式功能的汽车转向管柱总成，包括上支架组件、下支架组件、转向轴下部组件、上安装支架组件、下安装支架组件、手柄调节组件，所述上支架组件包括活动齿条9、操纵杆11、第二圆柱销12、第三圆柱销19、上支架13、转向轴上部14、轴用弹性挡圈16、第一轴承17、内隔圈18，所述转向轴上部14过渡配合设置在第一轴承17上，通过轴用弹性挡圈16轴向固定，所述第一轴承17过盈配合设置在上支架13上，所述活动齿条9通过圆柱销12设置在上支架13上，并可绕圆柱销12自由摆动，所述操纵杆11通过圆柱销19设置在上支架13上，并可绕圆柱销19自由摆动，活动齿条9始终搁置在操纵杆11上；所述下支架组件包括下固定支架3、转向管柱4、上固定支架6、下支架7、第一圆柱销8、固定齿板10、塑料衬垫34，所述转向管柱4通过压铸工艺与下支架7连接在一起，所述下固定支架3、上固定支架6 均通过焊接设置在转向管柱4上，所述塑料衬垫34通过长方形槽设置在下固定支架3上，所述固定齿板10通过第一圆柱销8固定在下支架7上，下支架7通过两销轴15与上支架13连接；所述转向轴下部组件包括花键轴1、垫圈2、焊接叉21、花键套22、第二轴承32，所述焊接叉21通过焊接设置在花键套22上，所述第二轴承32通过过盈配合设置在花键轴1上，花键轴1滑动花键部分注塑尼龙，与花键套22紧密配合，在克服摩擦阻力时自由伸缩，焊接叉21通过十字节20与转向轴上部14连接；所述上安装支架组件包括u型板5、溃缩钢带 23、定位保险快24、上安装支架36，所述u型板5通过焊接设置在上安装支架 36上，所述定位保险快24通过注塑设置在上安装支架36上，所述溃缩钢带23 通过u型板5设置在定位保险快24上；所述下安装支架组件包括连接螺栓30、连接螺母31、下安装支架33，所述下安装支架33通过连接螺栓30、连接螺母 31与下固定支架3连接；所述手柄调节组件包括锁紧螺栓25、锁紧螺母26、止动弹簧29、固定凸轮35、滑动凸轮37、尼龙垫圈38、手柄39，所述滑动凸轮 37过盈配合设置在手柄39上，所述锁紧螺栓25穿过手柄39(滑动凸轮)、固定凸轮35、尼龙垫圈38、u型板5、上固定支架6，与锁紧螺母26连接，所述止动弹簧29一端设置于尼龙垫圈38上方，另一端通过卡槽设置于u型板5上，通过调节手柄39完成方向盘的四向调节。
38.如图3和4，所述上支架13采用铝合金压铸件，下半部呈长腰方形，长腰方形中心设置轴承孔134，上支架上部设置有一对第一耳叉，第一耳叉对称设置于轴承孔134中心线两侧，两个第一耳叉外侧平面平行，与下支架7上的两个第二耳叉内侧平面匹配，第一耳叉上设置同轴的第一圆柱孔131，通过销轴15与下支架7连接，并可绕销轴15自由翻转，在耳叉一侧长方形边缘设置梯形框架，梯形框架前后面板上设置同轴的第二圆柱孔132，活动齿条9通过第二圆柱销 12设置在梯形框架内，并可绕第二圆柱销12自由摆动，在梯形框架与耳叉之间设置第一u型槽，是操纵杆11的活动所在，活动齿条9始终搁置在操纵杆11 上，梯形框
架靠近后侧第一耳叉一侧上设置有圆柱销孔，圆柱销孔顶部设置有第二u型槽，操纵杆11通过第三圆柱销19设置在上支架上，操纵杆11半圆柱体可以绕第三圆柱销19在第一u型槽内自由摆动。
39.如图5和6，所述下支架7采用铝合金压铸件，下半部呈圆柱体，中心孔与转向管柱4匹配，转向管柱4与下支架7连接部分的外圆上设置花键，转向管柱的外圆上均布三个孔401，通过压铸与下支架7铸成一体，下支架7上部设置有一对第二耳叉，两个第二耳叉内侧平面与上支架13上的两个第一耳叉外侧平面匹配，第二耳叉沿转向管柱4的中心线对称设置，两个第二耳叉上设置有同轴的第三圆柱孔701，在两个第二耳叉中心线一侧设置有门型框架，门型框架两侧面板上设置同轴的第四圆柱孔702，固定齿板10通过第一圆柱销8设置在下支架7上。
