CN117657281A - 一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动助力转向系统技术领域，具体地说是一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构。一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，包括蜗杆、蜗轮、大端轴承、小端轴承、壳体、压紧螺母、蜗杆齿毂，其特征在于：壳体内设有蜗轮及蜗杆，蜗轮的上端配合连接蜗杆，蜗杆的一端套设有大端轴承及蜗杆齿毂，位于大端轴承的外侧套设有压紧螺母；蜗杆的另一端套设有小端轴承，位于小端轴承的外缘侧设有压紧组件，小端轴承的上侧设有支撑组件。同现有技术相比，提供一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，通过五种不同结构的方案，从而能消除蜗轮蜗杆减速机构的径向间隙，提升转向手感，降低敲击噪音。

Description

一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构

技术领域

本发明涉及电动助力转向系统技术领域，具体地说是一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构。

背景技术

汽车转向系统一般包括方向盘、转向管柱、中间轴、转向机、横拉杆等部分组成。管柱式电动助力转向系统（下述为EPSc）、双小齿轮式电动助力转向系统（下述为EPSdp）、单小齿轮式电动助力转向系统（下述为EPSp）等均属于汽车电动助力转向系统（下述为EPS），主要功能是将方向盘的旋转运动转换成车轮的左右摆动，从而实现汽车的助力转向功能。EPSc通过安装在转向管柱处的助力电机提供助力扭矩，EPSdp通过安装在转向机第二小齿轮处的助力电机提供助力扭矩，EPSp通过安装在第一小齿轮处的助力电机提供助力扭矩，经减速机构减速增扭，为转向系统提供相应的助力扭矩，从而实现设计的助力功能。一般的，减速机构采用蜗轮蜗杆减速机构，该类型减速机构能提供大减速比且占用空间小。

目前EPS的蜗轮蜗杆机构，由于零件制造存在公差和安装误差等原因，存在摩擦扭矩过大或自由间隙过大等问题，最终导致转动摩擦扭矩过大而影响转向手感或驾驶过坏路时出现蜗轮蜗杆敲击噪音及蜗杆壳体敲击噪音。为降低转动摩擦扭矩及消除敲击噪音，需要控制蜗轮蜗杆减速机构的间隙为零间隙且不能使蜗轮蜗杆贴合过紧，蜗杆径向运动方向提供一定阻尼。一般蜗杆需要由左右两个球轴承提供支撑，由于零件装配后两个轴承同轴度累积误差，导致轴承受力不良，会带来降低轴承承载能力下降、承载转动不畅产生滚动噪音、轴承使用寿命降低及滚动摩擦力矩过大等问题。目前提供零间隙的方案有支架轴承方案、在蜗杆一端增加单独的弹簧柱塞方案等，但均存在诸多缺点，如：零件过多导致的公差累积大、成本过高及安装困难、弹簧压紧力波动范围大导致不能很好的消除蜗轮蜗杆减速机构的间隙、轴承承载能力不足。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，通过五种不同结构的方案，从而能消除蜗轮蜗杆减速机构的径向间隙，提升转向手感，降低敲击噪音。

为实现上述目的，设计一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，包括蜗杆、蜗轮、大端轴承、小端轴承、壳体、压紧螺母、蜗杆齿毂，其特征在于：壳体内设有蜗轮及蜗杆，蜗轮的上端配合连接蜗杆，蜗杆的一端套设有大端轴承及蜗杆齿毂，位于大端轴承的外侧套设有压紧螺母；蜗杆的另一端套设有小端轴承，位于小端轴承的外缘侧设有压紧组件，小端轴承的上侧设有支撑组件。

所述的压紧组件为压紧组件一、压紧组件二、压紧组件三、压紧组件四、压紧组件五中的一种；所述的支撑组件为支撑组件一、支撑组件二、支撑组件三、支撑组件四、支撑组件五中的一种；所述的压紧组件一与支撑组件一相配合；压紧组件二与支撑组件二相配合；压紧组件三支撑组件三相配合；压紧组件四与支撑组件四相配合；压紧组件五与支撑组件五相配合。

所述的压紧组件一包括叶片弹簧一、预紧橡胶一，位于小端轴承外缘的上部套设有叶片弹簧一，小端轴承外缘的下部套设有预紧橡胶一。

所述的叶片弹簧一呈蝴蝶状结构，叶片弹簧一的顶部为圆弧形的中间端面，中间端面的左右两端的顶部分别连接弹簧卡扣，中间端面的左右两端的底部分别连接弹簧臂的一端，弹簧臂的另一端连接压紧凸台一；位于中间端面的中部设有弹簧腰型孔一；所述的弹簧臂由两个向内倾斜的弯折面板组成，并且弹簧臂的截面呈C字型结构。

所述的预紧橡胶一呈U型结构，预紧橡胶一上部的左右两侧分别连接凸筋，位于凸筋下侧的预紧橡胶一上连接半圆柱凸起。

所述的支撑组件一包括调整螺栓一、压紧销一，小端轴承的顶部设有压紧销一的底部，压紧销一的顶部设有调整螺栓一。

所述的调整螺栓一的外缘周设有外螺纹，调整螺栓一的底部为平面，调整螺栓一的顶部连接内六角凹槽。

所述的压紧销一的上部为圆柱形结构，压紧销一的下部为腰型柱结构，压紧销一的下部嵌设有软胶；并且压紧销一的上部及压紧销一的下部为一体结构；位于压紧销一的顶部设有定位方孔，压紧销一的底部为圆弧形结构。

