CN105292244A - 一种适用于商用车的前轮独立转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于商用车的前轮独立转向系统，目的在于提高商用车的转向性能。该转向系统由电机、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条总成组成。由于商用车满载质量大，转向所需的转矩大，据此，本发明采用双级减速机构形式，通过二次增大扭矩以提供足够大的转向力矩。其中，蜗轮蜗杆机构为第一级，齿轮齿条总成为第二级。两个转向轮各对应一台电机；两台电机相互独立，通过相关机构控制着各自相应车轮的转向运动。独立转向不但可以克服传统转向的不足，而且具有能够提高汽车的操纵稳定性以及减少轮胎磨损，提高经济性等优点。

Description

一种适用于商用车的前轮独立转向系统

技术领域：

本发明涉及一种适用于商用车的前轮独立转向系统，用于商用车的前轮独立转向。

技术背景：

随着国民经济的发展，公路运输(包括人和货物的运输)在整个交通运输领域占有重要地位，并且随着商用车保有量的不断增加，商用车的性能逐渐受到人们的重视，其中作为关键系统之一的转向系统对商用车的行驶安全至关重要。虽然传统的转向系统(机械式、液压助力或电动助力转向系统)已经发展的相当成熟，并广泛用于现代汽车(包括商用车)，但随着汽车、电子技术的不断进步和人们生活水平的显著提高，传统转向系统已经在一定程度上不能满足人们对高性能转向系统的要求。相比于传统的转向系统，独立转向系统不仅能克服传统转向系统中存在的问题，而且能够提高汽车的操纵稳定性以及减少轮胎磨损，提高经济性等。但由于商用车满载质量大，转向所需的转矩大，结构设计起来也比较麻烦，所以国内对商用车独立转向的研究涉及的不是很多。本发明人对商用车前轮独立转向机构做了进一步研究分析，发明了一种适用于商用车的前轮独立转向系统，旨在克服传统转向系统的不足和提高商用车的转向性能。

发明内容：

本发明的目的在于开发一种适用于商用车的前轮独立转向系统，用于商用车的独立转向。为了实现上述目的，本发明是按如下技术方案实现的：

一种适用于商用车的前轮独立转向系统，目的在于提高商用车的转向性能。该转向系统包括电机、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条总成。由于商用车满载质量大，转向所需的转矩大，据此，本发明采用双级减速机构形式，以提供足够大的转向力矩。其中，蜗轮蜗杆机构为第一级，齿轮齿条总成为第二级。两个转向轮各对应一台电机；两台电机相互独立，通过相关机构控制着各自相应车轮的转向运动。其中，本发明系统动力传输路径如下：电机→涡轮蜗杆机构→齿轮齿条总成→转向节臂→转向车轮。

技术方案中所述的电机包括一个定子、和定子同轴的电枢、一根带有驱动部分和传动部分的共用轴。其中驱动部分通过连结件与电枢相连以实现旋转运动输出；传动部分做成蜗杆，用于和蜗轮相啮合传输动力。该共用轴的使用，不仅减少了电机质量，缩短了安装宽度，降低了成本，而且解决了电机和蜗轮之间的调整问题。

技术方案中所述的蜗轮中间铣有花键槽，小齿轮轴也铣有花键，两者通过花键连结实现把动力从蜗轮传至到齿条。

技术方案中所述的齿条在径向上开有一定深度、沿轴向方向有一定长度的滚道，通过与导轮相配合，用来支持和引导齿条在滚道内直线运动。滚道两端起限位作用，并通过改变滚道在轴向方向上的长度可改变转向轮的转角范围。

本发明的有益效果：

1，本发明采用双级减速机构形式，通过二次增大转矩，能够可靠的为各种工况下的转向提供转向力矩。

2，由于本发明采用双级减速结构形式，在满足转向要求的前提下，可适当的选择小点的电机，可节约安装空间，降低成本。

3，共用轴的使用不仅减少了电机质量，缩短了安装宽度，降低了成本，而且解决了电机和蜗轮之间的调整问题。

4，通过齿条上滚道可以对转向轮转角进行限制，可以改变滚道长度来改变转向轮转角的范围。

5，左前轮和右前轮相互独立进行转向，不仅能够提高转向性能，而且能减少轮胎的磨损，提高经济性。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的适用于商用车的前轮独立转向系统示意图。

