CN110809681A - 齿轮箱组件 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于电动动力辅助转向设备的齿轮箱组件，该齿轮箱组件包括：齿轮箱壳体，该齿轮箱壳体容纳蜗杆轴和蜗轮，该蜗杆轴承载蜗杆齿，该蜗轮具有一组蜗轮齿，蜗杆轴相对于壳体在距马达最近的一端由主轴承组件支撑，并且在距马达最远的一端由尾部轴承组件支撑，并且蜗轮由输出轴支撑，该输出轴具有从齿轮箱组件取力的至少一个端部。第一支点装置定位在主轴承组件的第一侧，该第一支点装置仅对蜗轮转矩的第一方向的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，并且第二支点装置定位在主轴承组件的相反的第二侧，该第二支点装置仅对蜗轮转矩的第二方向的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，第一支点和第二支点与主轴承组件的接触点限定了轴线，主轴承组件能够绕该轴线枢转。

Description

齿轮箱组件

本发明涉及对用于电动动力辅助转向系统的齿轮箱组件的改进，并涉及并入有齿轮箱的电动动力辅助转向系统。

电动动力转向系统使用电动马达产生辅助转矩，该辅助转矩施加到转向系统的旋转部件上。在常规布置中，这个转矩辅助驾驶员转动车轮。因为马达在相对较高的速度下工作最佳，并且因为紧凑型马达产生的转矩相对较低，所以通常通过减速齿轮箱将马达的输出端与转向柱之间相连接。

最广泛使用的电动动力辅助转向减速齿轮箱的类型具有相对简单的、类似于附图的图1所示的蜗轮蜗杆构造。齿轮箱组件100典型地包括齿轮箱壳体101，该齿轮箱壳体容纳蜗杆轴102和蜗轮103。蜗杆轴连接至电动马达104(在离右边很远的部分示出)的输出端。马达可以紧固至壳体的端面或甚至定位在壳体内。蜗杆轴在距马达最近的一端由主轴承组件105支撑，并且在距马达最远的一端由尾部轴承组件106支撑，这两个轴承组件典型地包括支撑在轴承内座圈和轴承外座圈内的球状轴承元件，该轴承内座圈被穿到蜗杆轴上，该轴承外座圈紧固至壳体。轴承组件的功能是允许蜗杆轴旋转，同时如将解释的，在一定程度上限制轴向和径向移动。蜗轮连接至齿轮箱的输出轴，并且被定位成使得蜗轮的齿与蜗杆轴的齿相接合。

已知在电动动力辅助转向(EPS)设备中使用的减速齿轮箱由于作用在其输出轴上的外部扭振而容易嘎嘎作响(rattle)。这些振动由于地面不平或车轮不平衡在行走车轮处产生。替代性地，驾驶员施加在方向盘上的突然转矩反向可能会产生机械噪音。蜗轮蜗杆齿轮箱中嘎嘎作响的主要位置是在蜗杆齿和蜗轮齿的接合处以及在距马达最近的“主”球轴承处，该球轴承使得蜗杆轴轴向定位。

嘎嘎作响的众所周知的解决方案是所谓的“带弹簧蜗杆”机构。在“带弹簧蜗杆”机构中，诸如板簧107等偏置装置施加促使蜗杆轴与轮齿相接合的偏置力。偏置装置需要蜗杆轴进行少量的径向移动，并且这是通过允许蜗杆轴在蜗轮的平面内绕其轴线在其名义位置的任一侧绕名义上在主轴承中心的轴线的名义位置枢转小的角度(通常小于+/-0.5度)来实现的。此移动由特殊构造的尾部轴承和典型地主轴承控制，该尾部轴承允许少量移动(典型地小于+/-0.5mm)，该主轴承在其球体与其座圈凹槽的侧面之间具有足够的内部轴向间隙以允许典型地小于+/-0.5度的小的铰接(即倾斜)角度。

可以以多种方式设置用于尾部轴承的支撑件。这些方式典型地涉及轴承能够相对于固定支撑件变形、滑动或滚动，该固定支撑件连接至壳体或形成壳体的一部分。在图1所示的示例中，尾部轴承的外座圈由塑料套环108定位，该塑料套环由两对可压缩的O形圈支撑。

