齒輪齒條式轉向

簡介

齒輪齒條式轉向結構由與轉向軸做成一體的轉向齒輪和常與轉向橫拉桿做成一體的齒條組成。其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉向軸帶動小齒輪旋轉時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉向輪轉向。

結構及工作原理

齒輪齒條式轉向器它主要由小齒輪、齒條、調整螺釘，外殼及齒條導塊等組成，轉向器小齒輪在轉向主軸的下端，與轉向齒條嚙合。當旋轉方向盤時，轉向器中的小齒輪便轉動，帶動轉向器中的齒條朝方向盤轉動的方向移動。轉向器齒條的動作，通過轉向器齒條端頭和轉向拉桿端頭，傳遞到轉向節臂上，從而使車輪轉動。

齒輪齒條式轉向器的布置形式

根據齒輪齒條式轉向器和轉向梯形相對前軸位置的不同，齒輪齒條式轉向器在汽車上有四種布置形式，如圖所示：轉向器位於前軸後方，後置梯形圖a；轉向器位於前軸後方，前置梯形圖b；轉向器位於前軸前方，後置梯形圖c；轉向器位於前軸前方，前置梯形圖d。

齒輪齒條式轉向特點

優點

結構簡單、緊湊；傳動效率高達90%；齒輪與齒條之間因磨損出現間隙後，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，可自動消除齒間間隙；占用的體積小；沒有轉向搖臂和直拉桿，所以轉向輪轉角可以增大；製造成本低。

缺點

逆效率高(60%～70%)，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，大部分能傳至轉向盤，稱之為反衝。反衝現象會使駕駛員精神緊張，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，對駕駛員造成傷害。

齒輪齒條選擇

如果齒輪齒條式轉向器採用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合重合度不高，則運轉平穩性降低，衝擊力大，工作噪聲增加。此外，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角，為此，因與總體布置不適應而遭淘汰。採用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉向器，重合度增加，運轉平穩，衝擊與噪聲均降低，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易於滿足總體設計的要求。因為斜齒工作時有軸向力作用，所以轉向器應該採用推力軸承，斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點。

齒輪齒條式轉向器分類

按輸出端形式分為兩端輸出式和中央輸出式。兩端輸出式（ETO）：拉桿與齒條兩端相連，如圖a；中央輸出式（CTO）：拉桿與齒條中央相連，如圖b。

關聯詞

蝸桿曲柄銷式轉向器

蝸桿曲柄銷式轉向器，它是以蝸桿為主動件，曲柄銷為從動件的轉向器。蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉向搖臂軸製成一體。轉向時，通過轉向盤轉動蝸桿、嵌於蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉，一邊繞轉向搖臂軸做圓弧運動，從而帶動曲柄和轉向垂臂擺動，再通過轉向傳動機構使轉向輪偏轉。

循環球式轉向器

循環球式轉向器，這種轉向裝置是由齒輪機構將來自轉向盤的旋轉力進行減速，使轉向盤的旋轉運動變為渦輪蝸桿的旋轉運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉運動變為直線運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變為旋轉運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。