所述的压紧组件二包括叶片弹簧二、预紧橡胶二，位于小端轴承外缘的套设有预紧橡胶二，预紧橡胶二的后侧卡扣连接叶片弹簧二。

所述的叶片弹簧二为U型结构，叶片弹簧二的顶部为圆弧结构，位于叶片弹簧二的顶部设有弹簧腰型孔二，叶片弹簧二的左右两侧分别设有方孔，位于方孔上侧的叶片弹簧二上设有向内弯折的梯形斜边，梯形斜边的底部与叶片弹簧二连接，梯形斜边的顶部连接压紧凸台二。

所述的预紧橡胶二为圆环形结构，位于预紧橡胶二顶部内侧连接卡槽，预紧橡胶二的中部左右两侧的内侧面分别连接圆弧柱，所述的圆弧柱的内侧面为平面，位于圆弧柱的内侧面连接凸台，位于圆弧柱与预紧橡胶二连接处的预紧橡胶二前端面上分别设有若干凸起。

所述的支撑组件二包括调整螺栓二、压紧销二，小端轴承的顶部设有压紧销二的底部，压紧销二的顶部设有调整螺栓二；所述的调整螺栓二及压紧销二的结构与调整螺栓一及压紧销一的结构一致。

所述的压紧组件三包括叶片弹簧三、预紧橡胶三，位于小端轴承的外缘套设有叶片弹簧三，叶片弹簧三的后侧卡接预紧橡胶三。

所述的叶片弹簧三呈“Ω”状结构，叶片弹簧三顶部为平面，叶片弹簧三的底部两侧分别向外翘起，并且所述的向外翘起的端部连接压紧凸台三。

所述的预紧橡胶三为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶三左右两侧的后端分别连接半圆柱，位于预紧橡胶三顶部的后端连接顶部橡胶，顶部橡胶的中心设有中心孔。

所述的支撑组件三包括调整螺栓三，小端轴承的顶部设有调整螺栓三，所述的调整螺栓三的结构为调整螺栓一的底部平面上连接小圆柱，并且调整螺栓三的小圆柱嵌设在预紧橡胶三顶部的顶部橡胶的中心孔内。

所述的压紧组件四包括预紧橡胶四，位于小端轴承外缘的下部套设有预紧橡胶四；所述的预紧橡胶四为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶四的顶部左右两侧端面分别连接外侧凸起结构，所述的外侧凸起结构的内侧面为矩形平面。

所述的支撑组件四包括支撑衬套一、螺旋弹簧一、橡胶垫、调整螺钉一，小端轴承的顶部设有调整螺钉一，调整螺钉一的下部套设有螺旋弹簧一，螺旋弹簧一的外侧套设有支撑衬套一，位于支撑衬套一顶部的调整螺钉一上套设有橡胶垫，支撑衬套一的底部与小端轴承的顶部端面连接。

所述的调整螺钉一呈T型结构，调整螺钉一的上部外缘设有外螺纹，调整螺钉一的中部套设有橡胶垫，调整螺钉一的下部套设有螺旋弹簧一。

所述的支撑衬套一的圆柱形结构，位于支撑衬套一的顶部设有与调整螺钉一下部配合连接的凹槽，支撑衬套一的底部为圆弧面。

所述的压紧组件五包括预紧橡胶五，位于小端轴承外缘的上部及下部分别套设有预紧橡胶五；所述的预紧橡胶五为橡胶圆环。

所述的支撑组件五包括支撑衬套二、螺旋弹簧二、调整螺钉二，小端轴承的顶部设有调整螺钉二，调整螺钉二的下部套设有螺旋弹簧二，螺旋弹簧二的外侧套设有支撑衬套二，支撑衬套二的底部与小端轴承的顶部端面连接。

所述的调整螺钉二的结构与调整螺钉一的结构一致；螺旋弹簧二的结构与螺旋弹簧一的结构一致；支撑衬套二的结构与支撑衬套一的结构一致。

所述的压紧组件一及支撑组件一设置在与压紧组件一及支撑组件一相配合的壳体一内；所述的压紧组件二及支撑组件二设置在与压紧组件二及支撑组件二相配合的壳体二内；所述的压紧组件三及支撑组件三设置在与压紧组件三及支撑组件三相配合的壳体三内；所述的压紧组件四及支撑组件四设置在与压紧组件四及支撑组件四相配合的壳体四内；所述的压紧组件五及支撑组件五设置在与压紧组件五及支撑组件五相配合的壳体五内。

本发明同现有技术相比，提供一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，通过五种不同结构的方案，从而能消除蜗轮蜗杆减速机构的径向间隙，提升转向手感，降低敲击噪音。

