CN105564495B - 电动助力转向系统及汽车 - Google Patents

Abstract

一种电动助力转向系统及汽车，包括：转向器壳体，所述转向器壳体内设有蜗轮安装腔和蜗杆安装腔；蜗轮，安装于所述蜗轮安装腔；蜗杆，安装于所述蜗杆安装腔，所述蜗轮和蜗杆相互啮合；所述蜗杆轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有所述第二中心距调节机构；所述第一中心距调节机构、第二中心距调节机构能够使所述蜗杆偏离蜗杆轴线摆动，实现所述蜗轮与蜗杆啮合中心距的调节。采用本发明电动助力转向系统能够实现蜗轮与蜗杆啮合中心距的调节，使蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距保持一致，不至于产生啮合间隙，避免在转向过程中产生噪音。

Description

电动助力转向系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种电动助力转向系统及汽车。

背景技术

电动助力转向系统(Electric Power Steering，缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、电动助力转向器、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。其中，电动助力转向器壳体内设有蜗轮安装腔和蜗杆安装腔，蜗杆安装腔安装蜗杆，蜗轮安装腔安装蜗轮，蜗轮和蜗杆相互啮合，蜗杆通过联轴器和电动机的输出端连接。

由于加工误差、装配误差和工装环境等因素的影响，蜗轮安装腔和蜗杆安装腔这两安装腔的中心距会在一定的公差范围内变动；同样，加工好的蜗轮和蜗杆固有的中心距也是在一定的公差范围内变动，从而蜗轮蜗杆安装在电动助力转向器壳体内时，蜗轮和蜗杆两者啮合时中心距是动态变化的。这就导致：蜗轮蜗杆啮合时的中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致，在蜗轮蜗杆实际啮合时会存在以下不利的影响：

1、蜗轮蜗杆固有的中心距小于蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距，将蜗轮蜗杆分别安装到蜗轮安装壳体和蜗杆安装壳体内时，蜗轮蜗杆实际啮合会存在间隙，这种间隙会在蜗杆转动的过程中产生噪音，影响驾驶员的舒适性。

2、蜗轮蜗杆固有的中心距大于蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距，将蜗轮蜗杆分别安装到蜗轮安装壳体和蜗杆安装壳体内时，蜗轮蜗杆实际啮合会处于紧配合状态，这就导致驾驶员在转向过程中需要的转动力过大。

3、蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致时，会使得啮合力的大小是一个波动的值，反应到驾驶员上就是转向时手感存在波动，影响驾驶员的舒适性。

综上，蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致，在转向过程中会产生噪音，且会影响驾驶员的舒适性。这就需要：当蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致时，能够实现蜗轮蜗杆啮合中心距的自动调节，以克服驾驶员使用不舒适的问题。

发明内容

本发明解决的问题是蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致，产生啮合间隙，在转向过程中会产生噪音，且会影响驾驶员的舒适性。

为解决上述问题，本发明提供一种电动助力转向系统，包括：

转向器壳体，所述转向器壳体内设有蜗轮安装腔和蜗杆安装腔；

蜗轮，安装于所述蜗轮安装腔；

蜗杆，安装于所述蜗杆安装腔，所述蜗轮和蜗杆相互啮合；

所述蜗杆轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有第二中心距调节机构；

所述第一中心距调节机构包括：

套设于所述蜗杆轴向一端的第一轴承，所述第一轴承外周面套设有第一轴套；

所述第一轴套包括第一端和第二端，所述第一端与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵，所述第二端的外周面具有开环的第一凹槽；

第一调节弹簧，所述第一调节弹簧为开环，所述第一调节弹簧套设于所述第一凹槽，所述第一凹槽与所述第一调节弹簧过盈配合，所述第一调节弹簧与所述蜗杆安装腔的腔壁有间隙；

所述第二中心距调节机构与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵；

所述第一中心距调节机构、第二中心距调节机构能够使所述蜗杆偏离蜗杆轴线摆动，实现所述蜗轮与蜗杆啮合中心距的调节。

可选的，所述第一端外周面设有第一凸起，所述第一凸起与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

可选的，所述第二中心距调节机构包括：

套设于所述蜗杆轴向另一端的第二轴承，所述第二轴承外周面套设有第二轴套；

所述第二轴套包括第三端和第四端，所述第三端与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵，所述第四端的外周面具有开环的第二凹槽；

