一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，包括有輸出軸、蝸輪下軸承、減速機構殼體、蝸輪、蝸輪上軸承、軸承支撐座、下護管、傳感器單元、扭桿及蝸桿；所述蝸桿與所述蝸輪嚙合；所述輸出軸與所述蝸輪固定連接；所述輸出軸穿過所述下護管并通過所述扭桿與輸入軸連接；所述蝸輪上軸承和所述蝸輪下軸承分別固定于所述輸出軸上；所述軸承支撐座用于支撐軸承；在上軸承支撐座與下護管之間設置有一波形彈簧，所述波形彈簧受下護管的下壓力產(chǎn)生變形和預緊力；所述變形和預緊力傳遞至上軸承支撐座及蝸輪上軸承。
【專利說明】一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車轉向助力領域，特別是指一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構。

【背景技術】
[0002]電動助力轉向系統(tǒng)(EPS—Electric Power Steering)是汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展方向。該系統(tǒng)僅由電動機直接提供轉向助力，省去了傳統(tǒng)的液壓動力轉向系統(tǒng)所必需的動力轉向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護了環(huán)境。另夕卜，還具有調整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉向助力的特點。因此電動助力轉向系統(tǒng)作為一種新的轉向技術，正在逐漸替代已具有幾十年歷史的液壓轉向系統(tǒng)。EPSc即管柱式電動助力轉向系統(tǒng)，是指助力電機集成在轉向管柱上的電動助力轉向系統(tǒng)。
[0003]EPS的工作原理及組成如圖1所示，主要由車速傳感器、轉向盤轉動傳感器(包括扭矩傳感器105和轉速傳感器)、控制器、功率驅動電路、離合器和直流電動機103、輸入軸102、方向盤101、扭桿104、輸出軸106等組成。方向盤產(chǎn)生轉向力帶動輸入軸轉動并將轉動傳遞給扭桿，傳感器探測到扭桿的信號后，電子控制單元(ECU)根據(jù)各傳感器輸出的信號決定電動機的轉動方向和最佳助力轉矩，向電動機和離合器發(fā)出控制信號，通過功率驅動電路控制直流電動機的轉動，電動機103的輸出經(jīng)過蝸輪蝸桿減速機構110減速增扭后，驅動齒輪齒條機構109，產(chǎn)生相應的轉向助力，通過拉桿107帶動車輪108轉向。
[0004]在EPSc系統(tǒng)中，如圖2所示，包括有輸出軸122、蝸輪下軸承123、減速機構殼體124、蝸輪125、蝸輪上軸承128、軸承支撐座126、下護管127、傳感器單元129、扭桿130及蝸桿121。減速機構殼體與下護管組成一個容納空間，用于容納轉向管柱系統(tǒng)。由于電機本身的特性，其轉速遠快于車輛需要的轉向速度，而力矩又遠低于車輛需要的助力力矩，因此電機的輸出需要通過蝸桿機構進行減速增扭后再傳遞給轉向管柱的輸出軸。目前的技術方案中，蝸輪與轉向管柱輸出軸同軸，壓裝固定在管柱輸出軸上，管柱輸出軸也用軸承支撐在減速機構殼體上；蝸桿兩端用軸承支撐在減速機構的殼體上，一端用聯(lián)軸器與電機輸出軸相連。這樣，當電機旋轉時通過聯(lián)軸器帶動蝸桿轉動，蝸桿通過與蝸桿嚙合將動力傳至轉向管柱輸出軸，實現(xiàn)助力。
[0005]現(xiàn)有技術中轉向助力電機通電工作時將輸出扭矩通過蝸桿121與蝸輪125的嚙合傳遞到輸出軸122上，蝸輪組件(包括輸出軸122、蝸輪下軸承123、蝸輪125、蝸輪上軸承128、軸承支撐座126)要壓裝到減速機構殼體124中，為防止變形，軸承支撐座126與減速機構殼體124要有一定的間隙。由于蝸輪是斜齒輪，蝸輪兩端的蝸輪下軸承123和蝸輪上軸承128會承受力，軸承支撐座126也會受到力的作用，運動過程中軸承支撐座126與減速機構殼體124撞擊會產(chǎn)生噪音，當整車行駛在顛簸路面上時轉向管柱內(nèi)部就會產(chǎn)生一定程度的振動噪音，影響駕駛者的聽覺感受。