本发明依靠叶片弹簧或螺旋弹簧提供预紧力、顶部依靠压紧销与锁紧螺栓组合，或橡胶垫、支撑衬套与调整螺钉组合的方式提供顶部阻尼和硬限位、侧面依靠橡胶和壳体机加工面提供侧面阻尼和硬限位，来支撑和限制蜗杆的摆动和吸收蜗杆的冲击，从而能消除蜗轮蜗杆机构的间隙、降低噪音、改善手感；减少壳体的机加工面数量、简化安装、降低成本；减小壳体外廓尺寸，占用更小的安装空间。提供上下摆动运动预紧力，从而消除蜗轮蜗杆减速机构的间隙；提供蜗杆的竖直缓冲，避免由上下冲击产生的噪音；提供左右摆动缓冲面，避免由左右摆动冲击产生的噪音；提供竖直压紧弹簧特征，可方便调节出所需的竖直压紧刚度，从而提供所需的竖直压紧力，控制蜗轮蜗杆减速机构的间隙为零间隙，避免由减速机构间隙产生的噪音；提供合适的竖直压紧力，可避免减速机构的摩擦扭矩过大，提升转向手感。

附图说明

图1为本发明结构剖面图。

图2，图3为本发明方案一结构剖视图。

图4，图5为方案一中叶片弹簧一的结构示意图。

图6为方案一中预紧橡胶一的结构示意图。

图7为方案一中调整螺栓一的结构示意图。

图8，图9为方案一中压紧销一的结构示意图。

图10为方案一中壳体一的结构示意图。

图11，图12为本发明方案二结构剖视图。

图13为方案二中叶片弹簧二和预紧橡胶二连接结构示意图。

图14为方案二中叶片弹簧二的结构示意图。

图15为方案二中预紧橡胶二的结构示意图。

图16为中壳体二的结构示意图。

图17，图18为本发明方案三结构剖视图。

图19为方案三中叶片弹簧三和预紧橡胶三连接结构示意图。

图20为方案三中叶片弹簧三的结构示意图。

图21为方案三中预紧橡胶三的结构示意图。

图22为方案三中调整螺栓三的结构示意图。

图23为中壳体三的结构示意图。

图24，图25为本发明方案四结构剖视图。

图26为方案四中预紧橡胶四的结构示意图。

图27为方案四中调整螺钉的结构示意图。

图28为方案四中支撑衬套的结构示意图。

图29为中壳体四的结构示意图。

图30，图31为本发明方案五结构剖视图。

图32为方案五中小端轴承与预紧橡胶五连接结构示意图。

图33为本发明结构安装在EPSc转向系统中的示意图。

图34为本发明结构安装在EPSdp转向系统中的示意图。

图35为本发明结构安装在EPSp转向系统中的示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，转向系统的助力电机的输出轴通过联轴器与蜗杆齿毂4连接，蜗杆齿毂4与蜗杆5通过花键连接，从而将电机输出轴的助力施加到蜗杆5上。大端轴承3外圈间隙配合放置在壳体轴承孔内，压紧螺母2与壳体1通过螺纹连接，将轴承端面压紧在壳体轴承孔内，大端轴承3内圈通过过盈配合安装在蜗杆5的大端轴承座上，大端轴承3允许蜗杆5绕轴承中心产生圆周方向的小幅度摆动运动。小端轴承7内圈通过过盈配合安装在蜗杆5的小端轴承座上，外圈间隙放置在壳体腔内。蜗轮6与输出轴包塑成一体，并通过轴承支撑在壳体1内，蜗轮6和蜗杆5通过螺旋斜齿啮合传动，限位销间隙配合插在壳体1的腰形孔内，叶片弹簧的卡扣卡紧在壳体槽上。

如图2至图10所示，为本发明方案一结构示意图。壳体1内设有蜗轮6及蜗杆5，蜗轮6的上端配合连接蜗杆5，蜗杆5的一端套设有大端轴承3及蜗杆齿毂4，位于大端轴承3的外侧套设有压紧螺母2；蜗杆5的另一端套设有小端轴承7，位于小端轴承7的外缘侧设有压紧组件，小端轴承7的上侧设有支撑组件。

压紧组件一包括叶片弹簧一、预紧橡胶一，位于小端轴承7外缘的上部套设有叶片弹簧一11，小端轴承7外缘的下部套设有预紧橡胶一12。

叶片弹簧一11呈蝴蝶状结构，叶片弹簧一11的顶部为圆弧形的中间端面11-1，中间端面11-1的左右两端的顶部分别连接弹簧卡扣11-2，中间端面11-1的左右两端的底部分别连接弹簧臂11-3的一端，弹簧臂11-3的另一端连接压紧凸台一11-4；位于中间端面11-1的中部设有弹簧腰型孔一11-5；所述的弹簧臂11-3由两个向内倾斜的弯折面板组成，并且弹簧臂11-3的截面呈C字型结构。

预紧橡胶一12呈U型结构，预紧橡胶一12上部的左右两侧分别连接凸筋12-1，位于凸筋12-1下侧的预紧橡胶一12上连接半圆柱凸起12-2。

支撑组件一包括调整螺栓一、压紧销一，小端轴承7的顶部设有压紧销一10的底部，压紧销一10的顶部设有调整螺栓一9。

调整螺栓一9的外缘周设有外螺纹，调整螺栓一9的底部为平面，调整螺栓一9的顶部连接内六角凹槽9-1。

压紧销一10的上部为圆柱形结构，压紧销一10的下部为腰型柱结构，压紧销一10的下部嵌设有软胶10-1；并且压紧销一10的上部及压紧销一10的下部为一体结构；位于压紧销一10的顶部设有定位方孔10-2，压紧销一10的底部为圆弧形结构。

