基本結構
齒輪齒條式轉向器,一般由轉向齒輪2、轉向齒條3、殼體和預緊力調整裝置等組成,如圖2所示。轉向齒輪通過軸承支承在殼體內,轉向齒輪的一端與轉向軸連線,將駕駛員的轉向操縱力輸入,另一端與轉向齒條直接嚙合,形成一對傳動副,並通過轉向齒條傳動,帶動橫拉桿,使轉向節轉動。為保證齒輪齒條無間隙嚙合,補償彈簧5 產生的壓緊力通過壓板6 將轉向齒輪2和轉向齒條3壓靠在一起。彈簧的預緊力可以通過調整螺柱4進行調整。
由於齒輪齒條式轉向器屬於可逆式轉向器,其正效率與逆效率都很高,自動回正能力強。齒輪齒條式轉向器結構簡單、加工方便、工作可靠、使用壽命長、不需要調整齒輪齒條的間隙,因而得到了廣泛的套用。
性能特點
與其他形式轉向器相比,齒輪齒條式轉向器結構簡單、緊湊;殼體多採用鋁合金或鎂合金壓鑄而成,轉向器質量比較小;採用齒輪齒條傳動方式,傳動效率較高;齒輪齒條之間因磨損產生間隙後,利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調節的彈簧,能自動消除齒間間隙,這不僅可以提高轉向系統剛度,還可以防止工作時產生衝擊和噪聲;轉向器占用體積較小;沒有轉向搖臂和直拉桿,所以轉向輪轉角可以加大,製造成本較低。
但其逆效率較高,汽車在不平路面上行駛時,發生在轉向輪與路面之間的衝擊力的大部分能傳至轉向盤,造成駕駛員精神緊張,並難以準確控制汽車行駛方向,轉向盤突然轉動又會造成打手,同時對駕駛員造成傷害。
布置形式
根據輸入齒輪位置和輸出特點的不同,齒輪齒條式轉向器有四種布置形式:中間輸入,兩端輸出(圖3a);側面輸入,兩端輸出(圖3b);側面輸入,中間輸出(圖3c);側面輸入,一端輸出(圖3d)。