第二调节弹簧，所述第二调节弹簧为开环，所述第二调节弹簧套设于所述第二凹槽，所述第二凹槽与所述第二调节弹簧过盈配合，所述第二调节弹簧与所述蜗杆安装腔的腔壁有间隙。

可选的，所述第二轴套外周面设有第二凸起，所述第二凸起与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

可选的，所述第二中心距调节机构还包括：

套设于所述蜗杆轴向另一端的偏心轴套，所述偏心轴套外周面与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

可选的，所述偏心轴套包括：内环和外环，所述内环、外环之间设有弹性部件，所述外环与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

可选的，所述弹性部件包括：橡胶。

可选的，所述第二中心距调节机构还包括：

套设于所述蜗杆轴向另一端的弹性垫圈，所述弹性垫圈与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

本发明还提供一种汽车，包括所述的电动助力转向系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明在蜗杆轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有第二中心距调节机构，第二中心距调节机构与蜗杆安装腔的腔壁相抵；其中第一中心距调节机构包括：套设于蜗杆轴向一端的第一轴承、第一轴承外周面套设第一轴套，第一轴套的第一凹槽上套设第一调节弹簧，第一调节弹簧为开环；在转向过程中，当蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距不一致时，在过紧啮合情况下，蜗轮向蜗杆施加一定的啮合力，第一调节弹簧套设于第一凹槽，在啮合力作用下，第一凹槽的开环口会变大，从而第一凹槽外周面的第一调节弹簧的开环口会变大，从而发生弹性形变，从而蜗杆可以偏离蜗杆轴线方向摆动；同时，第二中心距调节机构也能够使所述蜗杆偏离蜗杆轴线方向摆动，继而实现蜗轮与蜗杆啮合中心距的调节；在啮合过松时，由于第一弹簧与第一凹槽过盈配合，在安装后，第一弹簧和第一凹槽之间有预紧力，当啮合过松时，在预紧力的作用下，蜗杆也能偏离蜗杆轴线方向摆动，从而调节啮合中心距；使蜗轮蜗杆啮合中心距与蜗轮安装腔、蜗杆安装腔两腔体的中心距保持一致，不至于产生啮合间隙，避免在转向过程中产生噪音，使用者在使用过程中，电动助力转向系统转向平顺，使用舒适。

而且，由于第一调节弹簧与蜗杆安装腔的腔壁有间隙，调节弹簧不会与蜗杆安装腔相接触，降低了转向过程中出现的噪音。

附图说明

图1是本发明实施例蜗轮蜗杆安装主视图的截面示意图；

图2是本发明实施例蜗杆两端连接结构示意图；

图3是本发明实施例第一中心距调节机构的爆炸图；

图4是本发明实施例偏心轴套的剖面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1并结合图2所示，本发明实施例提供一种电动助力转向系统，包括：

转向器壳体60，所述转向器壳体60内设有蜗轮安装腔61和蜗杆安装腔62；

蜗轮50，安装于所述蜗轮安装腔61；

蜗杆40，安装于所述蜗杆安装腔62，所述蜗轮50和蜗杆40相互啮合；

所述蜗杆40轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有所述第二中心距调节机构，所述第二中心距调节机构与所述蜗杆安装腔62的腔壁相抵；所述第一中心距调节机构、第二中心距调节机构能够使所述蜗杆40偏离蜗杆轴线摆动，实现所述蜗轮50与蜗杆40啮合中心距的调节；在蜗杆40上安装第一中心距调节机构、第二中心距调节机构后，蜗杆40轴向一端设有端盖100，端盖100和蜗杆安装腔62的腔壁相抵；蜗杆40轴向另一端通过蜗杆联轴器(未标号)、联轴器适配件(未标号)、电机联轴器20和电机10连接，这样就完成了电动助力系统的安装。