叶片弹簧一11的弹簧卡扣11-2为对称设计，通过过盈卡紧在壳体一8的弹簧卡槽上，叶片弹簧一11顶部的中间端面11-1与壳体一8的弹簧支撑圆面贴合，中间端面11-1与弹簧支撑圆面的根部贴合轴向定位，弹簧臂11-3间隙放置在壳体一8的弹簧安装空腔内，压紧凸台一11-4与小端轴承7的外圈压紧接触，压紧销一10的腰形柱面间隙插入到壳体一8的腰形孔内和叶片弹簧一11的弹簧腰型孔一11-5内，压紧销一10的圆柱面间隙插入到壳体一8的圆孔内，配合长度允许压紧销一10在壳体一8内上下移动，软胶10-1的软胶弧面贴紧在小端轴承7的外圈，硬质基材弧面与小端轴承7的外圈有小间隙，调整螺栓一9的外螺纹与壳体一8的螺纹孔通过螺纹配合连接，调整螺栓一9的底部平面压紧贴合在压紧销一10的顶部平面上，通过螺纹旋入角度可保证调整螺栓一9、压紧销一10、小端轴承7之间无间隙压；小端轴承7外圈的一半长度与壳体一8的小端轴承7侧边硬限位间隙配合，预紧橡胶一12的凸筋12-1过盈压缩在小端轴承7外圈与侧面软胶支撑面之间并产生侧边预紧力，半圆柱凸起12-2与壳体一8的软胶装配孔间隙配合，保证预紧橡胶一12能够装配在壳体一8上。当蜗轮6和蜗杆5产生啮合传动时，蜗杆5将带动小端轴承7产生径向的摆动运动，当啮合力较小时，小端预紧力机构的弹簧力将蜗杆5压紧在蜗轮6上，从而消除蜗轮6与蜗杆7之间的齿隙，小端侧边缓冲机构的软胶压缩力消除小端轴承7与壳体一8的间隙；当啮合力较大时，小端预紧力机构的硬质基材弧面与小端轴承7的外圈接触，从而将小端轴承7的竖直位置限制住，小端侧边缓冲机构的小端轴承7与壳体一8的小端轴承7侧边硬限位接触，从而将小端轴承7的左右位置限制住。

如图11至图16所示，为本发明方案二结构示意图。壳体1内设有蜗轮6及蜗杆5，蜗轮6的上端配合连接蜗杆5，蜗杆5的一端套设有大端轴承3及蜗杆齿毂4，位于大端轴承3的外侧套设有压紧螺母2；蜗杆5的另一端套设有小端轴承7，位于小端轴承7的外缘侧设有压紧组件，小端轴承7的上侧设有支撑组件。

压紧组件二包括叶片弹簧二、预紧橡胶二，位于小端轴承7外缘的套设有预紧橡胶二17，预紧橡胶二17的后侧卡扣连接叶片弹簧二16。

叶片弹簧二16为U型结构，叶片弹簧二16的顶部为圆弧结构，位于叶片弹簧二16的顶部设有弹簧腰型孔二16-1，叶片弹簧二16的左右两侧分别设有方孔16-2，位于方孔16-2上侧的叶片弹簧二16上设有向内弯折的梯形斜边16-3，梯形斜边16-3的底部与叶片弹簧二16连接，梯形斜边16-3的顶部连接压紧凸台二16-4。

预紧橡胶二17为圆环形结构，位于预紧橡胶二17顶部内侧连接卡槽17-1，预紧橡胶二17的中部左右两侧的内侧面分别连接圆弧柱17-2，所述的圆弧柱17-2的内侧面为平面，位于圆弧柱17-2的内侧面连接凸台17-3，位于圆弧柱17-2与预紧橡胶二17连接处的预紧橡胶二17前端面上分别设有若干凸起17-4。

支撑组件二包括调整螺栓二、压紧销二，小端轴承7的顶部设有压紧销二15的底部，压紧销二15的顶部设有调整螺栓二14；所述的调整螺栓二14及压紧销二15的结构与调整螺栓一9及压紧销一10的结构一致。

叶片弹簧二16顶部的弧面与壳体二13的弹簧支撑圆面贴合，梯形斜边16-3间隙放置在壳体二13的弹簧安装空腔内，压紧凸台二16-4与小端轴承7的外圈压紧接触；小端轴承7外圈的一半长度与壳体二13的小端轴承侧边硬限位间隙配合，另一半长度与预紧橡胶二17的凸台17-3压紧贴合，预紧橡胶二17的圆弧柱17-2与壳体二13的侧面软胶支撑面贴紧配合，从而通过壳体二13的凸台过盈压缩在小端轴承7外圈与壳体二13的软胶装配孔之间并产生侧边预紧力。预紧橡胶二17的凸台17-3间隙插入到叶片弹簧二16的方孔16-2内，叶片弹簧二16的顶部的弧面贴紧在预紧橡胶二17的卡槽17-1内以及凸起17-4的端面上，从而预紧橡胶二17与叶片弹簧二16装配成小总成，再插入到壳体二13的空腔内，直到预紧橡胶二17的圆弧形端面与壳体二13的软胶支撑端面贴紧。当蜗轮6和蜗5产生啮合传动时，蜗杆5将带动小端轴承7产生径向的摆动运动，当啮合力较小时，小端预紧力机构的弹簧力将蜗杆5压紧在蜗轮6上，从而消除蜗轮蜗杆之间的齿隙，小端侧边缓冲机构的软胶压缩力消除小端轴承7与壳体二13的间隙；当啮合力较大时，小端预紧力机构的硬质基材弧面与小端轴承7的外圈接触，从而将小端轴承7的竖直位置限制住，小端侧边缓冲机构的小端轴承7与壳体二13的小端轴承侧边硬限位接触，从而将小端轴承的左右位置限制住。

