CN108050240B - 适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，减速机构包括相啮合的蜗轮和蜗杆，所述公差补偿环包括外支撑圈、设置于外支撑圈的内部的内支撑圈、与外支撑圈和内支撑圈连接的连接块、设置于外支撑圈上且用于在第一方向上对内支撑圈提供支撑作用的第一支撑块以及设置于外支撑圈上且用于在第二方向上对内支撑圈起限位作用的第二支撑块，第一方向与所述蜗轮的轴线相平行，内支撑圈具有让所述蜗杆或轴承插入的中心孔。本发明适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，可以消除减速箱体、蜗轮及蜗杆的制造公差，实现对减速机构制造公差的补偿。

Description

适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环

技术领域

本发明属于电动助力转向技术领域，具体地说，本发明涉及一种适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环。

背景技术

通常，大部分汽车上都使用电动助力转向系统。这种电动助力转向系统基于ECU控制器根据采集来的传感器扭矩信号和角度信号的变化情况，控制EPS电机转动，EPS电机驱动蜗轮、蜗杆减速机构，提供车辆转向所需的助力，从而提高车辆的转向性能。也就是说，利用单独的EPS电机动力辅助车辆转向，EPS转向系统被用于提高车辆的运动稳定性。

传统上，辅助转向装置使用液压，但是从降低引擎负荷、减轻重量、提高转向稳定性以及快速回复力的角度来看，近来已越来越多地利用适于经由减速机构将电机的转动输出传送到转向轴的电动助力转向(EPS，Electronic Power Steering)系统。

现有的电动助力转向系统包括EPS电机和与EPS电机连接的减速机构，减速机构为蜗轮蜗杆机构，减速机构是由减速箱体以及相啮合的蜗轮和蜗杆组成。现有的减速机构的缺点在于存在制造公差和累计公差，制造公差主要存在于蜗轮和蜗轮上，累计公差包括由减速箱体中心距以及蜗轮、蜗轮等部件的制造公差的累积形成。

另外，蜗轮采用尼龙材质制成，随着环境温度、湿度的变化，蜗轮的尺寸会发生变化，蜗轮会发生膨胀或收缩。若蜗轮与蜗杆之间的间隙为某一定值时，当蜗轮发生膨胀时，蜗轮与蜗杆会卡死；当蜗轮发生收缩或磨损使蜗轮蜗杆之间产生间隙，导致蜗轮蜗杆之间啮合产生异响的情况出现，影响了驾驶的舒适性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，目的是实现对减速机构制造公差的补偿。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，减速机构包括相啮合的蜗轮和蜗杆，所述公差补偿环包括外支撑圈、设置于外支撑圈的内部的内支撑圈、与外支撑圈和内支撑圈连接的连接块、设置于外支撑圈上且用于在第一方向上对内支撑圈提供支撑作用的第一支撑块以及设置于外支撑圈上且用于在第二方向上对内支撑圈起限位作用的第二支撑块，第一方向与所述蜗轮的轴线相平行，内支撑圈具有让所述蜗杆或轴承插入的中心孔。

所述连接块和所述第一支撑块位于第一方向上且连接块和第一支撑块分别位于所述内支撑圈的两侧，连接块、所述第二支撑块和第一支撑块为沿内支撑圈的周向依次布置。

所述第二支撑块与所述连接块之间的夹角大小小于第二支撑块与所述第一支撑块之间的夹角大小。

所述外支撑圈和所述内支撑圈的硬度小于所述连接块的硬度，内支撑圈可发生弹性变形。

所述第一支撑块的面朝所述内支撑圈的侧面为与第一方向相垂直的平面。

所述第二支撑块的面朝所述内支撑圈的侧面为用于与内支撑圈的外圆面贴合的圆弧面。

所述连接块与所述外支撑圈和所述内支撑圈为注塑一体成型。

所述第一支撑块和所述第二支撑块与所述外支撑圈为注塑一体成型。

本发明适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，可以消除、减速箱体、蜗杆及蜗轮的制造公差，实现对减速机构制造公差的补偿；同时还能确保蜗轮和蜗杆之间的啮合间隙符合要求，避免因蜗轮膨胀而导致卡死的情况出现，也避免了因蜗轮收缩或磨损使蜗轮蜗杆之间产生间隙，导致蜗轮蜗杆之间啮合产生异响的情况出现，提高了蜗轮蜗杆啮合的自适应性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环的结构示意图；