在图1所示的布置中，通常假定主轴承105的内座圈以及因此蜗杆轴绕穿过该轴承的中心并且因此位于蜗杆轴的轴线上的轴线枢转。实际上，这不是枢转轴线的理想位置，因为齿接触发生在不同的平面内；即，齿接触名义上发生在蜗杆的节圆直径(PCD)与蜗轮的PCD触碰的位置，并且该位置在蜗杆轴的主轴线下方几毫米处。齿接触力作用在与斜齿面(参见图2)垂直的方向上，但可以认为具有与蜗杆轴平行的“轴向”分量和试图推动蜗杆和蜗轮分开的“法向”分量。由于齿的所谓的“螺旋”角，还有平行于蜗轮轴线作用的第三分量。此螺旋角有助于确定齿轮箱的减速比。螺旋角在图1的截面中是不可见的，并且力的所述第三分量与齿轮嘎嘎作响问题的这个分析不直接相关。

蜗杆的枢转轴线名义上在主轴承的中心并且因此不穿过齿接触面这一事实意味着齿轮齿力的作用在蜗杆轴上的“轴向”分量(即平行于蜗杆轴线)绕枢转轴线施加倾斜力矩。此力矩是法向分量产生的力矩的补充或从中减去，取决于其方向。

当由齿轮箱传递的转矩反向时，由于轴向分量而产生的倾斜力矩使其方向反向，而由于法向分量而产生的枢转力矩没有反向。因此，对于一个转矩传递方向，作用在蜗杆轴上的总倾斜力矩等于由齿轮齿力的轴向分量和法向分量引起的力矩的总和，但对于另一个转矩传递方向，等于它们的差。这导致齿轮箱的行为相对于其正传递的转矩方向有些不对称。当在两个不同方向上传递相同水平的转矩时，这种不对称本身主要表现为摩擦损耗的差异。

本发明的目的是改善申请人已经在现有技术齿轮箱组件中认定的与使得蜗杆轴的尾端能够径向移动的需求相关联的问题。

根据本发明的第一方面提供了一种用于电动动力辅助转向设备的齿轮箱组件，所述齿轮箱组件包括：

齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体容纳蜗杆轴和蜗轮，所述蜗杆轴承载蜗杆齿，所述蜗轮具有一组蜗轮齿，

所述蜗杆轴相对于所述壳体在距所述马达最近的一端由主轴承组件支撑，并且在距所述马达最远的一端由尾部轴承组件支撑，并且所述蜗轮由输出轴支撑，所述输出轴具有从所述齿轮箱组件取力的至少一个端部，

所述主轴承组件包括限定轴承内座圈的内圈、限定轴承外座圈的外圈、以及在所述两个座圈之间运行的多个轴承，所述轴承内座圈固定至所述蜗杆轴，使得其不能相对于所述蜗杆轴轴向移动，

所述组件被布置成使得所述蜗杆轴能够绕所述主轴承组件附近的一条或多条轴线枢转，从而使得能够实现所述蜗杆的齿与所述蜗轮齿双侧齿面接触，

进一步包括定位在所述主轴承组件的第一侧的第一支点装置和定位在所述主轴承组件的相反的第二侧的第二支点装置，所述第一支点装置仅对第一方向的蜗轮转矩下的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，所述第二支点装置仅对第二方向的蜗轮转矩下的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，第一支点和第二支点与主轴承组件的接触点限定了轴线，主轴承组件能够绕该轴线枢转。

所述第一支点装置能够包括刚性元件对，每个刚性元件均具有与所述蜗杆轴的轴线基本上平行的轴线和定位在所述轴线的每个端部处的、限定所述元件的端部的两个相反的区域，所述元件在与所述蜗杆轴和所述蜗轮两者的轴线都平行的共用平面内基本上等距地定位在所述蜗杆轴轴线的两侧，并且其中，每个元件的第一端部靠在所述齿轮箱壳体上或靠在连接至所述齿轮箱壳体的部件上，并且每个元件的第二端部靠在所述第一轴承组件的外座圈上或靠在连接至所述第一轴承组件的外座圈的部件上，并且其中，每个元件的第一端部和第二端部能够相对于它们所靠的表面倾斜小的角度。