如图17至图23所示，为本发明方案三结构示意图。壳体1内设有蜗轮6及蜗杆5，蜗轮6的上端配合连接蜗杆5，蜗杆5的一端套设有大端轴承3及蜗杆齿毂4，位于大端轴承3的外侧套设有压紧螺母2；蜗杆5的另一端套设有小端轴承7，位于小端轴承7的外缘侧设有压紧组件，小端轴承7的上侧设有支撑组件。

压紧组件三包括叶片弹簧三、预紧橡胶三，位于小端轴承7的外缘套设有叶片弹簧三20，叶片弹簧三20的后侧卡接预紧橡胶三21。

叶片弹簧三20呈“Ω”状结构，叶片弹簧三20顶部为平面，叶片弹簧三20的底部两侧分别向外翘起，并且所述的向外翘起的端部连接压紧凸台三20-1。

预紧橡胶三21为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶三21左右两侧的后端分别连接半圆柱21-3，位于预紧橡胶三21顶部的后端连接顶部橡胶21-1，顶部橡胶21-1的中心设有中心孔21-2。

支撑组件三包括调整螺栓三，小端轴承7的顶部设有调整螺栓三19，所述的调整螺栓三19的结构为调整螺栓一9的底部平面上连接小圆柱19-1，并且调整螺栓三19的小圆柱19-1嵌设在预紧橡胶三21顶部的顶部橡胶21-1的中心孔21-2内。

叶片弹簧三20顶部的前后两端分别设有弹簧卡扣，并且两个弹簧卡扣为对称设计，在小端轴承7宽度方向上将其卡在中间，从而限制叶片弹簧三20的轴向位置，叶片弹簧三20的顶部、侧边、底部与小端轴承7的外圈相切，同时形成五个位置的线接触，弹簧臂间隙放置在壳体三18的弹簧安装空腔内，压紧凸台三20-1与壳体三18的弹簧支撑孔上平面压紧接触；调整螺栓三19的外螺纹与壳体三18的螺纹孔通过螺纹配合连接，调整螺栓三19的底部平面压紧贴合在预紧橡胶三21的顶部橡胶21-1的上平面，预紧橡胶三21的顶部橡胶21-1的下平面压紧在叶片弹簧三20的顶部平面，调整螺栓三19的小圆柱19-1间隙插入到预紧橡胶三21的中心孔21-2内，小圆柱19-1的端面与叶片弹簧三20的顶部平面形成小间隙；小端轴承7外圈的一半长度将叶片弹簧三20的侧面夹在与壳体三18的小端轴承7的侧边硬限位形成的间隙空间内，预紧橡胶三21的半圆柱21-3过盈压缩在叶片弹簧三20的侧边平面之间并产生侧边预紧力。当蜗轮6和蜗杆5产生啮合传动时，蜗杆5将带动小端轴承7产生径向的摆动运动，当啮合力较小时，小端预紧力机构的弹簧力将蜗杆5压紧在蜗轮6上，从而消除蜗轮蜗杆之间的齿隙，小端侧边预紧机构的软胶压缩力消除小端轴承7与壳体三18的间隙；当啮合力较大时，小端预紧力机构调整螺栓三19的小圆柱19-1与叶片弹簧三20的顶部平面形接触，从而将小端轴承7的竖直位置限制住，小端侧边缓冲机构的叶片弹簧三20的侧边平面与壳体三18的小端轴承7的侧边硬限位接触，从而将小端轴承7的左右位置限制住。

如图24至图29所示，为本发明方案四结构示意图。壳体1内设有蜗轮6及蜗杆5，蜗轮6的上端配合连接蜗杆5，蜗杆5的一端套设有大端轴承3及蜗杆齿毂4，位于大端轴承3的外侧套设有压紧螺母2；蜗杆5的另一端套设有小端轴承7，位于小端轴承7的外缘侧设有压紧组件，小端轴承7的上侧设有支撑组件。

压紧组件四包括预紧橡胶四，位于小端轴承7外缘的下部套设有预紧橡胶四27；所述的预紧橡胶四27为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶四27的顶部左右两侧端面分别连接外侧凸起结构27-1，所述的外侧凸起结构27-1的内侧面为矩形平面。

支撑组件四包括支撑衬套一、螺旋弹簧一、橡胶垫、调整螺钉一，小端轴承7的顶部设有调整螺钉一23，调整螺钉一23的下部套设有螺旋弹簧一25，螺旋弹簧一25的外侧套设有支撑衬套一26，位于支撑衬套一26顶部的调整螺钉一23上套设有橡胶垫24，支撑衬套一26的底部与小端轴承7的顶部端面连接。