40.如图7和8，所述操纵杆11采用注塑件，一端设置圆柱体，中心设置第五圆柱孔111，通过第三圆柱销19将操纵杆11设置在上支架13的第二u型槽内，并可绕第三圆柱销19在第一u型槽内自由摆动，另一端设置操纵把柄，中间底部设置平面，面部设置渐进式曲率斜面，与活动齿条9驼峰曲面配合，前推或后拉操纵杆11，起到活动齿条9与固定齿板10啮合或脱离的作用。
41.如图9，所述固定齿板10采用粉末冶金件，固定齿板两面为平行平面，平面长距方向两端设置有第六圆柱孔101，通过第一圆柱销8将其固定在下支架7的门形框架内，在两个第六圆柱孔101一侧设置呈内凹圆弧面的全齿形花键。
42.如图10，所述活动齿条9采用粉末冶金件，活动齿条两面为平行平面，平面长距方向一端设置为第七圆柱孔901，通过第二圆柱销12将活动齿条9设置在上支架13的梯形框架内，活动齿条9可绕第二圆柱销12在上支架13的梯形框架内自由摆动，平面短距方向一侧设置与固定齿板10花键匹配的呈外凸圆弧面的半数齿齿条，平面短距方向另一侧设置骆驼型曲面，与操纵杆11曲率斜面进退配合，决定活动齿条9与固定齿板10的啮合或脱离。
43.如图11和12，所述十字节20采用尼龙注塑件，注塑为半形体，装配时合成一体，十字节外形呈半园球体，十字槽径形同两个十字相交的半圆柱体，与转向轴上部14开口节叉、焊接叉21开口节叉内径适配，十字槽中心两侧设置互为对称的斜面，与转向轴上部14的开口节叉、焊接叉21的第三耳叉的两侧斜面适配，起到连接转向轴上部14和转向轴下部组件的作用，传递转向扭矩和实现转向轴上部14向上翻转90
°
的目的。
44.如图13和14，所述转向轴上部14采用圆钢切削加工件，轴的一端设置锥面和花键，与方向盘匹配，轴端设置螺纹，与紧固螺母匹配，轴的另一端设置开口节叉，节叉孔径与十字节20十字槽内径适配，节叉厚度与十字节20十字槽宽适配，节叉端部中心设置开口，开口宽度为孔径的四分之三，可以轻松的安装十字节20，开口槽轴向设置同轴的第二开口槽，第二开口槽槽宽大于焊接叉21耳叉厚，槽深大于焊接叉21外径，这样，转向轴上部14在十字节20上翻转 90
°
时不会与焊接叉21外径发生干涉，开口节叉旁边设置轴承挡，通过第一轴承17将转向轴上部14轴向固定在上支架13上，第二开口槽的槽宽为开口节叉厚度的1.25倍，第二开口槽的槽深为开口节叉外径的1.15倍，开口节叉中心是圆柱孔，圆柱孔两端设置相对中心轴线对称分布的向中心内倾的斜面。
45.如图15
‑
17，所述焊接叉21采用精锻件，经切削加工成型，一端是圆柱体，与花键套22光孔直径匹配，另一端设置耳叉，耳叉厚度与十字节20十字槽宽适配，耳叉孔与十字节20
十字槽径适配，耳叉端部设置开口，开口宽为孔径的四分之三，可以轻松的安置十字节20.
46.通过上述机构设置，打开手柄39，管柱4可以通过上固定支架6、下固定支架3的长方形槽进行高度方向的调节，可以通过u型板5的弧形槽进行角度方向的调节，在满足方向盘四向可调的基础上，新增了一对可调支架(上支架13 和下支架7)，并通过销轴15连接在一起，在上支架13上设置活动齿条9和操纵杆11，通过各自第二圆柱销12、第三圆柱销19连接，并绕各自第二圆柱销12、第三圆柱销19摆动，在下支架7上设置固定齿板10，通过第一圆柱销8连接，操纵操纵杆11前推，活动齿条9与固定齿板10啮合，方向盘处于工作状态，操纵操纵杆11后拉，活动齿条9与固定齿板10脱离，方向盘不能工作，可以绕销轴15向上翻转90
°
，这时，转向轴上部14可能通过十字节20带动转向轴下部组件轴向移动，为防止干涉，转向轴下部组件设置为伸缩式结构，保证了方向盘翻转功能的顺利实施。
47.本实用新型的有益之处在于：操纵杆11、十字节20均采用尼龙材料，同样，伸缩花键齿表面也涂有尼龙层，由于尼龙特性使然，无论方向盘在工作时传递转向扭矩还是需要时向上翻转90
°
，在承受径向和轴向冲击时，无疑起到了消除振动，避免产生异响的有益效果。方向盘增加了翻转功能，扩大了乘用车的使用范围，在当今社会发展的大背景下，无疑是一大利好。
48.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。