所述第二支点装置可以类似地包括元件对，所述元件对具有与所述蜗杆轴基本上平行的轴线，所述元件在与所述蜗杆轴和所述蜗轮两者的轴线都平行的共用平面内基本上等距地定位在所述蜗杆轴轴线的两侧，并且，每个元件的第一端部靠在所述齿轮箱壳体上或靠在连接至所述齿轮箱壳体的部件上，并且每个元件的第二端部靠在所述第一轴承的外圈上或靠在连接至所述第一轴承的外圈的部件上，并且其中，每个元件的第一端部和第二端部能够相对于它们所靠的表面倾斜小的角度。

所述齿轮箱组件可以包括反向板，所述反向板固定至所述齿轮箱壳体并且定位在所述第一轴承组件的距所述马达最近的一侧，所述反向板提供了所述齿轮箱壳体的刚性延伸，所述第一支点装置将第一方向的蜗轮转矩下的轴向载荷施加到所述反向板上。因此，反向板可以是所述元件中的每个元件的第一端部所靠的部件。

元件可以包括榫销(是长形的圆柱形元件)。

替代性地，元件可以包括球轴承。实际上，可以使用广泛的不同形状的元件，只要它们能够提供充当支点的功能即可。

每对元件中的至少一个元件可以定位在互补孔洞中，使得所述元件在某些限定的情况下沿所述孔洞自由地滑动。元件可以松配合在孔洞中。

所述第一支点装置可以定位在所述第一轴承组件的靠近所述第二轴承装置的一面附近，并且其中，所述第二支点装置定位在所述第一轴承装置远离所述第二轴承装置的一面附近。

所述第一支点装置的所述元件对的共用平面可以与所述第二支点装置的所述元件对的共用平面重合或接近并且基本上平行。

所述第一支点装置和所述第二支点装置的所述元件对的共用平面可以与平行于所述蜗杆轴轴线和所述蜗轮轴线两者并穿过所述蜗杆轴齿和所述蜗轮齿的名义接触点的平面重合或接近，所述名义接触点在所述蜗杆轴的所谓的节圆直径与所述蜗轮的所谓的节圆直径触碰的位置。

所述设备可以包括用于支撑所述蜗杆轴第一轴承外圈的支撑装置，所述支撑装置就作用在所述第一轴承组件上的径向力而言是刚性的而在轴向方向上是柔性的，从而不支撑作用在所述第一轴承组件上的轴向力。

支撑所述第一轴承组件的所述支撑装置可以就作用在所述第一轴承组件上的倾斜力矩而言是柔性的。

在最方便的布置中，所述支撑装置可以包括例如弹簧钢的柔性板，所述柔性板具有主要部分，所述主要部分带有紧密配合在所述主轴承组件的外座圈的外径上的大致中心孔，并且在所述主要部分的每一侧均具有腿部，所述腿部基本上彼此平行，并且从总体上所述主要部分的两个相邻拐角附近沿一个方向悬置，使得所述腿部各自位于所述主要部分的一侧。

板可以具有小于2mm的厚度。

排他地包括所述第一支点装置或所述第二支点装置的所述元件对的第一端部可以单独地靠在两个分开的弹簧加载调节装置的相应一个弹簧加载调节装置上，所述弹簧加载调节装置安装至所述齿轮箱壳体或安装至刚性地附接至所述壳体的部件上，并且能够自动消除在所述元件的端部与所述元件的端部所靠的表面之间的轴向自由游隙。

所述调节装置中的每个调节装置均可以包括大致圆柱形的活塞，所述活塞可滑动地组装到所述齿轮箱壳体中的或刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件中的孔洞中，并且其中，所述孔洞的轴线相对于正靠在所述活塞上的所述杆的轴线成角度，并且其中，已经从所述活塞上去除了总体上楔形形状的材料部分，使得形成了所述杆所靠的平坦面，并且其中，被去除材料的所述楔形的形状使得所述平坦面基本上与所述杆的轴线成直角，并且具有足够的长度以允许当所述活塞沿所述孔洞移动几毫米的距离时，所述杆的第一端部保持靠在所述平坦面上，并且其中，弹簧沿所述孔洞朝使所述平坦面将所述杆推向所述第一轴承的方向推动所述活塞，并且其中，对所述孔洞的所述角度和所述活塞与所述孔洞之间以及所述活塞与所述杆的第一端部之间的摩擦系数的组合加以组合来防止所述活塞通过所述杆的压缩力而抵抗所述弹簧的力移动。

排他地包括所述第一支点装置或所述第二支点装置的所述杆对的第一端部可以各自单独地靠在固定表面上，所述固定表面是所述齿轮箱壳体的一部分、或者是刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件的一部分。