调整螺钉一23呈T型结构，调整螺钉一23的上部外缘设有外螺纹，调整螺钉一23的中部套设有橡胶垫24，调整螺钉一23的下部套设有螺旋弹簧一25。

支撑衬套一26的圆柱形结构，位于支撑衬套一26的顶部设有与调整螺钉一23下部配合连接的凹槽，支撑衬套一26的底部为圆弧面。

支撑衬套一26装在壳体四22中，支撑衬套一26的腰形侧面与壳体四22的腰形环配合，支撑衬套一26可上下运动，支撑衬套一26的底部圆弧面与小端轴承7的外圈接触配合，螺旋弹簧一25装在支撑衬套一26的孔中，螺旋弹簧一25的底部被支撑衬套一26的环面支撑，调整螺钉一23具有螺纹段，壳体四22具有螺纹孔，橡胶垫24装到调整螺钉一23上后一起旋入装入到壳体四22中，螺旋弹簧一25的顶部被调整螺钉一23的肩部支撑，橡胶垫24的底部与支撑衬套一26的顶面贴合，橡胶垫24的侧部与壳体四22的圆孔壁配合，调整螺钉一23的圆柱面用于螺旋弹簧一25的限位，装配完成后，将调整螺钉一23拧到到合适位置，螺旋弹簧一25被压缩提供的弹力用于蜗轮蜗杆配合预紧，调整螺钉一23的底部与支撑衬套一26内部的凸台有一定间隙，当小端轴承7向上移动时，初始阶段螺旋弹簧一25与橡胶垫24被压缩提供阻尼，最终支撑衬套一26的凸台与调整螺钉一23的底部接触即达到硬限位。预紧橡胶四27装在壳体四22与小端轴承7中间，预紧橡胶四27两侧的外侧凸起结构27-1的矩形平面与小端轴承7接触，预紧橡胶四27的外侧面与壳体四22的圆弧面接触，壳体四22中两侧还设有硬限位面，用于小端轴承7的硬限位。当小端轴承7产生水平的摆动运动时可吸收水平方向冲击力。

如图30至图32所示，为本发明方案五结构示意图。壳体1内设有蜗轮6及蜗杆5，蜗轮6的上端配合连接蜗杆5，蜗杆5的一端套设有大端轴承3及蜗杆齿毂4，位于大端轴承3的外侧套设有压紧螺母2；蜗杆5的另一端套设有小端轴承7，位于小端轴承7的外缘侧设有压紧组件，小端轴承7的上侧设有支撑组件。

压紧组件五包括预紧橡胶五，位于小端轴承7外缘的上部及下部分别套设有预紧橡胶五31；所述的预紧橡胶五31为橡胶圆环。

支撑组件五包括支撑衬套二、螺旋弹簧二、调整螺钉二，小端轴承7的顶部设有调整螺钉二28，调整螺钉二28的下部套设有螺旋弹簧二29，螺旋弹簧二29的外侧套设有支撑衬套二30，支撑衬套二30的底部与小端轴承7的顶部端面连接。

调整螺钉二28的结构与调整螺钉一23的结构一致；螺旋弹簧二29的结构与螺旋弹簧一25的结构一致；支撑衬套二30的结构与支撑衬套一26的结构一致。

方案五结构与方案四相比减少了橡胶垫24，此方案预紧橡胶五31为两个橡胶环，安装在小端轴承7的外圈，可为轴承整周径向方向提供阻尼即为顶部和侧边提供缓冲作用。小端轴承7的顶部硬限位与小端轴承7的侧边硬限位与方案四亦相同。

如图33所示，为EPSc转向系统方向盘与输入轴通过花键连接，当驾驶员施加扭矩以下称为手力转动方向盘时，会带动输入轴转动，输入轴通过花键与转向管柱连接、转向管柱与输出轴通过花键连接，将手力传到输出轴，同时安装在输出轴上的扭矩传感器读取扭矩信号，将此信号传递给控制单元。通过控制单元计算后助力电机输出相应的扭矩以下称为助力和转速，再通过减速机构减速增扭后，助力施加到输出轴上，此时输出轴输出的扭矩为手力加上助力的总扭矩。总扭矩通过输出轴与中间轴通过花键连接，中间轴与转向机通过花键连接后传递到转向机，转向机可将方向盘的转动转化为齿条的左右移动，该移动通过齿轮齿条机构输出到左右的横拉杆，从而将方向盘的旋转运动转换成车轮的左右摆动，从而实现汽车的助力转向功能。

如图34所示，为EPSdp转向系统，方向盘与输入轴通过花键连接，当驾驶员施加手力转动方向盘时，会带动输入轴转动，输入轴通过花键与转向管柱连接、转向管柱与中间轴通过花键连接，中间轴与转向机通过花键连接后将手力传递到转向机的第一小齿轮，从而转向机可将方向盘的转动转化为齿条的左右移动，该移动通过齿轮齿条机构输出到左右的横拉杆，从而将方向盘的旋转运动转换成车轮的左右摆动。与EPSc不同的是，安装在转向机上的扭矩传感器读取手力扭矩信号，将此信号传递给控制单元。通过控制单元计算后助力电机输出相应的助力，再通过减速机构减速增扭后，将助力施加到输出轴上，输出轴输出的扭矩传到转向机的第二小齿轮，再与转向机的齿条产生齿轮齿条啮合运动，可将方向盘的转动转化为齿条的左右移动，该移动通过齿轮齿条机构输出到左右的横拉杆，此时电机助力和方向盘手力同时作用在齿条上，从而实现汽车的助力转向功能。

