電動助力轉(zhuǎn)向機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機動車轉(zhuǎn)向機構(gòu)，尤其是一種電動助力轉(zhuǎn)向機
【背景技術(shù)】
[0002]電動助力轉(zhuǎn)向(Electric Power Steering,簡稱EPS)系統(tǒng)，是繼液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后出現(xiàn)的一種新型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢.它不僅能節(jié)約能源，提高安全性，還有利于環(huán)境保護，是一項緊扣現(xiàn)代汽車發(fā)展主題的高新技術(shù)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。
[0003]同傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的油泵，不轉(zhuǎn)向時也工作，加大了能量消耗。而EPS系統(tǒng)只在轉(zhuǎn)向時電動機才提供助力，因而能減少能量消耗，并能在各種行駛工況下提供最佳的轉(zhuǎn)向助力，減小了由于路面不平所引起的對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的干擾，改善了汽車的轉(zhuǎn)向性能，減輕了汽車低速行駛時的轉(zhuǎn)向操縱力，提高了汽車高速行駛時的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，進而提高汽車的主動安全性；由于不需要加注液壓油和安裝液壓油管，所以系統(tǒng)的安裝簡便，自由度大，而且成本低，無漏油故障的發(fā)生，它比常規(guī)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)具有更好的通用性。
[0004]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照電動機布置位置的不同，可以分為:轉(zhuǎn)向軸助力式(C-EPS)、齒輪助力式(P-EPS)，齒條助力式(R-EPS) 3種。其中，轉(zhuǎn)向齒條助力式電動助力轉(zhuǎn)向器(R-EPS)的助力電機和減速增扭轉(zhuǎn)機構(gòu)直接驅(qū)動齒條提供助力。當(dāng)前的R-EPS中，轉(zhuǎn)向助力是由第二個小齒輪來完成的，該小齒輪按平行于齒條方向傳力，它由一個電機來驅(qū)動，該電機通過蝸輪蝸桿機構(gòu)和一個傳動小齒輪咬合在齒條上，并傳遞轉(zhuǎn)向所需要的輔助力。由于助力電機安裝于齒條上的位置比較自由，因此在汽車的底盤布置時非常方便。同時，同CEPS和P-EPS相比，可以提供更大的助力值，所以一般前軸載荷比較大的車輛上。然而，渦輪蝸桿減速機構(gòu)傳動效率較低，一般為0.5—0.7 ;當(dāng)降速比很大時，效率甚至在0.5以下；同時發(fā)熱大，不宜在大功率下長期連續(xù)工作，工作時要求有良好的冷卻和潤滑條件；為了減磨耐磨，蝸輪齒圈需用貴重的青銅制造，且蝸輪比齒輪制造困難，增加了整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制造成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決現(xiàn)有技術(shù)中齒條助力式轉(zhuǎn)向機傳動效率低，發(fā)熱量大及轉(zhuǎn)向助力機構(gòu)的制造成本高的技術(shù)問題。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種電動助力轉(zhuǎn)向機，包括左轉(zhuǎn)向球頭，齒條，助力電機，轉(zhuǎn)向機殼體，輸入軸，右轉(zhuǎn)向球頭，在轉(zhuǎn)向機殼體的左端設(shè)有一支撐環(huán)，齒條裝配在支撐環(huán)中，左轉(zhuǎn)向球頭、右轉(zhuǎn)向球頭分別安裝在齒條的左右兩頭，助力電機通過螺栓安裝在轉(zhuǎn)向機殼體的支撐架上，助力電機輸出軸上設(shè)有第一傳動齒輪，助力電機輸出軸另一端通過滾珠軸承安裝在轉(zhuǎn)向機殼體，齒條上設(shè)有鋼珠下螺旋槽，在齒條的螺旋槽上裝配有一傳動螺母，助力電機輸出軸上的第一傳動齒輪與傳動螺母上的第二傳動齒輪相配合，傳動螺母通過滾針軸承安裝在轉(zhuǎn)向機殼體所設(shè)的凸臺上。