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是通過軸承支撐座與減速機構殼體間隙消除結構，在保證軸承支撐座與減速機構殼體之間裝配可行性情況下使得軸承支撐座與減速機構殼體之間的間隙配合可以被有效的消除，從而避免整車在惡劣的顛簸路面上行駛時產(chǎn)生來自于電動轉向管柱內(nèi)部的噪音問題。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，包括有輸出軸、蝸輪下軸承、減速機構殼體、蝸輪、蝸輪上軸承、軸承支撐座、下護管、傳感器單元、扭桿及蝸桿；
[0009]所述減速機構殼體與所述下護管組成容納空間，用于容納所述輸出軸、蝸輪下軸承、蝸輪、蝸輪上軸承、軸承支撐座、傳感器單元、扭桿及蝸桿；
[0010]所述蝸桿與所述蝸輪嚙合；所述輸出軸與所述蝸輪固定連接；所述輸出軸穿過所述下護管并通過所述扭桿與輸入軸連接；所述蝸輪上軸承和所述蝸輪下軸承分別固定于所述輸出軸上；所述軸承支撐座用于支撐軸承；
[0011]在上軸承支撐座與下護管之間設置有一波形彈簧，所述波形彈簧受下護管的下壓力產(chǎn)生變形和預緊力；所述變形和預緊力傳遞至上軸承支撐座及蝸輪上軸承。
[0012]所述波形彈簧為由兩個W形彈簧以并列方式且兩端呈弧形連接為一體結構。
[0013]一個所述W形彈簧的中間波峰高于另一個所述W形彈簧的中間波峰。
[0014]波峰高的W形彈簧在波峰處設置有開口，且該波峰稍平，位于扭矩傳感器輸出端。
[0015]所述蝸輪外表面為斜齒輪結構。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]通過在軸承支撐座與減速機構殼體之間設置波形彈簧，在保證軸承支撐座與減速機構殼體之間裝配可行性情況下使得軸承支撐座與減速機構殼體之間的間隙配合可以被有效的消除，從而避免整車在惡劣的顛簸路面上行駛時產(chǎn)生來自于電動轉向管柱內(nèi)部的噪音問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)技術EPSc系統(tǒng)組成及工作原理圖；
[0019]圖2為現(xiàn)技術轉向管柱蝸輪局部剖視圖；
[0020]圖3為本發(fā)明電動助力轉向管柱總成結構圖；
[0021]圖4為本發(fā)明轉向管柱蝸輪局部剖視圖；
[0022]圖5為本發(fā)明波形管結構示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明W形彈簧的結構示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明波形管的俯視圖。

【具體實施方式】
[0025]以下通過實施例來詳細說明本發(fā)明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術方案的限制。
[0026]如圖3至圖7所示，一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，包括有輸出軸2、蝸輪下軸承9、減速機構殼體3、蝸輪4、蝸輪上軸承6、軸承支撐座5、下護管7、傳感器單元8、波形彈簧11、扭桿10及蝸桿I。
[0027]所述減速機構殼體3與所述下護管7組成容納空間，用于容納所述輸出軸2、蝸輪下軸承9、蝸輪4、蝸輪上軸承6、軸承支撐座5、傳感器單元8、扭桿10及蝸桿I。
[0028]所述蝸桿I與所述蝸輪4嚙合，其中，蝸輪4外表面為斜齒輪結構，蝸輪在轉動過程中，會將旋轉力分解為沿輸出軸的軸向分力和徑向分力。輸出軸2與蝸輪4固定連接，輸出軸穿入蝸輪內(nèi)孔中，輸出軸與蝸輪為過盈配合，在本申請的其它實施例中，輸出軸與蝸輪可以采用鍵連接。
[0029]輸出軸2穿過下護管7并通過所述扭桿10與輸入軸連接；蝸輪上軸承6和所述蝸輪下軸承9分別固定于所述輸出軸2上，并分別設置于蝸輪4的兩端，起支撐輸出軸2的作用；所述軸承支撐座5用于支撐軸承。