如图35所示，为EPSp转向系统，方向盘与输入轴通过花键连接，当驾驶员施加手力转动方向盘时，会带动输入轴转动，输入轴通过花键与转向管柱连接、转向管柱与中间轴通过花键连接，中间轴与转向机通过花键连接后将手力传递到转向机的第一小齿轮，从而转向机可将方向盘的转动转化为齿条的左右移动，该移动通过齿轮齿条机构输出到左右的横拉杆，从而将方向盘的旋转运动转换成车轮的左右摆动。与EPSc不同的是，安装在转向机上的扭矩传感器读取手力扭矩信号，将此信号传递给控制单元。通过控制单元计算后助力电机输出相应的助力，再通过减速机构减速增扭后，将助力施加到输出轴上，输出轴输出的扭矩传到转向机的第一小齿轮，再与转向机的齿条产生齿轮齿条啮合运动，可将方向盘的转动转化为齿条的左右移动，该移动通过齿轮齿条机构输出到左右的横拉杆，此时电机助力和方向盘手力同时作用在齿条上，从而实现汽车的助力转向功能。

本发明依靠叶片弹簧或螺旋弹簧提供预紧力、顶部依靠压紧销与锁紧螺栓组合，或橡胶垫、支撑衬套与调整螺钉组合的方式提供顶部阻尼和硬限位、侧面依靠橡胶和壳体机加工面提供侧面阻尼和硬限位，来支撑和限制蜗杆的摆动和吸收蜗杆的冲击，从而能消除蜗轮蜗杆机构的间隙、降低噪音、改善手感；减少壳体的机加工面数量、简化安装、降低成本；减小壳体外廓尺寸，占用更小的安装空间；提供上下摆动运动预紧力，从而消除蜗轮蜗杆减速机构的间隙；提供蜗杆的竖直阻尼，避免由上下冲击产生的噪音；提供蜗杆的左右阻尼，避免由左右摆动冲击产生的噪音；提供竖直压紧弹簧特征，可方便调节出所需的竖直压紧刚度，从而提供所需的竖直压紧力，控制蜗轮蜗杆减速机构的间隙为零间隙，避免由减速机构间隙产生的噪音；提供合适的竖直压紧力，可避免减速机构的摩擦扭矩过大，提升转向手感。

Claims (24)

1.一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，包括蜗杆、蜗轮、大端轴承、小端轴承、壳体、压紧螺母、蜗杆齿毂，其特征在于：壳体（1）内设有蜗轮（6）及蜗杆（5），蜗轮（6）的上端配合连接蜗杆（5），蜗杆（5）的一端套设有大端轴承（3）及蜗杆齿毂（4），位于大端轴承（3）的外侧套设有压紧螺母（2）；蜗杆（5）的另一端套设有小端轴承（7），位于小端轴承（7）的外缘侧设有压紧组件，小端轴承（7）的上侧设有支撑组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件为压紧组件一、压紧组件二、压紧组件三、压紧组件四、压紧组件五中的一种；所述的支撑组件为支撑组件一、支撑组件二、支撑组件三、支撑组件四、支撑组件五中的一种；所述的压紧组件一与支撑组件一相配合；压紧组件二与支撑组件二相配合；压紧组件三支撑组件三相配合；压紧组件四与支撑组件四相配合；压紧组件五与支撑组件五相配合。

3.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件一包括叶片弹簧一、预紧橡胶一，位于小端轴承（7）外缘的上部套设有叶片弹簧一（11），小端轴承（7）外缘的下部套设有预紧橡胶一（12）。

4.根据权利要求3所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的叶片弹簧一（11）呈蝴蝶状结构，叶片弹簧一（11）的顶部为圆弧形的中间端面（11-1），中间端面（11-1）的左右两端的顶部分别连接弹簧卡扣（11-2），中间端面（11-1）的左右两端的底部分别连接弹簧臂（11-3）的一端，弹簧臂（11-3）的另一端连接压紧凸台一（11-4）；位于中间端面（11-1）的中部设有弹簧腰型孔一（11-5）；所述的弹簧臂（11-3）由两个向内倾斜的弯折面板组成，并且弹簧臂（11-3）的截面呈C字型结构。

5.根据权利要求3所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的预紧橡胶一（12）呈U型结构，预紧橡胶一（12）上部的左右两侧分别连接凸筋（12-1），位于凸筋（12-1）下侧的预紧橡胶一（12）上连接半圆柱凸起（12-2）。

6.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑组件一包括调整螺栓一、压紧销一，小端轴承（7）的顶部设有压紧销一（10）的底部，压紧销一（10）的顶部设有调整螺栓一（9）。

7.根据权利要求6所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的调整螺栓一（9）的外缘周设有外螺纹，调整螺栓一（9）的底部为平面，调整螺栓一（9）的顶部连接内六角凹槽（9-1）。

8.根据权利要求6所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧销一（10）的上部为圆柱形结构，压紧销一（10）的下部为腰型柱结构，压紧销一（10）的下部嵌设有软胶（10-1）；并且压紧销一（10）的上部及压紧销一（10）的下部为一体结构；位于压紧销一（10）的顶部设有定位方孔（10-2），压紧销一（10）的底部为圆弧形结构。

9.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件二包括叶片弹簧二、预紧橡胶二，位于小端轴承（7）外缘的套设有预紧橡胶二（17），预紧橡胶二（17）的后侧卡扣连接叶片弹簧二（16）。

