CN201052790Y - 齿形同步带减速电动助力转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿形同步带减速电动助力转向机构，它包括电机(16)、蜗轮轴(11)、减速增扭机构和转向器(14)，减速增扭机构由一级减速增扭机构和二级减速增扭机构组成，所述一级减速增扭机构包括第一级主、从动齿形同步带轮(17、19)和齿形带(18)，所述二级减速增扭机构包括第二级主、从动齿形同步带轮(21、8)和齿形带(9)；齿形同步带轮(8)固定在蜗轮轴(11)上，二级减速增扭机构中的主动齿形同步带轮(21)与一级减速增扭机构中的从动齿形同步带轮(19)连接，第一级主动齿形同步带轮(17)与电机(16)连接。本实用新型具有制造精度要求不高、质量可靠、成本低等优点。

Description

齿形同步带减速电动助力转向机构

技术领域

本实用新型属于汽车转向系统，具体涉及一种用于车辆的电动助力转向系统。

背景技术

在电动助力转向之前，得到广泛应用的是液压动力转向系统，二者都是在机械转向基础上发展起来的。液压动力转向系统因耗油量大、不利环保、结构复杂、重量大和有不是速度感应型的助力特性而逐渐被近年发展起来的电动助力转向机构取代。

电动助力转向克服了液压动力转向的缺点和因工作可靠、故障少在汽车上发展很快。特别是日本、欧洲的乘用车装车率增长迅速，使电动助力转向机构本身的技术也得到了快速发展。为了满足生产、生活的需要汽车必须是多品种和多种结构，电动助力转向系统也必须如此，以使之适应不同结构、不同品种汽车的需要。

目前，在电动助力转向机构中普遍采用蜗轮、蜗杆减速机构，如图2所示，这种机构具有传动比大、尺寸小、工作平稳、噪声小等优点。该电动助力转向机构包括转矩传感器31、减速增扭机构32、转向器33、电磁离合器34、电机35、控制器36和蓄电池等。该电动助力转向机构的设计原理如下：

转矩传感器31装在转向盘下方的转向轴上，其作用是采集转向盘的转矩和转角信号，并将此信号转变为电信号输往控制器。

电机35的功能是将来自蓄电池的电能转变为机械能，然后向减速增扭机构输出。减速增扭机构32的功能是降速、增扭，即在得到来自电机35的转速、转矩以后，经过减速增扭机构32使转速降低，转矩增加，再输送给转向器33。

转向器33将输入进来的转速和转矩，再进行降速(转速)和增扭(转矩)后输出到转向轮。

电磁离合器34的作用是为了保证电动助力转向机构只在预先设定的行驶速度范围内工作。在车速达到某一设定值时离合器分离，并暂时停止电机的助力作用，同时，转向系统转为机械式转向机构。当电机发生故障时，离合器也自动分离，分离后再进行转向，可不必因带动电机转动而消耗体力。

控制器36的作用是根据转矩传感器和车速传感器提供的信号，进行逻辑分析计算后，发出指令控制电机和离合器的动作，通过采集电机电流、发电机电压、发动机工况等信号，判断系统工作状态是否正常，如出现异常，会自动取消助力作用，同时还要进行故障诊断分析，即控制器有安全保护的故障诊断功能。

但是，这种电动助力转向机构普遍存在以下不足：1、制造精度要求比较高；2、制造蜗杆需要专用设备；3、蜗轮齿形部分虽采用塑料制造以使之耐磨，但是，一旦磨损后所产生的间隙会很难消除，并使蜗轮的制造工艺复杂；4、采用蜗轮、蜗杆减速机构能导致电机的安装位置受限制，这对在车上的安装有不利影响。

发明内容

为克服现有产品的上述技术缺陷，本实用新型提供了一种制造工艺简单、成本低、质量可靠、使用寿命长的齿形同步带减速电动助力转向机构。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种齿形同步带减速电动助力转向机构，包括电机、蜗轮轴、减速增扭机构和转向器，转向器和蜗轮轴之间通过传动轴万向节相连；所述减速增扭机构由一级减速增扭机构和二级减速增扭机构组成，一级减速增扭机构包括第一级主、从动齿形同步带轮和齿形带，二级减速增扭机构包括第二级主、从动齿形同步带轮和齿形带；第二级从动齿形同步带轮固定在蜗轮轴上，二级减速增扭机构中的第二级主动齿形同步带轮与一级减速增扭机构中的第一级从动齿形同步带轮连接，第一级主动齿形同步带轮与电机连接。