所述杆中的一个或多个或所有杆的端部可以是球形弯曲的或圆柱形弯曲的。

所述第一枢转装置和所述第二枢转装置的元件中的一个或多个或所有元件可以基本上被包封在所述齿轮箱壳体中的或刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件中的互补孔中。

每个轴承组件均可以包括承载轴承内座圈的内圈、承载轴承外座圈的外圈、以及一组轴承。轴承可以包括球轴承。

所述第一轴承组件外圈可以夹在刚性轴承固持器之间，从而所述元件对中的每个元件的一端均接触所述刚性固持器的外面。

通过所述轴承组件的外圈作用的轴向力可以通过定位在所述刚性固持器中的凹槽中的相应柔性圈传递至所述两个轴承元件固持器中的每一者，所述圈，之一被定位成与所述轴承的外圈的任一端面相接触或者与中间部件相接触。

每个圈均可以包括弹性体圈。

所述刚性固持器中的凹槽的截面面积绕所述蜗杆轴轴线周向地变化，其方式为允许使所述第一轴承组件相对于所述轴承固持器的倾斜阻力在包括所述蜗杆轴轴线的第一平面中比在也包括所述蜗杆轴轴线并且与所述第一平面成直角的第二平面中小，所述第一平面还平行于所述蜗轮的轴线。

能够通过在所述凹槽的一个或多个边缘或拐角处具有可变尺寸的倒棱或半径来获得所述凹槽的截面面积的周向变化。

能够通过改变凹槽的宽度和/或深度来获得凹槽的截面面积的周向变化。本发明涉及一种用于电动动力转向组件的、蜗轮蜗杆类型的齿轮箱组件。

现在将仅通过示例的方式，参照附图并如附图所展示地描述本发明的两个实施例，在附图中：

图1是用于电动动力辅助转向系统的现有技术齿轮箱组件的局部截面视图；

图2是图1的齿轮箱组件的一部分的放大视图；

图3是根据本发明的齿轮箱组件的第一实施例的局部截面视图；

图4是在图3中指示的‘X-X’方向上的截面视图；

图5是图3和图4所示实施例的在安装之前的若干关键部件的视图；

图6是根据本发明的齿轮箱组件的第二实施例的局部截面视图，该视图与图3的视图相对应；

图7是图6所示实施例的在安装之前的若干关键部件的视图；以及

图8是第二实施例的轴承固持器的放大视图和截面视图。

图3至图8示出了根据本发明的一个方面的齿轮箱组件200的两个不同实施例，该齿轮箱组件可以被并入到电动动力辅助转向设备中。在使用时，齿轮箱组件200在转向设备的电动马达的输出端提供齿轮减速，从而允许将马达产生的转矩传递至转向柱或齿条(或转向系统的其他部分)，该转矩辅助驾驶员转动方向盘或提供转向转矩的主要来源。

齿轮箱组件200包括齿轮箱壳体8，该齿轮箱壳体容纳蜗杆轴15，该蜗杆轴承载蜗杆齿、通过销41和转矩传递联接器40连接至电动马达204的转子。蜗杆轴15包括承载有蜗杆齿的长形轴。轴15在蜗杆的距马达204最近的一侧由主轴承组件105支撑，并且在轴15的距马达204最远的一端由尾部轴承组件106支撑。两个轴承组件105、106都包括环形内座圈和环形外座圈，该环形内座圈被穿到轴15上，使得在使用时该环形内座圈不能沿轴轴向移动，该环形外座圈由壳体8支撑，其中一组球轴承将内座圈与外座圈相连接。如将要描述的，当转矩施加到齿轮箱组件200上时，轴承组件在使用时都能够相对于壳体8少量移动。

蜗杆轴15与也容纳在壳体中的蜗轮19相接合。蜗轮19支撑在输出轴206上，该输出轴的两端可从齿轮箱的外部触及。输出轴的一端连接至转向轴并再前面连接至方向盘(未显示)，并且输出轴的另一端连接至转向齿条并再前面连接至行走车轮。因此，在这个示例中，输出轴提供了直接从方向盘到行走车轮的机械路径，并且蜗轮将转矩从马达传递至输出轴，以辅助驾驶员。