10.根据权利要求9所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的叶片弹簧二（16）为U型结构，叶片弹簧二（16）的顶部为圆弧结构，位于叶片弹簧二（16）的顶部设有弹簧腰型孔二（16-1），叶片弹簧二（16）的左右两侧分别设有方孔（16-2），位于方孔（16-2）上侧的叶片弹簧二（16）上设有向内弯折的梯形斜边（16-3），梯形斜边（16-3）的底部与叶片弹簧二（16）连接，梯形斜边（16-3）的顶部连接压紧凸台二（16-4）。

11.根据权利要求9所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的预紧橡胶二（17）为圆环形结构，位于预紧橡胶二（17）顶部内侧连接卡槽（17-1），预紧橡胶二（17）的中部左右两侧的内侧面分别连接圆弧柱（17-2），所述的圆弧柱（17-2）的内侧面为平面，位于圆弧柱（17-2）的内侧面连接凸台（17-3），位于圆弧柱（17-2）与预紧橡胶二（17）连接处的预紧橡胶二（17）前端面上分别设有若干凸起（17-4）。

12.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑组件二包括调整螺栓二、压紧销二，小端轴承（7）的顶部设有压紧销二（15）的底部，压紧销二（15）的顶部设有调整螺栓二（14）；所述的调整螺栓二（14）及压紧销二（15）的结构与调整螺栓一（9）及压紧销一（10）的结构一致。

13.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件三包括叶片弹簧三、预紧橡胶三，位于小端轴承（7）的外缘套设有叶片弹簧三（20），叶片弹簧三（20）的后侧卡接预紧橡胶三（21）。

14.根据权利要求13所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的叶片弹簧三（20）呈“Ω”状结构，叶片弹簧三（20）顶部为平面，叶片弹簧三（20）的底部两侧分别向外翘起，并且所述的向外翘起的端部连接压紧凸台三（20-1）。

15.根据权利要求13所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的预紧橡胶三（21）为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶三（21）左右两侧的后端分别连接半圆柱（21-3），位于预紧橡胶三（21）顶部的后端连接顶部橡胶（21-1），顶部橡胶（21-1）的中心设有中心孔（21-2）。

16.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑组件三包括调整螺栓三，小端轴承（7）的顶部设有调整螺栓三（19），所述的调整螺栓三（19）的结构为调整螺栓一（9）的底部平面上连接小圆柱（19-1），并且调整螺栓三（19）的小圆柱（19-1）嵌设在预紧橡胶三（21）顶部的顶部橡胶（21-1）的中心孔（21-2）内。

17.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件四包括预紧橡胶四，位于小端轴承（7）外缘的下部套设有预紧橡胶四（27）；所述的预紧橡胶四（27）为半圆弧环状结构，位于预紧橡胶四（27）的顶部左右两侧端面分别连接外侧凸起结构（27-1），所述的外侧凸起结构（27-1）的内侧面为矩形平面。

18.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑组件四包括支撑衬套一、螺旋弹簧一、橡胶垫、调整螺钉一，小端轴承（7）的顶部设有调整螺钉一（23），调整螺钉一（23）的下部套设有螺旋弹簧一（25），螺旋弹簧一（25）的外侧套设有支撑衬套一（26），位于支撑衬套一（26）顶部的调整螺钉一（23）上套设有橡胶垫（24），支撑衬套一（26）的底部与小端轴承（7）的顶部端面连接。

19.根据权利要求18所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的调整螺钉一（23）呈T型结构，调整螺钉一（23）的上部外缘设有外螺纹，调整螺钉一（23）的中部套设有橡胶垫（24），调整螺钉一（23）的下部套设有螺旋弹簧一（25）。

20.根据权利要求18所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑衬套一（26）的圆柱形结构，位于支撑衬套一（26）的顶部设有与调整螺钉一（23）下部配合连接的凹槽，支撑衬套一（26）的底部为圆弧面。

21.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件五包括预紧橡胶五，位于小端轴承（7）外缘的上部及下部分别套设有预紧橡胶五（31）；所述的预紧橡胶五（31）为橡胶圆环。

22.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的支撑组件五包括支撑衬套二、螺旋弹簧二、调整螺钉二，小端轴承（7）的顶部设有调整螺钉二（28），调整螺钉二（28）的下部套设有螺旋弹簧二（29），螺旋弹簧二（29）的外侧套设有支撑衬套二（30），支撑衬套二（30）的底部与小端轴承（7）的顶部端面连接。

23.根据权利要求22所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的调整螺钉二（28）的结构与调整螺钉一（23）的结构一致；螺旋弹簧二（29）的结构与螺旋弹簧一（25）的结构一致；支撑衬套二（30）的结构与支撑衬套一（26）的结构一致。

24.根据权利要求2所述的一种用于电动助力转向系统的蜗杆压紧支撑机构，其特征在于：所述的压紧组件一及支撑组件一设置在与压紧组件一及支撑组件一相配合的壳体一（8）内；所述的压紧组件二及支撑组件二设置在与压紧组件二及支撑组件二相配合的壳体二（13）内；所述的压紧组件三及支撑组件三设置在与压紧组件三及支撑组件三相配合的壳体三（18）内；所述的压紧组件四及支撑组件四设置在与压紧组件四及支撑组件四相配合的壳体四（22）内；所述的压紧组件五及支撑组件五设置在与压紧组件五及支撑组件五相配合的壳体五（32）内。