CN116834828A - 汽车电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车电动助力转向装置，涉及汽车传动技术领域，第一齿轮和第二齿轮呈角度啮合，使输入轴与与螺杆呈角度设置，输入轴与输出组件位于螺杆同一侧，相比于输入轴与螺杆同轴设置，拉近了输入轴与输出组件的距离，进而降低了底盘高度，增加了用户上下车的便利及舒适感，蜗轮位于螺杆远离输入轴的一端，从而使与蜗轮啮合的动力组件靠近底盘一端所占的空间大大降低，当汽车靠近底盘位置空间受限时，确保电动助力转向器正常安装。

Description

汽车电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及汽车传动技术领域，具体涉及汽车电动助力转向装置。

背景技术

为了减轻驾驶员动作在转向盘(也可称为方向盘)上的操作力，需要使用外来动力而产生转向补助力，使用外来动力而产生转向补助力的装置称为转向助力装置。常见的助力转向有液压助力和电动助力两种。其中，电动助力转向系统，驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。由于现有技术中，电动助力转向系统的输入轴和输出轴距离较远，导致汽车的底盘较高，导致汽车的车门高度也有相应的较高，特别是客车，不利于人们上下车。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对上述技术问题，本发明提供了汽车电动助力转向装置，它拉近了输入轴与输出组件的距离，进而降低了底盘高度，增加了用户上下车的便利及舒适感。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种汽车电动助力转向装置，包括输入组件、传动组件、输出组件和动力组件，其中，所述输入组件包括输入轴和第一齿轮，所述输入轴一端用于连接方向盘，输入轴另一端套设有第一齿轮；所述传动组件包括螺杆、转向螺母和蜗轮，所述转向螺母套设在螺杆上，所述螺杆一端设有与第一齿轮呈角度啮合的第二齿轮，所述螺杆另一端套设有蜗轮；所述输出组件与转向螺母啮合，所述输入轴用于与方向盘连接的一端与输出组件位于螺杆的同一侧；所述动力组件包括电机和与电机连接的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。

可选的，所述第一齿轮和第二齿轮均为锥形齿轮。

可选的，还包括第一壳体和第二壳体，所述输入组件位于第一壳体，所述传动组件位于第二壳体，所述第一壳体和第二壳体可拆卸连接。

可选的，所述第一壳体沿周向间隔设有多个第一安装孔，所述第二壳体沿周向间隔设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔一一对应连接。

可选的，还包括调节组件，所述调节组件包括螺钉和与螺钉转动配合的调节螺母，所述第一壳体设有供螺钉穿过的通孔，所述螺钉穿过通孔与输入轴的端部相抵靠，所述调节螺母位于第一壳体外部。

可选的，所述转向螺母一侧设有与输出组件啮合的啮齿，所述啮齿为多个，多个所述啮齿均匀间隔分布在转向螺母上，定义转向螺母靠近第二齿轮的一端为第一端，转向螺母靠近蜗轮的一端为第二端，沿由第二齿轮向蜗轮延伸的方向上，定义第一个啮齿为第一齿，定义最后一个啮齿为末位齿，所述第一齿与第一端之间的距离小于末位齿与第二端之间的距离。

可选的，所述螺杆包括依次连接的第一平滑段、螺杆段和第二平滑段，所述第二齿轮与第一平滑段连接，所述转向螺母套设在螺杆段外周壁，所述蜗轮套设在第二平滑段外周壁，所述第一平滑段套设有第一轴承，所述第二平滑段套设有第二轴承，所述蜗轮位于第一轴承和第二轴承之间。

可选的，所述蜗轮包括齿部、腹板和轴部，所述齿部与蜗杆啮合，所述轴部用于连接螺杆，所述腹板分别连接齿部和轴部，所述齿部两侧和轴部两侧均凸出于腹板，且轴部凸出于腹板的高度小于齿部凸出于腹板的高度，所述第二轴承与轴部相互抵靠。

可选的，所述输出组件包括输出轴和设置在输出轴上的扇齿，所述扇齿与转向螺母啮合。

可选的，所述螺杆和转向螺母之间设有螺旋滚道，所述转向螺母设有供滚珠通过的回珠导管，所述回珠导管包括第一导管和第二导管，所述第一导管靠近第一齿轮，所述第二导管靠近蜗轮，所述第二导管跨越螺旋滚道的滚道数大于第一导管跨越螺旋滚道的滚道数。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本申请实施例提出的汽车电动助力转向装置，第一齿轮和第二齿轮呈角度啮合，使输入轴与与螺杆呈角度设置，输入轴与输出组件位于螺杆同一侧，相比于输入轴与螺杆同轴设置，拉近了输入轴与输出组件的距离，进而降低了底盘高度，增加了用户上下车的便利及舒适感，蜗轮位于螺杆远离输入轴的一端，从而使与蜗轮啮合的动力组件靠近底盘一端所占的空间大大降低，当汽车靠近底盘位置空间受限时，确保电动助力转向器正常安装。啮齿整体为偏向转向螺母第一端的设置，使输出组件向第一齿轮的方向移动距离变小，从而来适应靠近底盘处空间较为紧张的安装环境。