图2是本发明所用电机结构示意图。

图3是小齿轮轴结构示意图。

图4是齿条滚道结构示意图。

图中，1，左前轮；2，转向节臂；3，蜗轮蜗杆机构；4，电机轴；5，电机；6，小齿轮轴；7，齿轮齿条总成；8，右前轮；9，共用轴传动部分；10，共用轴；11，轴承；12，电机壳体；13，定子；14，电枢；15，衬套；16，端盖总成；17，轴承；18，共用轴驱动部分；19，连接件；20小齿轮轴轴端；21，花键；22，小齿轮；23，滚道；24，齿条

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的描述。

参阅图1，本发明开发的适用于商用车的前轮独立转向系统包括电机5、蜗轮蜗杆机构3、齿轮齿条总成7。采用两级减速结构形式，其中涡轮蜗杆机构3为第一级，齿轮齿条总成7为第二级。由于商用车满载质量大，转向时所需转矩大，故通过两次降速增扭提供足够的转矩。动力传输路径如下：电机5→涡轮蜗杆机构3→齿轮齿条总成7→转向节臂2→左前轮1，进而实现左前轮1独立转向。同理，通过相同的机构可实现右前轮8独立转向，从而实现商用车前轮独立转向。

参阅图2，本发明所用的电机6包括定子13、与定子同轴的电枢14、一根带有驱动部分18和传动部分9的共用轴10。其中，驱动部分18通过连结件19与电枢14相连以实现电枢14的旋转运动输出；共用轴传动部分9做成蜗杆，用于和蜗轮相啮合以传输动力。共用轴10的使用不仅减少了电机质量，缩短了安装宽度，降低了成本，而且解决了电机和蜗轮之间的调整问题

参阅图3，蜗轮中间铣有花键槽，小齿轮轴6也铣有花键21，两者通过花键21连接实现把动力从蜗轮传输到齿条24上，使齿条进行直线运动，进而带动转向节臂2运动，最终实现车轮转向。

参阅图4，齿条24在径向上开有一定深度、沿轴向方向有一定长度的滚道23，通过与导轮相配合，用来支持和引导齿条24在滚道内直线运动。滚道23两端起限位作用，并通过改变滚道在轴向方向上的长度可改变转向轮的转角范围。

Claims (8)

1.一种适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于包括电机、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条总成；其中，电机用来为转向系统提供转向动力，蜗轮蜗杆机构和齿轮齿条总成用来传输动力并起到降低转速增加转矩的作用；左前轮和右前轮相互独立进行转向，不仅能够提高转向性能，而且能减少轮胎的磨损，提高经济性。

2.如权利要求1所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在采用双级减速结构形式；其中，蜗轮蜗杆机构为第一级，齿轮齿条总成第二级。

3.如权利要求1所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于所用的电机包括定子、与定子同轴的电枢、一根带有驱动部分和传动部分的共用轴。

4.如权利要求3所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于所述的共用轴的驱动部分通过连结件与电枢相连，实现电枢旋转运动的输出；共用轴的传动部分做成蜗杆，用于和蜗轮相啮合以传输动力。

5.如权利要求1所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于蜗轮中间铣有花键槽；小齿轮轴也铣有花键，并通过花键同轴连结蜗轮和小齿轮轴以实现动力传输。

6.如权利要求1所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于左前轮和右前轮各对应有一台电机；两台电机相互独立，通过相关机构控制着各自相应车轮的转向运动。

7.如权利要求1所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于所用的齿条在径向上开有一定深度、轴向方向一定长度的滚道，通过与导轮相配合，用于支持和限制齿条在滚道内的直线运动。

8.如权利要求8所述的适用于商用车的前轮独立转向系统，其特征在于滚道限制了转向轮的转角范围，通过改变滚道在轴向方向上的长度，可改变转向轮的转角范围。