图2是本发明适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环的主视图；

图3是图2中A-A剖视图；

图4是图2中B-B剖视图；

图5是图3中P向视图；

图6是减速机构的剖视图；

图中标记为：1、连接块；2、第一支撑块；3、第二支撑块；4、外支撑圈；5、内支撑圈；6、第一避让孔；7、第二避让孔；8、蜗轮；9、蜗杆；10、轴承。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图6所示，本发明提供了一种适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，电动助力转向系统的减速机构主要包括减速箱体以及相啮合的蜗轮和蜗杆，蜗轮和蜗杆为可旋转的设置于减速箱体的内部。本发明的公差补偿环包括外支撑圈4、设置于外支撑圈4的内部的内支撑圈5、与外支撑圈4和内支撑圈5连接的连接块1、设置于外支撑圈4上且用于在第一方向上对内支撑圈5提供支撑作用的第一支撑块2以及设置于外支撑圈4上且用于在第二方向上对内支撑圈5起限位作用的第二支撑块3，第一方向与蜗轮的轴线相平行，内支撑圈5具有让蜗杆或轴承10插入的中心孔。

具体地说，如图1至图6所示，本发明的公差补偿环安装在减速机构的减速箱体的内部，公差补偿环用于对蜗杆提供支撑作用且用于控制蜗杆沿蜗轮蜗杆中心距方向做自适应调整。蜗杆的端部套设有轴承10，轴承10设置于内支撑圈5的中心孔中，外支撑圈4和内支撑圈5为圆环形结构，蜗杆、轴承10和内支撑圈5为同轴设置，外支撑圈4的轴线和内支撑圈5的轴线相平行。内支撑圈5的中心孔为圆孔，外支撑圈4具有容纳内支撑圈5的中心孔，外支撑圈4的中心孔为圆孔，外支撑圈4的中心孔的直径大于内支撑圈5的外直径，外支撑圈4和内支撑圈5之间具有间隙，使得内支撑圈5在外支撑圈4的中心孔中可以移动，进而公差补偿环能控制蜗杆沿与蜗轮的轴线和蜗杆的轴线相垂直的公垂线方向进行移动，以使蜗轮和蜗杆之间的中心距能够做自适应调整，消除减速箱体、蜗轮及蜗杆的制造公差对蜗轮蜗杆啮合间隙的影响，同时能确保蜗轮和蜗杆之间的啮合间隙符合要求，避免因蜗轮膨胀而导致卡死的情况出现，也避免了因蜗轮收缩或磨损使蜗轮蜗杆之间产生间隙，导致蜗轮蜗杆之间啮合产生异响的情况出现，提高了蜗轮蜗杆啮合的自适应性。

如图1至图5所示，外支撑圈4和内支撑圈5的硬度小于连接块1的硬度，内支撑圈5可发生弹性变形，内支撑圈5具有一定的弹性变形量。外支撑圈4和内支撑圈5的材质为工程塑料，优选为尼龙。连接块1采用热塑性弹性体材料制成，热塑性弹性体材料具有高强度和高回弹性，连接块1为热塑性弹性体。连接块1位于外支撑圈4和内支撑圈5之间的间隙中，连接块1的一端与外支撑圈4固定连接，连接块1的另一端与内支撑圈5固定连接。第一支撑块2和第二支撑块3的材质与连接块1的材质相同，第一支撑块2和第二支撑块3也采用热塑性弹性体材料制成，第一支撑块2和第二支撑块3均为热塑性弹性体。连接块1与外支撑圈4和内支撑圈5为注塑一体成型，第一支撑块2和第二支撑块3与外支撑圈4为注塑一体成型，结构简单，制作方便。

如图1至图6所示，连接块1和第一支撑块2位于第一方向上且连接块1和第一支撑块2分别位于内支撑圈5的两侧，使得内支撑圈5和蜗杆只能蜗轮蜗杆中心距方向进行移动，连接块1、第二支撑块3和第一支撑块2为沿内支撑圈5的周向依次布置。第一支撑块2和第二支撑块3固定设置于外支撑圈4上且朝向外支撑圈4的中心孔中伸出，确保能够与内支撑圈5相接触。第一方向和第二方向与外支撑圈4和内支撑圈5的轴线相垂直，第一方向和第二方向之间具有夹角且该夹角为钝角。在外支撑圈4的周向上，第二支撑块3位于第一支撑块2和连接块1之间，第二支撑块3并靠近连接块1，第二支撑块3与连接块1之间的夹角大小小于第二支撑块3与第一支撑块2之间的夹角大小，以与蜗轮蜗杆的配合位置相适应，有利于消除减速箱体、蜗轮及蜗杆的制造公差对蜗轮蜗杆啮合间隙的影响，确保蜗轮蜗杆之间的啮合间隙符合要求。

如图1至图5所示，作为优选的，第一支撑块2的面朝内支撑圈5的侧面为与第一方向相垂直的平面，该平面用于与内支撑圈5的外圆面贴合。设置平面与内支撑圈405接触，对内支撑圈405起到限位和支撑的作用。