[0030]方向盤產(chǎn)生轉向力帶動輸入軸轉動并將轉動力傳遞給扭桿，傳感器探測到扭桿的信號后，電子控制單兀(ECU)根據(jù)各傳感器輸出的信號決定電動機的轉動方向和最佳助力轉矩，向電動機和離合器發(fā)出控制信號，通過功率驅動電路控制直流電動機的轉動，電動機的輸出經(jīng)過蝸輪蝸桿減速機構減速增扭后，產(chǎn)生相應的轉向助力。
[0031]在軸承支撐座5與下護管7之間設置有一波形彈簧11，所述波形彈簧受下護管的下壓力產(chǎn)生變形和預緊力；所述變形和預緊力傳遞至上軸承支撐座及蝸輪上軸承。
[0032]所述波形彈簧11為由兩個W形彈簧分別為W形彈簧112和W形彈簧1113，以并列方式且兩端呈弧形連接為一體結構。
[0033]W形彈簧112的中間波峰高于W形彈簧1113的中間波峰。波峰高的W形彈簧I在波峰處設置有開口，且該波峰稍平，開口位于扭矩傳感器輸出端。在本申請中，波形彈簧是由一根彈簧鋼先彎成橢圓形，彈簧鋼的兩端不連接并邊渡交接，以交接點為波峰將橢圓形彈簧鋼再彎折成W形，這樣就形成了兩個W形彈簧組成一個波形彈簧，然后再將該彈簧鋼的兩端點所在的W形彈簧中間部分向上拉伸，以使彈簧鋼的兩端形成開口。此時，帶有開口的W形彈簧I中間波峰高于W形彈簧II的中間波峰。W形彈簧112和W形彈簧1113的兩端的高度相同，且均低于W形彈簧112的中間波峰高度。兩個W形彈簧的波谷在同一個平面上。
[0034]當使用時，打開波形彈簧的開口，將波形彈簧卡入軸出軸，將W形彈簧的波谷與軸承支座接觸，將波形彈簧的兩端部及中間的波峰與下護管內(nèi)壁相抵，開口端位于扭矩傳感器輸出端，完成裝配。
[0035]波形彈簧受下護管的下壓產(chǎn)生變形和預緊力，傳遞至軸承座及軸承上，有防止輸出軸竄動、消除軸承座間隙、降噪的作用。波形彈簧的相關參數(shù)見圖5至7所示，在本實施例中，在波形彈簧被壓縮到高度為H= 19mm時，波形彈簧的壓緊力為F = 550±100N。在不同的車型中，高度差及波形彈簧的壓緊力均會有所改變，但是不影響本申請技術方案的實現(xiàn)。
[0036]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，這些等價形式同樣落入本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，包括有輸出軸、蝸輪下軸承、減速機構殼體、蝸輪、蝸輪上軸承、軸承支撐座、下護管、傳感器單元、扭桿及蝸桿； 所述減速機構殼體與所述下護管組成容納空間，用于容納所述輸出軸、蝸輪下軸承、蝸輪、蝸輪上軸承、軸承支撐座、傳感器單元、扭桿及蝸桿； 所述蝸桿與所述蝸輪嚙合；所述輸出軸與所述蝸輪固定連接；所述輸出軸穿過所述下護管并通過所述扭桿與輸入軸連接；所述蝸輪上軸承和所述蝸輪下軸承分別固定于所述輸出軸上；所述軸承支撐座用于支撐軸承；其特征在于: 在上軸承支撐座與下護管之間設置有一波形彈簧，所述波形彈簧受下護管的下壓力產(chǎn)生變形和預緊力；所述變形和預緊力傳遞至上軸承支撐座及蝸輪上軸承。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，其特征在于:所述波形彈簧包括兩個W形彈簧，兩個所述W形彈簧并列方且兩端呈弧形連接為一體結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，其特征在于:一個所述W形彈簧的中間波峰高于另一個所述W形彈簧的中間波峰。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，其特征在于:波峰高的W形彈簧在波峰處設置有開口，且該波峰稍平，位于扭矩傳感器輸出端。
5.根據(jù)權利要求1所述的電動助力轉向管柱的蝸輪軸承座防異響結構，其特征在于:所述蝸輪外表面為斜齒輪結構。
【文檔編號】B62D5/04GK104149841SQ201410407195
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權日:2014年8月18日
【發(fā)明者】尹愛霞, 廖武, 邵文彬, 張雷, 朱聯(lián)邦, 韓全友, 張軍然, 王海峰 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司