附图说明

图1为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的第一壳体和第二壳体配合连接的示意图。

图3为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的转向螺母的啮齿的示意图。

图4为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的蜗轮的示意图。

图5为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的蜗轮的第一导管和第二导管的示意图。

图6为本发明实施例提出的汽车电动助力转向装置的蜗轮的螺旋滚道和回珠导管的示意图。

各附图中的标记为：1、第一壳体；2、第二壳体；3、输入组件；31、输入轴；32、第一齿轮；4、传动组件；41、螺杆；411、第一平滑段；412、螺杆段；413、第二平滑段；42、转向螺母；421、第一端；422、第二端；423、螺旋滚道；424、第一导管；425、第二导管；426、滚珠；43、蜗轮；431、齿部；432、腹板；433、轴部；44、第二齿轮；45、啮齿；451、第一齿；452、末位齿；5、输出组件；51、输出轴；6、动力组件；61、电机；62、蜗杆；7、调节组件；71、螺钉；72、调节螺母；8、第一轴承；9、第二轴承。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1，本实施例的汽车电动助力转向装置，包括输入组件3、传动组件4、输出组件5和动力组件6，其中，所述输入组件3包括输入轴31和第一齿451轮32，所述输入轴31一端用于连接方向盘，输入轴31另一端套设有第一齿451轮32；所述传动组件4包括螺杆41、转向螺母42和蜗轮43，所述转向螺母42套设在螺杆41上，所述螺杆41一端设有与第一齿451轮32呈角度啮合的第二齿轮44，所述螺杆41另一端套设有蜗轮43；所述输出组件5与转向螺母42啮合，所述输入轴31用于与方向盘连接的一端与输出轴51位于螺杆41的同一侧；所述动力组件6包括电机61和与电机61连接的蜗杆62，所述蜗杆62与蜗轮43啮合。第一齿451轮32和第二齿轮44呈角度啮合，使输入轴31与与螺杆41呈角度设置，输入轴31与输出组件5位于螺杆41同一侧，相比于输入轴31与螺杆41同轴设置，拉近了输出轴51与输出组件5的距离，进而降低了底盘高度，增加了用户上下车的便利及舒适感，蜗轮43位于螺杆41远离输入轴31的一端，从而使与蜗轮43啮合的动力组件6靠近底盘一端所占的空间大大降低，当汽车靠近底盘位置空间受限时，确保电动助力转向器正常安装。

实施例2

结合附图1，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述第一齿451轮32和第二齿轮44均为锥形齿轮。锥形齿轮上斜齿的倾斜角度可以根据实际情况进行调节，进而调整第一齿451轮32和第二齿轮44的啮合角度。

实施例3

结合附图1和2，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：还包括第一壳体1和第二壳体2，所述输入组件3位于第一壳体1，所述传动组件4位于第二壳体2，所述第一壳体1和第二壳体2可拆卸连接。

实施例4

结合附图2，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：所述第一壳体1沿周向间隔设有多个第一安装孔，所述第二壳体2沿周向间隔设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔一一对应连接。第一安装孔和第二安装孔通过螺钉71或者销钉可拆卸连接，当需要调整第一壳体1和第二壳体2的连接角度时，旋转第一壳体1，重新连接第一安装孔和第二安装孔即可，操作便捷。

实施例5

结合附图1和2，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：还包括调节组件7，所述调节组件7包括螺钉71和与螺钉71转动配合的调节螺母72，所述第一壳体1设有供螺钉71穿过的通孔，所述螺钉71穿过通孔与输入轴31的端部相抵靠，所述调节螺母72位于第一壳体1外部。装配时，第一齿451轮32和第二齿轮44的啮合面积会出现偏差，此时旋转螺钉71，使螺钉71推动输入轴31，达到调整第一齿451轮32和第二齿轮44啮合面积的目的。

实施例6

结合附图3，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述转向螺母42一侧设有与输出组件5啮合的啮齿45，所述啮齿45为多个，多个所述啮齿45均匀间隔分布在转向螺母42上，定义转向螺母42靠近第二齿轮44的一端为第一端421，转向螺母42靠近蜗轮43的一端为第二端422，沿由第二齿轮44向蜗轮43延伸的方向上，定义第一个啮齿45为第一齿451，定义最后一个啮齿45为末位齿452，所述第一齿451与第一端421之间的距离小于末位齿452与第二端422之间的距离。啮齿45整体为偏向转向螺母42第一端421的设置，使输出组件5向第一齿451轮32的方向移动距离变小，从而来适应靠近底盘处空间较为紧张的安装环境。

实施例7

结合附图1，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：所述螺杆41包括依次连接的第一平滑段411、螺杆41段和第二平滑段413，所述第二齿轮44与第一平滑段411连接，所述转向螺母42套设在螺杆41段外周壁，所述蜗轮43套设在第二平滑段413外周壁，所述第一平滑段411套设有第一轴承8，所述第二平滑段413套设有第二轴承9，所述蜗轮43位于第一轴承8和第二轴承9之间。第一轴承8和第二轴承9起到支撑螺杆41螺母组件和蜗轮43的作用，使蜗轮43和蜗杆62传动、蜗轮43和转向螺杆41之间的传动更加稳定。