在第一支撑块2与内支撑圈5接触后，第一支撑块2用于在与蜗轮的轴向相平行的方向抵住内支撑圈5，第一支撑块2对内支撑圈5施加径向的力，进而消除减速箱体、蜗轮及蜗杆的制造公差对蜗轮蜗杆啮合间隙的影响，并有利于确保蜗轮蜗杆之间的啮合间隙符合要求。

如图1至图5所示，作为优选的，第二支撑块3的面朝内支撑圈5的侧面为用于与内支撑圈5的外圆面贴合的圆弧面，该圆弧面的轴线与内支撑圈5的轴线相平行，该圆弧面的直径与内支撑圈5的外直径大小相等。设置圆弧面与内支撑圈405接触，对内支撑圈405起到限位和支撑的作用。

在第二支撑块3与内支撑圈5接触后，第二支撑块3用于在第二方向上抵住内支撑圈5，第二支撑块3对内支撑圈5施加径向的力，进而对内支撑圈5起到限位作用，避免蜗轮、蜗杆受到大冲击时，超出顶丝总成的可调整范围而导致顶丝总成与螺杆底面撞击异响的情况出现，进而可以提高驾驶的舒适性。

顶丝总成是用于调节蜗杆与蜗轮的啮合间隙，顶丝总成设置于减速机构的减速箱体内，如图1至图5所示，外支撑圈4的侧壁上设有让顶丝总成穿过的第一避让孔6，内支撑圈5的侧壁上设有让顶丝总成穿过的第二避让孔7，第一避让孔6为在外支撑圈4的侧壁上沿壁厚方向贯穿设置的通孔，第二避让孔7为在内支撑圈5的侧壁上沿壁厚方向贯穿设置的通孔，第一避让孔6和第二避让孔7连通且第一避让孔6和第二避让孔7处于外支撑圈4的同一径向线上，顶丝总成依次穿过第一避让孔6和第二避让孔7后，与轴承10接触。连接块1、第二支撑块3、第一避让孔6和第一支撑块2为沿外支撑圈4的周向依次布置，在外支撑圈4的周向上，第一避让孔6位于第一支撑块2和第二支撑块3之间。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，减速机构包括相啮合的蜗轮和蜗杆，其特征在于：所述公差补偿环包括外支撑圈、设置于外支撑圈的内部的内支撑圈、与外支撑圈和内支撑圈连接的连接块、设置于外支撑圈上且用于在第一方向上对内支撑圈提供支撑作用的第一支撑块以及设置于外支撑圈上且用于在第二方向上对内支撑圈起限位作用的第二支撑块，第一方向与所述蜗轮的轴线相平行，内支撑圈具有让所述蜗杆或轴承插入的中心孔，所述连接块和所述第一支撑块位于第一方向上且连接块和第一支撑块分别位于所述内支撑圈的两侧，连接块、所述第二支撑块和第一支撑块为沿内支撑圈的周向依次布置，第一支撑块和第二支撑块固定设置于外支撑圈上且朝向外支撑圈的中心孔中伸出，第一方向和第二方向与外支撑圈和内支撑圈的轴线相垂直，第一方向和第二方向之间具有夹角且该夹角为钝角，所述第二支撑块与所述连接块之间的夹角大小小于第二支撑块与所述第一支撑块之间的夹角大小，所述外支撑圈和所述内支撑圈的硬度小于所述连接块的硬度，内支撑圈可发生弹性变形；

第一支撑块的面朝内支撑圈的侧面为与第一方向相垂直的平面，该平面用于与内支撑圈的外圆面贴合；

第二支撑块的面朝内支撑圈的侧面为用于与内支撑圈的外圆面贴合的圆弧面，该圆弧面的轴线与内支撑圈的轴线相平行，该圆弧面的直径与内支撑圈的外直径大小相等；

外支撑圈和内支撑圈的材质为工程塑料，连接块、第一支撑块和第二支撑块均采用热塑性弹性体材料制成；

外支撑圈的侧壁上设有让顶丝总成穿过的第一避让孔，内支撑圈的侧壁上设有让顶丝总成穿过的第二避让孔，第一避让孔和第二避让孔连通且第一避让孔和第二避让孔处于外支撑圈的同一径向线上，顶丝总成依次穿过第一避让孔和第二避让孔后，与轴承接触；连接块、第二支撑块、第一避让孔和第一支撑块为沿外支撑圈的周向依次布置，在外支撑圈的周向上，第一避让孔位于第一支撑块和第二支撑块之间。

2.根据权利要求1所述的适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，其特征在于：所述外支撑圈和内支撑圈的材质为尼龙。

3.根据权利要求1所述的适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，其特征在于：所述连接块与所述外支撑圈和所述内支撑圈为注塑一体成型。

4.根据权利要求1所述的适于电动助力转向系统的减速机构的公差补偿环，其特征在于：所述第一支撑块和所述第二支撑块与所述外支撑圈为注塑一体成型。

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