[0007]進一步的，所述傳動螺母由套筒和支撐座和組成，支撐座設(shè)有鋼珠上螺旋槽，鋼珠的循環(huán)通道由套筒上設(shè)有的套筒凹槽和支撐座凹槽組合而成。
[0008]采用上述技術(shù)方案后能獲得如下有益的技術(shù)效果:
[0009](I)傳動比恒定，具有轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，適應(yīng)范圍廣，傳遞速度和功率范圍都大的優(yōu)點，給予適當(dāng)預(yù)緊可以消除間隙，提高傳動精度和軸向剛度；
[0010](2)機械效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦力大小幾乎與運動速度無關(guān)，啟動轉(zhuǎn)矩接近于運動轉(zhuǎn)矩，傳動靈敏；
[0011](3)不具有自鎖性，可將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，且其磨損小且壽命長，可用調(diào)整裝置調(diào)整間隙，傳動精度與剛度均得到提高。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是傳動螺母的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:1.左轉(zhuǎn)向球頭；2.支撐環(huán)；3.齒條；31.鋼珠下螺旋槽；4.助力電機；5.第一傳動齒輪，6.助力電機輸出軸；7.滾珠軸承；8.轉(zhuǎn)向機殼體；81.凸臺；9.轉(zhuǎn)向機輸入軸；10.右轉(zhuǎn)向球頭；11.滾針軸承；12.套筒；121.套筒凹槽；13.鋼球；14.支撐座；141.第二傳動齒輪；142.鋼珠上螺旋槽；143.支撐座凹槽；15.傳動螺母。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示一種電動助力轉(zhuǎn)向機，包括左轉(zhuǎn)向球頭I，齒條3，助力電機4，轉(zhuǎn)向機殼體8，輸入軸9，右轉(zhuǎn)向球頭10，在轉(zhuǎn)向機殼體8的左端設(shè)有一支撐環(huán)2，齒條3裝配在支撐環(huán)2中，左轉(zhuǎn)向球頭1、右轉(zhuǎn)向球頭10分別安裝在齒條3的左右兩頭，助力電機4通過螺栓安裝在轉(zhuǎn)向機殼體8的支撐架上，助力電機輸出軸6上設(shè)有第一傳動齒輪5，助力電機輸出軸6另一端通過滾珠軸承7安裝在轉(zhuǎn)向機殼體8，齒條3上設(shè)有鋼珠下螺旋槽31，在齒條3的螺旋槽上裝配有一傳動螺母15，助力電機輸出軸6上的第一傳動齒輪5與傳動螺母15上的第二傳動齒輪141相配合，傳動螺母15通過滾針軸承11安裝在轉(zhuǎn)向機殼體8所設(shè)的凸臺81上。
[0018]如圖2和圖3所示，所述傳動螺母15由套筒12和支撐座14和組成，支撐座14設(shè)有鋼珠上螺旋槽142，鋼珠13的部分循環(huán)通道由套筒12上設(shè)有的套筒凹槽121和支撐座凹槽143組合而成。該助力傳動機構(gòu)類似于一個以滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動的體系將傳動螺母15回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動；齒條3上的鋼珠下螺旋槽31和支撐座14上的鋼珠上螺旋槽142采用歌德式(Gothic arch)溝槽形狀，使鋼珠13與溝槽達(dá)到最佳接觸以便輕易運轉(zhuǎn)。鋼球滾動接觸處均經(jīng)硬化(HRC58?63)處理，并經(jīng)精密磨削，循環(huán)體系過程純屬滾動，因此具有高耐用性的特點。若加入適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，消除軸向間隙，可使?jié)L珠13有更佳的剛性，減少齒條3的彈性變形，達(dá)到更高的精度。齒條3上的鋼珠下螺旋槽31，支撐座14上的鋼珠上螺旋槽142以及套筒12上設(shè)有的套筒凹槽121和支撐座凹槽143組合成的部分循環(huán)通道，共同形成了螺旋滾道。在滾道內(nèi)裝有滾珠13，齒條3與傳動螺母15相對運動時，滾珠13沿螺旋槽向前滾動，在齒條3上滾過數(shù)圈以后通過套筒12上設(shè)有的套筒凹槽121和支撐座凹槽143組合成的部分循環(huán)通道，逐個地又滾回到齒條3與傳動螺母15之間，構(gòu)成一個閉合的回路。