参考图2、图3，其中第一中心距调节机构包括：

套设于所述蜗杆40的第一轴承70，第一轴承70外周面套设第一轴套90，第一轴套90包括第一端和第二端，第二端的外周面具有开环的第一凹槽92，第一凹槽92外周面套设有第一调节弹簧80，所述第一调节弹簧80为开环，第一调节弹簧80和第一凹槽92过盈配合，所述第一调节弹簧80与所述蜗杆安装腔62的腔壁有间隙；所述第一端外周面设有第一凸起91，第一凸起91与蜗杆安装腔62相抵。

由于在蜗杆40轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有第二中心距调节机构，第二中心距调节机构与蜗杆40安装腔的腔壁相抵；在转向过程中，当蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距不一致，蜗轮50和蜗杆40处于紧啮合状态时，蜗轮50向蜗杆40施加一定的啮合力使蜗杆40沿啮合力的方向移动，继而蜗杆40会带动第一轴承70移动；由于第一轴套90的第一凹槽92为开环，蜗杆40摆动时第一凹槽92的开环口会变大，由于，第一轴套90外周面的第一凸起91与蜗杆安装腔62相抵，此时，第一调节弹簧80会受到第一凹槽92开环口变大的作用力，从而，第一调节弹簧80的开环口会沿方向a和方向b变大，从而发生弹性形变，此时，蜗杆40可以偏离蜗杆40的轴线方向摆动；同时，第二中心距调节机构也能够使所述蜗杆40偏离蜗杆40轴线方向摆动，继而，实现所述蜗轮50与蜗杆40啮合中心距的动态调节，使蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距保持一致，不至于产生啮合间隙，避免在转向过程中产生噪音，使用者使用舒适。

当蜗轮50和蜗杆40从紧啮合状态变为啮合存在间隙时，由于第一凹槽92和第一调节弹簧80为过盈配合，在安装第一调节弹簧80后，第一调节弹簧80和第一凹槽92之间存在预紧力，正常啮合时，第一调节弹簧80的开环口会变小，当蜗轮蜗杆啮合存在间隙时，在预紧力的作用下，第一调节弹簧80会受到第一凹槽92开环口变大的作用力，第一调节弹簧80的开环口会沿方向a和方向b变大，从而发生弹性形变，继而会向蜗杆40施加一定的作用力，此时蜗杆40在第一调节弹簧80、第一轴套90及第二中心距调节机构的作用下，能够偏离蜗杆40的轴线方向摆动，实现所述蜗轮50与蜗杆40啮合中心距的动态调节，使蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距保持一致。

而且，由于第一调节弹簧80与蜗杆安装腔62的腔壁有间隙，第一调节弹簧80不会与蜗杆安装腔62相接触，降低了转向过程中出现的噪音。

同时，在转向过程中，因为蜗轮蜗杆的啮合中心距能够实现动态调节，则允许蜗轮安装腔61和蜗杆安装腔62的加工公差范围变大了，很大程度上简化了蜗轮安装腔61和蜗杆安装腔62的加工工艺。

此外，由于在蜗杆40轴向一端套设第一轴套90，第一轴套90外周面设有第一凸起91，第一凸起91与蜗杆安装腔62相抵，第一轴承70不与蜗杆安装腔62接触，避免了第一轴承70在转向过程中与蜗杆安装腔62的撞击，进一步降低转向噪音。

其中，第二中心距调节机构可以为：

套设于所述蜗杆40轴向另一端的第二轴承(和第一轴承70结构一样)，第二轴承外周面套设第二轴套(和第一轴套90结构一样)，所述第二轴套包括第三端和第四端，所述第四端的外周面具有开环的第二凹槽(和第一凹槽92结构一样)，所述第二凹槽外周面套设有第二调节弹簧(和第一调节弹簧80结构一样)，第二凹槽和所述第二调节弹簧过盈配合，所述第二调节弹簧为开环，所述第二调节弹簧与所述蜗杆安装腔62的腔壁有间隙；