蜗轮19和蜗杆轴15中的每一者均具有啮合的互补的齿，并且可以处于单侧面接触情况或双侧面接触情况。在单侧面接触情况下，与蜗轮相接合的每个蜗杆齿和与蜗杆相接合的每个蜗轮齿在给定的时间点将仅在其两侧面之一处接触，而在双侧面接触情况下，至少一个蜗杆齿或一个蜗轮齿在给定时间点将在其两侧面处都接触。

主轴承组件和尾部轴承组件允许蜗杆轴15的某些受控的轴向移动和蜗杆轴的枢转。为了避免嘎嘎作响，轴承组件都应在内座圈与外座圈之间具有最小的自由游隙，以用于径向移动和轴向移动两者。现将描述相对于壳体8支撑轴承的方式。

图3和图4示出了本发明的第一实施例，并且为了清楚起见，图5单独地示出了其一些主要部件。蜗杆轴主球轴承105的外圈1安装到弹簧板2中的紧密配合的中心孔中，并借助于两个轴承固持器3紧固至弹簧板2，其中弹簧板和球轴承夹在两个轴承固持器之间。球轴承、弹簧板和轴承固持器的子组件可以通过四个铆钉穿过轴承固持器的拐角处以及弹簧板中的四个孔4而固定在一起。当然，外座圈、板和轴承固持器都应一体地形成为一个整体，但这会防止使用现成的轴承组件。

球轴承组件应在球体与座圈凹槽之间具有最小的内部间隙，以便几乎消除其内圈5与外圈6之间的轴向自由游隙。球轴承组件可以是深沟型或四点接触型。球轴承组件、两个轴承固持器和弹簧板2的子组件通过两个榫销7准确地定位在齿轮箱壳体8中，两个榫销经由弹簧板的竖直腿部10中的每个竖直腿部中的下部孔9相对于壳体定位弹簧板。弹簧板通过两个螺钉紧固至壳体，这些螺钉穿过所述竖直腿部中的每个竖直腿部中的第二最低孔11。这些螺钉还用于将所谓的反向板14紧固至壳体8，其中弹簧板2被捕获在反向板与壳体之间。实际上，反向板形成了壳体的刚性部分，在这个示例中，该反向板定位在轴承组件的距马达最近的一侧，从而将施加到反向板上的任何力直接传递至壳体。

作用在蜗杆轴上的轴向力通过首先穿过主轴承组件的内座圈、然后穿过轴承、然后到外座圈上而传递至壳体8。外座圈上的轴向力进而作用在两个轴承固持器中的一个或另一个上(取决于轴向力的方向)，并且施加到轴承固持器上的这个轴向力被施加到两对同轴销上，每对销中的一个销定位在弹簧板的相反侧上，使得将弹簧板以将板夹紧在每只手的拇指与食指之间的方式夹紧在每对销的两个销之间。销分别插入壳体8中的在主轴承的背向马达的一侧的孔12中和反向板14中的孔13中。每对销中的一个销可以比另一个销长。

通过接触轴承固持器之一的凸缘18，插入在壳体中的、可以是较长的销16的销对由于第一方向的齿轮箱转矩而作用在蜗杆轴15上的轴向力起反作用。插入在反向板中的、可以是较短的销的销17对由于相反方向的齿轮箱转矩而产生的轴向力起反作用。

销与轴承固持器的接触点限定了相应的轴线，如果蜗杆轴被推动与蜗轮19啮合或脱离啮合，则轴承必须绕这些轴线枢转。这两对销都可以使其轴线定位在齿轮齿接触面中并且平行于蜗杆轴的轴线，并且因此，枢转轴线也位于相同的所述面中。从理论上讲，为销选择此定位使关于齿轮箱的两个旋转方向的齿轮箱摩擦转矩的任何不对称性最小化。

弹簧板2不旨在抵抗作用在蜗杆轴上的轴向力。该弹簧板被成形为对蜗杆轴的枢转提供最小的阻力并且允许在球轴承中心处的小的轴向移动。这是因为，当弹簧板的中心部分24枢转或轴向移位时，腿部10通过采用具有单个或多个曲率的形状而能够容易地垂直于其自然平面偏转。弹簧板仅关于作用在主轴承上的径向力表现出刚性。由于齿压力角而产生的径向力主要由腿部的拉伸刚度抵抗，而由于齿的螺旋角而产生的力主要由腿部在其自身平面内的弯曲刚度抵抗。