实施例8

结合附图1和4，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-7任一项技术方案相比，可改进如下：所述蜗轮43包括齿部431、腹板432和轴部433，所述齿部431与蜗杆62啮合，所述轴部433用于连接螺杆，所述腹板432分别连接齿部431和轴部433，所述齿部431两侧和轴部433两侧均凸出于腹板432，且轴部433凸出于腹板432的高度小于齿部431凸出于腹板432的高度，所述第二轴承9与轴部433相互抵靠。这样的设计一方面有利于降低蜗轮43重量，另一方面也减小了第二轴承9与蜗轮43组装的轴向距离，进而减小了电动助力转向器的轴向距离，使电动助力转向器整体更加紧凑，实现电动助力转向器整体轻量化，节能简化。

实施例9

结合附图1，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-8任一项技术方案相比，可改进如下：所述输出组件5包括输出轴51和设置在输出轴51上的扇齿，所述扇齿与转向螺母42啮合。

实施例10

结合附图5和6，本实施例的汽车电动助力转向装置，与实施例1-9任一项技术方案相比，可改进如下：所述螺杆41和转向螺母42之间设有螺旋滚道423，所述转向螺母42设有供滚珠426通过的回珠导管，所述回珠导管包括第一导管424和第二导管425，所述第一导管424靠近第一齿451轮32，所述第二导管425靠近蜗轮43，所述第二导管425跨越螺旋滚道423的滚道数大于第一导管424跨越螺旋滚道423的滚道数。由于蜗轮43位于螺杆41远离第二齿轮44的一端，导致螺杆41的重心偏移，第二导管425内的滚珠426承力更大，更易磨损，第二导管425的长度大于第一导管424的长度，可容纳更多的滚珠426，在不改变转向螺母42长度的情况下，增加了滚珠426的整体支撑强度，有效避免第二导管425内滚珠426的磨损。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车电动助力转向装置，其特征在于，包括输入组件、传动组件、输出组件和动力组件，其中，

所述输入组件包括输入轴和第一齿轮，所述输入轴一端用于连接方向盘，输入轴另一端套设有第一齿轮；

所述传动组件包括螺杆、转向螺母和蜗轮，所述转向螺母套设在螺杆上，所述螺杆一端设有与第一齿轮呈角度啮合的第二齿轮，所述螺杆另一端套设有蜗轮；

所述输出组件与转向螺母啮合，所述输入轴用于与方向盘连接的一端与输出组件位于螺杆的同一侧；

所述动力组件包括电机和与电机连接的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。

2.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮均为锥形齿轮。

3.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，还包括第一壳体和第二壳体，所述输入组件位于第一壳体，所述传动组件位于第二壳体，所述第一壳体和第二壳体可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述第一壳体沿周向间隔设有多个第一安装孔，所述第二壳体沿周向间隔设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔一一对应连接。

5.根据权利要求3所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，还包括调节组件，所述调节组件包括螺钉和与螺钉转动配合的调节螺母，所述第一壳体设有供螺钉穿过的通孔，所述螺钉穿过通孔与输入轴的端部相抵靠，所述调节螺母位于第一壳体外部。

6.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述转向螺母一侧设有与输出组件啮合的啮齿，所述啮齿为多个，多个所述啮齿均匀间隔分布在转向螺母上，定义转向螺母靠近第二齿轮的一端为第一端，转向螺母靠近蜗轮的一端为第二端，沿由第二齿轮向蜗轮延伸的方向上，定义第一个啮齿为第一齿，定义最后一个啮齿为末位齿，所述第一齿与第一端之间的距离小于末位齿与第二端之间的距离。

7.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述螺杆包括依次连接的第一平滑段、螺杆段和第二平滑段，所述第二齿轮与第一平滑段连接，所述转向螺母套设在螺杆段外周壁，所述蜗轮套设在第二平滑段外周壁，所述第一平滑段套设有第一轴承，所述第二平滑段套设有第二轴承，所述蜗轮位于第一轴承和第二轴承之间。

8.根据权利要求7所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述蜗轮包括齿部、腹板和轴部，所述齿部与蜗杆啮合，所述轴部连接螺杆，所述腹板分别连接齿部和轴部，所述齿部两侧和轴部两侧均凸出于腹板，且轴部凸出于腹板的高度小于齿部凸出于腹板的高度，所述第二轴承与轴部相互抵靠。

9.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述输出组件包括输出轴和设置在输出轴上的扇齿，所述扇齿与转向螺母啮合。

10.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向装置，其特征在于，所述螺杆和转向螺母之间设有螺旋滚道，所述转向螺母设有供滚珠通过的回珠导管，所述回珠导管包括第一导管和第二导管，所述第一导管靠近第一齿轮，所述第二导管靠近蜗轮，所述第二导管跨越螺旋滚道的滚道数大于第一导管跨越螺旋滚道的滚道数。