所述的第三端外周面设有第二凸起(和第一凸起91结构一样)，所述第二凸起与蜗杆安装腔62的腔壁相抵。

该第二中心距调节机构的结构和第一中心距调节机构(参考图3)的结构一样，此时，当蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距不一致时，蜗杆轴向两端通过第一轴承70、第一调节弹簧80、第一轴套90及第二轴承、第二调节弹簧和第二轴套共同调节蜗轮蜗杆的啮合中心距。同时，参考图1并结合图4所示，第二中心距调节机构还可以为：

套设于所述蜗杆40轴向另一端的偏心轴套30，所述偏心30包括内环和外环，所述内环、外环之间设有弹性部件31，弹性部件31可以为橡胶，所述外环与所述蜗杆安装腔62的腔壁相抵。

当蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距不一致时，蜗轮50会向蜗杆40施加一定的啮合力，此时，偏心轴套30的外环与蜗杆安装腔62的腔壁相抵，则偏心轴套30的内环在啮合力的作用下，会挤压弹性部件31，弹性部件31会发生弹性形变，那么蜗杆40即可在弹性形变作用力下偏离蜗杆40轴线方向摆动，从而，也能够实现蜗轮蜗杆啮合中心距的调节。

所述第二中心距调节机构亦可以为：

套设于所述蜗杆40的弹性垫圈(图中未示出)，所述弹性垫圈的外周面与所述蜗杆安装腔62的腔壁相抵。

弹性垫圈由弹性材料制成，当蜗轮50蜗杆40啮合中心距与蜗轮安装腔61、蜗杆安装腔62两腔体的中心距不一致时，蜗轮50会向蜗杆40施加一定的啮合力，此时，弹性垫圈的外周面环与蜗杆安装腔62的腔壁相抵，则弹性垫圈在啮合力的作用下，会发生弹性形变，那么蜗杆40也能够在弹性形变作用力下偏离蜗杆40轴线方向摆动，从而，也能够实现蜗轮蜗杆啮合中心距的调节。

第二中心距调节机构不仅仅限于所述的结构，只要能够满足使蜗杆偏离蜗杆轴线摆动，这样的中心距调节机构均可运用于本发明实施例。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括所述的电动助力转向系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括：

转向器壳体，所述转向器壳体内设有蜗轮安装腔和蜗杆安装腔；

蜗轮，安装于所述蜗轮安装腔；

蜗杆，安装于所述蜗杆安装腔，所述蜗轮和蜗杆相互啮合；

所述蜗杆轴向一端设有第一中心距调节机构，轴向另一端设有第二中心距调节机构；

所述第一中心距调节机构包括：

套设于所述蜗杆轴向一端的第一轴承，所述第一轴承外周面套设有第一轴套；

所述第一轴套包括第一端和第二端，所述第一端与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵，所述第二端的外周面具有开环的第一凹槽；

第一调节弹簧，所述第一调节弹簧为开环，所述第一调节弹簧套设于所述第一凹槽，所述第一凹槽与所述第一调节弹簧过盈配合，所述第一调节弹簧与所述蜗杆安装腔的腔壁有间隙；

所述第二中心距调节机构与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵；

所述第一中心距调节机构、第二中心距调节机构能够使所述蜗杆偏离蜗杆轴线摆动，实现所述蜗轮与蜗杆啮合中心距的调节；

所述第二中心距调节机构包括：套设于所述蜗杆轴向另一端的偏心轴套，所述偏心轴套外周面与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵；或

所述第二中心距调节机构包括：套设于所述蜗杆轴向另一端的弹性垫圈，所述弹性垫圈与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

2.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述第一端外周面设有第一凸起，所述第一凸起与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

3.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述偏心轴套包括：内环和外环，所述内环、外环之间设有弹性部件，所述外环与所述蜗杆安装腔的腔壁相抵。

4.如权利要求3所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述弹性部件包括：橡胶。

5.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的电动助力转向系统。