一种大学生方程式赛车转向系统的锥齿轮换向传动装置

本发明涉及大学生方程式赛车转向系统领域，具体是涉及一种大学生方程式赛车转向系统使用的锥齿轮换向传动装置。

背景技术：

1、传统大学生方程式赛车转向系统的传动装置一般为不等速万向节传动和准等速、等速万向节传动，这些万向节易在磨损后出现松旷现象，需要定期更换。其中不等速万向节只能成对使用，不利于成本控制，并需要对放置位置进行计算优化，此外，两不等速万向节的轴间夹角难以保证在任何时候相同，而轴间夹角越大，传动效率越低，机件寿命越低；准等速万向节和不等速的缺陷类似，准等速只能保证输入与输出轴角速度间的近似传递，但由于加工精度难以保证，故也难以实现在车辆直行状态下速比极低，转矩传动比极大的理想状态；等速万向节由于体积过大，无法满足在方程式赛车规则中，转向管柱等部件最大允许通过的横向距离为50mm的要求。

2、现已知一种基于锥齿轮轮系传动的水下矢量推进装置，该装置把原来的螺旋桨推进轴系和舵合二为一，通过改变螺旋桨的空间姿态来改变推进器的推力矢量大小和方向，因而可以获得方向和大小都可以改变的矢量推进力，其作用效果与大学生方程式赛车转向系统的传动模块作用效果类似。但由于尺寸过大且不易固定的结构导致其难以在大学生方程式赛车赛事中普及。以该种装置的设计思路，并改良其设计缺陷，我们可以设计一种轻量化、小型化、结构简单的锥齿轮传动系统。

技术实现思路

1、针对上述问题，有必要针对现有的技术问题，提供一种可用于大学生方程式赛车转向系统的锥齿轮换向传动装置。

2、为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于大学生方程式赛车转向系统的锥齿轮换向传动装置,包括保持架，以及限位于保持架上的第二锥齿轮，第二锥齿轮和第四锥齿轮均与第一锥齿轮和第三锥齿轮啮合。第一齿轮箱和第二齿轮箱固定在支架上。第一锥齿轮和第三锥齿轮限位于第一齿轮箱于第二齿轮箱之间。

4、优选的，保持架上有一个通孔，第一锥齿轮和第三锥齿轮由一支塞打螺丝及尼龙防松螺母限位于同一轴线上。

5、优选的，第二锥齿轮和第四锥齿轮分别由一根金属管连接、固定，第二锥齿轮和第四锥齿轮分别与第一锥齿轮和第三锥齿轮啮合。

6、优选的，第一锥齿轮和第三锥齿轮的轮轴与轴承相连，轴承安装在第一齿轮箱和第二齿轮箱的安装槽上。

7、优选的，第一齿轮箱和第二齿轮箱通过长螺栓固定在支架上。第一锥齿轮和第三锥齿轮的轮轴底面被第一齿轮箱和第二齿轮箱抵住，以限制第一锥齿轮和第三锥齿轮的纵向运动。

8、本发明相比较于现有技术的有益效果是：

9、其一，本发明的四个锥齿轮易调节间隙，使用弹簧预紧的方式时刻调整齿轮啮合程度，或向中心方向压紧任意两个相对的锥齿轮，即可调整四个锥齿轮之间的啮合程度。

10、其二，本发明的齿轮箱可以自由调整开口方向，第二锥齿轮和第四锥齿轮的啮合位置多样，适用于多角度的动力传输。

11、其三，本发明采用的螺栓、轴承、锥齿轮、塞打螺丝及尼龙防松螺母均易购得，总成本远低于优质精密万向节的成本。

技术特征：

1.一种用于大学生方程式赛车转向系统的锥齿轮换向传动装置,包括四个锥齿轮，固定齿轮位置的齿轮箱，以及固定在锥齿轮和齿轮箱之间的轴承，固定齿轮箱与支架的螺栓和固定齿轮箱的塞打螺丝及尼龙防松螺母；主要组成部分有保持架（1），以及限位于保持架（1）的第二锥齿轮（3），第二锥齿轮（3）和第四锥齿轮（5）均与第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）啮合，第一齿轮箱（6）和第二齿轮箱（7）固定在支架（8）上；第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）限位于第一齿轮箱（6）于第二齿轮箱（7）之间。

2.根据权利要求1保持架（1）上有一对通孔，第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）由一支塞打螺丝及尼龙防松螺母限位于同一轴线上。

3.根据权利要求1第二锥齿轮（3）和第四锥齿轮（5）分别由一根金属管连接、固定，第二锥齿轮（3）和第四锥齿轮（5）均与第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）啮合；四个锥齿轮易调节间隙，只需向中心方向压紧任意两个相对的锥齿轮，即可调整四个锥齿轮之间的啮合程度；第一齿轮箱（6）和第二齿轮箱（7）可以自由调整开口方向，第二锥齿轮（3）和第四锥齿轮（4）的啮合位置多样，适用于多角度的动力传输。

4.根据权利要求2第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）的轮轴与轴承相连，轴承安装在第一齿轮箱（6）和第二齿轮箱（7）的安装槽上。

5.根据权利要求4第一齿轮箱（6）和第二齿轮箱（7）通过螺栓固定在支架（8）上；第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）的轮轴底面被第一齿轮箱（6）和第二齿轮箱（7）抵住，以限制第一锥齿轮（2）和第三锥齿轮（4）的纵向运动。

技术总结本发明涉及大学生方程式赛车转向系统领域，具体是涉及一种大学生方程式赛车转向系统使用的锥齿轮传动装置。包括四个锥齿轮，固定齿轮位置的齿轮箱，以及固定在锥齿轮和齿轮箱之间的轴承，固定齿轮箱与支架的螺栓和固定齿轮箱的塞打螺丝及尼龙防松螺母。本技术方案通过四个锥齿轮两两相对放置，实现输入和输出轴之间变换固定角度传动，并可以通过调整对向齿轮的相对位置，实现间隙调整，消除侧隙误差和空行程，防止产生噪声和振动。技术研发人员：赵子杰,张少波,郑义凡,陶彦沛,张睿齐受保护的技术使用者：海南大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27