所述销所插入的孔的直径被足够过大地确定尺寸，以允许销绕其端部略微摇摆，使得可以适应轴承固持器的垂直于销的轴线的任何小的移动，而销的端部不必滑动。销的端部可以是半球形的，以辅助这种摇摆运动。

为了确保销始终紧紧地夹紧到轴承固持器上，插入在齿轮箱壳体中的两个销16中的每个销的一端均靠在所谓的楔形元件21上的有角度的平坦面20上。两个所述楔形元件中的每个楔形元件均滑动配合在齿轮箱壳体8的孔洞22中。每个所述孔洞均相对于蜗杆轴轴线倾斜大的角度θ。每个所述平坦面20相对于其楔形元件的轴线的角度可以被选择成使得一旦安装好，这些平坦面的平面就基本上垂直于蜗杆轴轴线。每个楔形元件被弹簧23沿其孔洞推动，该弹簧作用在使相关联的销16被推向轴承固持器的方向上。带弹簧楔形元件的功能是无论是由于尺寸公差、磨损、温度影响等都自动防止在任何销的端部处产生任何轴向间隙。这种间隙可能导致嘎嘎作响噪音。所述孔洞22相对于蜗杆轴轴线的倾斜角θ和楔形杆与所述孔洞的表面之间的滑动摩擦系数的组合被设计为防止销的轴向力使楔形杆与弹簧的力相反地移动。换句话说，楔形元件不能被销向后驱动。

图4示出了位于共用平面中的两个楔形元件21。然而，楔形元件的轴线可以单独地绕其相应的销对16、17的轴线旋转(并且因此，不在图4所示的截面平面内)，而不会影响其功能。以这种方式旋转楔形杆对于将齿轮箱壳体包装在特定车辆类型所允许的空间内可能具有优势。

图6示出了在本发明的一个方面的范围内的齿轮箱组件300的第二实施例，并且为了清楚起见，图7单独地示出了其一些主要部件。

为了清楚起见，在第一实施例和第二实施例中都存在相同部件的地方使用了相同的附图标记，并且以上描述可以用于确定那些部件的功能。此第二实施例与第一实施例的不同之处在于，添加了用于将球轴承30轴向固持在两个轴承固持器29之间的中心的弹性体O形圈27。O形圈可以具有矩形截面。在与第一实施例相同的包装空间内实现第二实施例时，整体宽度减小的球轴承可能是有利的。当在蜗杆轴尾部轴承25上沿垂直于图3所绘制的截图的方向施加径向载荷时，对球轴承的更顺从的轴向保持允许球轴承以及因此蜗杆轴相对于轴承固持器倾斜小的角度。所述小的角度对应于图6中的箭头‘X’和‘Y’。如果没有这种附加的顺从，则由于轴承1、销16和17以及轴承固持器3(参见图4)的刚性，尾部轴承在所述方向上的偏转阻力会高。没有O形圈，则在试图将尾部轴承与其支撑孔洞26对准时，这种刚性可能是不利的。

通过O形圈定位轴承的另一个优点是，减轻了对轴承固持器内部深度具有高制造准确度的需求。应注意的是，在图5的布置中，使所述深度尺寸过大可能使得球轴承在轴承固持器之间穿梭，并导致嘎嘎作响。使所述尺寸尺寸过小可能使得在将轴承固持器紧固在一起时轴承的外座圈6受到严重挤压，从而导致轴承的旋转摩擦增大。

申请人已经意识到，如图8所示，通过在O形圈材料可以在压力下偏转到其中的区域‘A’中提供比区域‘B’中大得多的空间，在第二实施例中的蜗杆轴在高齿轮箱转矩下的任何轴向偏转都可以被最小化，同时保持蜗杆轴在所述‘X’和‘Y’方向上偏转的期望能力。确保O形圈材料更多地含纳在区域‘B’中有效地形成穿过点‘C’和‘D’的“铰链”轴线，从而使球轴承在纯轴向载荷下不易偏转，但可以绕所述“铰链”轴线朝‘X’和‘Y’方向旋转，因为区域‘A’中的O形圈材料更容易偏转。

如图8所示，在O形圈材料可偏转到的空间中实现周向变化的一种经济方法是并入可变深度的倒棱28。可以通过在连接‘E’到‘F’的轴线的方向上侧向移动旋转倒棱工具来简单地制造这种几何形状。

Claims (23)