[0019]本實用新型中所述的助力機構(gòu)類似滾珠絲杠傳動系統(tǒng)為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現(xiàn)象。同時，其傳動效率高達(dá)90%?98%，為傳統(tǒng)的渦輪蝸桿的1.3?1.8倍左右，所以能以較小的扭矩得到較大的推力，其工作過程中助力機構(gòu)運動過程中溫升較小，并可預(yù)緊消除軸向間隙因此可以獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。另外，該助力機構(gòu)故障率很低，維修保養(yǎng)也較簡單，只需進行一般的潤滑和防塵，在特殊場合可在無潤滑狀態(tài)下工作。
[0020]本實用新型的工作原理如下:當(dāng)汽車向左轉(zhuǎn)向時，輸出軸9在方向盤上的輸入扭矩的作用下，齒條3向右做直線運動；此時助力電機4上的第一傳動齒輪5帶動傳動螺母15上的第二傳動齒輪141轉(zhuǎn)動，傳動螺母15沿軸向逆時針做回轉(zhuǎn)運動，鋼球13在套筒12和支撐座14組成的閉合回路中不斷的循環(huán)，帶動齒條3向右運動，實現(xiàn)了齒條的直接助力，安裝在齒條3兩端的左轉(zhuǎn)向球頭1，右轉(zhuǎn)向球頭10帶動轉(zhuǎn)向機構(gòu)，完成車輛的向左轉(zhuǎn)向?’反之，汽車向右轉(zhuǎn)向時，輸出軸9在方向盤上的輸入扭矩的作用下，齒條3向左做直線運動?’傳動螺母15則在助力電機4的帶動下沿軸向順時針回轉(zhuǎn)運動，帶動齒條3向左運動，從而實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向助力。
【主權(quán)項】
1.一種電動助力轉(zhuǎn)向機，包括左轉(zhuǎn)向球頭(I)，齒條(3)，助力電機(4)，轉(zhuǎn)向機殼體(8)，輸入軸(9)，右轉(zhuǎn)向球頭(10)，在轉(zhuǎn)向機殼體(8)的左端設(shè)有一支撐環(huán)(2)，齒條(3)裝配在支撐環(huán)(2)中，左轉(zhuǎn)向球頭(I)、右轉(zhuǎn)向球頭(10)分別安裝在齒條(3)的左右兩頭，助力電機(4)通過螺栓安裝在轉(zhuǎn)向機殼體(8)的支撐架上，助力電機輸出軸(6)上設(shè)有第一傳動齒輪(5)，助力電機輸出軸(6)另一端通過滾珠軸承(7)安裝在轉(zhuǎn)向機殼體(8)，其特征在于，齒條(3)上設(shè)有鋼珠下螺旋槽(31)，在齒條(3)的螺旋槽上裝配有一傳動螺母(15)，助力電機輸出軸(6)上的第一傳動齒輪(5)與傳動螺母(15)上的第二傳動齒輪(141)相配合，傳動螺母(15)通過滾針軸承(11)安裝在轉(zhuǎn)向機殼體⑶所設(shè)的凸臺(81)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動助力轉(zhuǎn)向機，其特征在于所述傳動螺母(15)由套筒(12)和支撐座(14)和組成，支撐座(14)設(shè)有鋼珠上螺旋槽(142)，鋼珠(13)的循環(huán)通道由套筒(12)上設(shè)有的套筒凹槽(121)和支撐座凹槽(143)組合而成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種機動車轉(zhuǎn)向機構(gòu)，尤其是一種電動助力轉(zhuǎn)向機，包括左轉(zhuǎn)向球頭，齒條，助力電機，轉(zhuǎn)向機殼體，輸入軸，右轉(zhuǎn)向球頭，在轉(zhuǎn)向機殼體的左端設(shè)有一支撐環(huán)，齒條裝配在支撐環(huán)中，左轉(zhuǎn)向球頭、右轉(zhuǎn)向球頭分別安裝在齒條的左右兩頭，助力電機通過螺栓安裝在轉(zhuǎn)向機殼體的支撐架上，助力電機輸出軸上設(shè)有第一傳動齒輪，助力電機輸出軸另一端通過滾珠軸承安裝在轉(zhuǎn)向機殼體，齒條上設(shè)有鋼珠下螺旋槽，在齒條的螺旋槽上裝配有一傳動螺母，助力電機輸出軸上的第一傳動齒輪與傳動螺母上的第二傳動齒輪相配合，傳動螺母通過滾針軸承安裝在轉(zhuǎn)向機殼體所設(shè)的凸臺上。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中齒條助力式轉(zhuǎn)向機傳動效率低，發(fā)熱量大等技術(shù)問題。
【IPC分類】B62D5-04
【公開號】CN204506985
【申請?zhí)枴緾N201520195979
【發(fā)明人】田宏霞, 王峰
【申請人】常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月2日