采用本实用新型的齿形同步带减速机构取代蜗轮、蜗杆减速机构，其优点是对壳体的制造精度要求不高、齿形带和皮带轮由专业厂制造，质量容易得到保证、成本低，此外，齿形同步带工作时不打滑、磨损后经调整能消除间隙。

附图说明

图1为本实用新型的电动助力转向机构工作原理结构示意图。

图2为一种现有的电动助力转向机构工作原理结构示意图。

图1中，1-转向盘，2-转向轴，3-上转向轴，4-扭杆，5-钢球，6-滑套，7-弹簧，8-第二级从动齿形同步带轮，9-齿形带，10-定位销，11-蜗轮轴，12、13-传动轴万向节，14-转向器，15-摇臂，16-电机，17-第一级主动齿形同步带轮，18-齿形带，19-第一级从动齿形同步带轮，20-轴，21-第二级主动齿形同步带轮；

图2中，31-转矩传感器，32-减速增扭机构，33-转向器，34-电磁离合器，35-电动机，36-控制器。

具体实施方式

如图所示，本实用新型的齿形同步带减速电动助力转向机构包括电机16、转向器14、蜗轮轴11，以及在电机16和蜗轮轴11之间的减速增扭机构。所述的减速增扭机构由两级减速增扭机构组成，第一级减速增扭机构由第一级主、从动齿形同步带轮17、19和齿形同步带18组成，第二级减速增扭机构由第二级主、从动齿形同步带轮21、8和齿形同步带9组成。第二级减速增扭机构中的主动齿形同步带轮21与第一级减速增扭机构中的从动齿形同步带轮19连接。进一步的第一级的主动齿形同步带轮17与电机16连接，第二级从动齿形同步带轮8与蜗轮轴11固定连接。蜗轮轴11通过传动轴万向节12、13与转向器14相连。所述的转向器14为循环球式转向器，也适合用于齿轮齿条式转向器。

本实用新型的工作原理如下：

驾驶员转动方向盘1传感器将上转向轴3与蜗轮轴11的相对转动角位移信号转变为电信号传至控制器，同时车速信号也传入控制器。控制器根据以上两信号确定电机旋转方向和助力转矩大小。同时将信号送往电机驱动电路驱动电动机。

电机输出的相应转矩经第一级减速增扭机构中的第一级主动齿形同步带轮17、齿形带18、第一级从动齿形同步带轮19减速增扭后，再通过第二级减速增扭机构中的第二主动齿形带轮21、齿形带9和第二从动齿形同步带轮8再次减速增扭后，传给蜗轮轴11和与之相连接的万向节传动轴12和13，最后经转向器14对外输出，完成转向助力作用。

Claims (3)

1.一种齿形同步带减速电动助力转向机构，包括电机(16)、蜗轮轴(11)、减速增扭机构和转向器(14)，转向器(14)和蜗轮轴(11)之间通过传动轴万向节(12、13)相连，其特征在于：减速增扭机构由一级减速增扭机构和二级减速增扭机构组成，所述一级减速增扭机构包括第一级主、从动齿形同步带轮(17、19)和齿形带(18)，所述二级减速增扭机构包括第二级主、从动齿形同步带轮(21、8)和齿形带(9)；齿形同步带轮(8)固定在蜗轮轴(11)上，二级减速增扭机构中的第二级主动齿形同步带轮(21)与一级减速增扭机构中的第一级从动齿形同步带轮(19)连接，第一级主动齿形同步带轮(17)与电机(16)连接。

2.如权利要求1所述的齿形同步带减速电动助力转向机构，其特征在于：转向器(14)为循环球式转向器。

3.如权利要求1所述的齿形同步带减速电动助力转向机构，其特征在于：转向器(14)为齿轮齿条式转向器。

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