1.一种用于电动动力辅助转向设备的齿轮箱组件，所述齿轮箱组件包括：

齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体容纳蜗杆轴和蜗轮，所述蜗杆轴承载蜗杆齿，所述蜗轮具有一组蜗轮齿，

所述蜗杆轴相对于所述壳体在距马达最近的一端由主轴承组件支撑，并且在距所述马达最远的一端由尾部轴承组件支撑，并且所述蜗轮由输出轴支撑，所述输出轴具有从所述齿轮箱组件取力的至少一个端部，

所述主轴承组件包括限定轴承内座圈的内圈、限定轴承外座圈的外圈、以及在所述两个座圈之间运行的多个轴承，所述轴承内座圈固定至所述蜗杆轴，使得其不能相对于所述蜗杆轴轴向移动，

所述组件被布置成使得所述蜗杆轴能够绕所述主轴承组件附近的一条或多条轴线枢转，从而使得能够实现所述蜗杆的齿与所述蜗轮齿双侧齿面接触，

进一步包括定位在所述主轴承组件的第一侧的第一支点装置和定位在所述主轴承组件的相反的第二侧的第二支点装置，所述第一支点装置仅对蜗轮转矩的第一方向的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，所述第二支点装置仅对蜗轮转矩的第二方向的的蜗杆轴齿载荷的轴向分量起反作用，所述第一支点和所述第二支点与所述主轴承组件的接触点限定了轴线，所述主轴承组件能够绕所述轴线枢转。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱组件，其中，所述第一支点装置能够包括刚性元件对，每个刚性元件均具有与所述蜗杆轴的轴线基本上平行的轴线和定位在所述轴线的每个端部处的、限定所述元件的端部的两个相反的区域，所述元件在与所述蜗杆轴和所述蜗轮两者的轴线都平行的共用平面内基本上等距地定位在所述蜗杆轴轴线的两侧，并且其中，每个元件的第一端部靠在所述齿轮箱壳体上或靠在连接至所述齿轮箱壳体的部件上，并且每个元件的第二端部靠在所述第一轴承组件的外座圈上或靠在连接至所述第一轴承组件的外座圈的部件上，并且其中，每个元件的第一端部和第二端部能够相对于它们所靠的表面倾斜小的角度。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的齿轮箱组件，其中，所述第二支点装置包括元件对，所述元件对具有与所述蜗杆轴基本上平行的轴线，所述元件在与所述蜗杆轴和所述蜗轮两者的轴线都平行的共用平面内基本上等距地定位在所述蜗杆轴轴线的两侧，并且，每个元件的第一端部靠在所述齿轮箱壳体上或靠在连接至所述齿轮箱壳体的部件上，并且每个元件的第二端部靠在所述第一轴承的外圈上或靠在连接至所述第一轴承的外圈的部件上，并且其中，每个元件的第一端部和第二端部能够相对于它们所靠的表面倾斜小的角度。

4.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，所述齿轮箱组件包括反向板，所述反向板固定至所述齿轮箱壳体并且定位在所述第一轴承组件的距所述马达最近的一侧，所述反向板提供了所述齿轮箱壳体的刚性延伸，所述第一支点装置将蜗轮转矩的第一方向的轴向载荷施加到所述反向板上。

5.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述元件中的每个元件均包括榫销或球轴承。

6.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，每对元件中的至少一个元件定位在互补孔洞中，使得所述元件在某些限定的情况下沿所述孔洞自由地滑动。

7.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述第一支点装置定位在所述第一轴承组件的靠近所述第二轴承装置的一面附近，并且其中，所述第二支点装置定位在所述第一轴承装置远离所述第二轴承装置的一面附近。

8.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述第一支点装置的所述元件对的共用平面与所述第二支点装置的所述元件对的共用平面重合或接近并且基本上平行。

9.根据根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述第一支点装置和所述第二支点装置的所述元件对的共用平面与平行于所述蜗杆轴轴线和所述蜗轮轴线两者并穿过所述蜗杆轴齿和所述蜗轮齿的名义接触点的平面重合或接近，所述名义接触点在所述蜗杆轴的所谓的节圆直径与所述蜗轮的所谓的节圆直径触碰的位置。

10.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述设备包括用于支撑所述蜗杆轴第一轴承外圈的支撑装置，所述支撑装置就作用在所述第一轴承组件上的径向力而言是刚性的而在轴向方向上是柔性的，从而不支撑作用在所述第一轴承组件上的轴向力。

11.根据权利要求10所述的齿轮箱组件，其中，支撑所述第一轴承组件的所述支撑装置就作用在所述第一轴承组件上的倾斜力矩而言是柔性的。

12.根据权利要求11所述的齿轮箱组件，其中，所述支撑装置包括柔性板，所述柔性板具有主要部分，所述主要部分带有紧密配合在所述主轴承组件的外座圈的外径上的大致中心孔，并且在所述主要部分的每一侧均具有腿部，所述腿部基本上彼此平行，并且从总体上所述主要部分的两个相邻拐角附近沿一个方向悬置，使得所述腿部各自位于所述主要部分的一侧。

13.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，排他地包括所述第一支点装置或所述第二支点装置的所述元件对的第一端部单独地靠在两个分开的弹簧加载调节装置的相应一个弹簧加载调节装置上，所述弹簧加载调节装置安装至所述齿轮箱壳体或安装至刚性地附接至所述壳体的部件上，并且能够自动消除在所述元件的端部与所述元件的端部所靠的表面之间的轴向自由游隙。

14.根据权利要求13所述的齿轮箱组件，其中，所述调节装置中的每个调节装置均包括大致圆柱形的活塞，所述活塞可滑动地组装到所述齿轮箱壳体中的或刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件中的孔洞中，并且其中，所述孔洞的轴线相对于正靠在所述活塞上的所述元件的轴线成一角度，并且其中，已经从所述活塞上去除了总体上楔形形状的材料部分，使得形成了所述元件所靠的平坦面，并且其中，被去除材料的所述楔形的形状使得所述平坦面基本上与所述元件的轴线成直角，并且具有足够的长度以允许当所述活塞沿所述孔洞移动几毫米的距离时，所述元件的第一端部保持靠在所述平坦面上，并且其中，弹簧沿所述孔洞朝使所述平坦面将所述元件推向所述第一轴承的方向推动所述活塞，并且其中，对所述孔洞的所述角度和所述活塞与所述孔洞之间以及所述活塞与所述元件的第一端部之间的摩擦系数的组合加以组合来防止所述活塞通过所述元件的压缩力而抵抗所述弹簧的力移动。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的齿轮箱组件，其中，排他地包括所述第一支点装置或所述第二支点装置的所述元件对的第一端部各自单独地靠在固定表面上，所述固定表面是所述齿轮箱壳体的一部分、或者是刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件的一部分。

16.根据权利要求15所述的齿轮箱组件，其中，所述元件中的一个或多个或所有元件的端部是球形弯曲的或圆柱形弯曲的。

17.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，所述第一枢转装置和所述第二枢转装置的元件中的一个或多个或所有元件基本上被包封在所述齿轮箱壳体中的或刚性地附接至所述齿轮箱壳体的部件中的互补孔中。

18.根据任一前述权利要求所述的齿轮箱组件，其中，每个轴承组件均包括承载轴承内座圈的内圈、承载轴承外座圈的外圈、以及一组轴承。

19.根据权利要求18所述的齿轮箱组件，其中，所述第一轴承组件外圈夹在刚性轴承固持器之间，从而所述元件对中的每个元件的一端均接触所述刚性固持器的外面。

20.根据权利要求19所述的齿轮箱组件，其中，通过所述轴承组件的外圈作用的轴向力通过定位在所述刚性固持器中的凹槽中的相应柔性圈传递至所述两个轴承元件固持器中的每一者，所述圈之一被定位成与所述轴承的外圈的任一端面相接触或者与中间部件相接触。

21.根据权利要求20所述的齿轮箱组件，其中，每个圈均包括弹性体圈。

22.根据权利要求19所述的齿轮箱组件，其中，所述刚性固持器中的凹槽的截面面积绕所述蜗杆轴轴线周向地变化，其方式为允许使所述第一轴承组件相对于所述轴承固持器的倾斜阻力在包括所述蜗杆轴轴线的第一平面中比在也包括所述蜗杆轴轴线并且与所述第一平面成直角的第二平面中小，所述第一平面还平行于所述蜗轮的轴线。

23.根据权利要求22所述的齿轮箱组件，其中，能够通过在所述凹槽的一个或多个边缘或拐角处具有可变尺寸的倒棱或半径来获得所述凹槽的截面面积的周向变化。

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