CN204921732U - 蜗轮蜗杆机构、转向助力装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种蜗轮蜗杆机构及转向助力装置，该蜗轮蜗杆机构包括壳体、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装结构及软连接组件，所述蜗轮固定在所述壳体内；所述蜗杆安装结构，用于将所述蜗杆安装在所述壳体中并使之与所述蜗轮啮合；所述软连接组件，用于将所述蜗杆的动力输入端柔性连接至转向助力装置的电机输出轴，以允许电机输出轴与蜗杆的同轴度调节。本实用新型的蜗轮蜗杆机构，可以有效地调整电机输出轴与蜗杆两者由于各自不同轴及相连不同轴引起的偏斜，使两者之间传递平稳扭矩，避免电机异常甚至电机损坏，保证电机寿命。同时，还能够解决转向异响的问题。

Description

蜗轮蜗杆机构、转向助力装置及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车转向助力技术领域，特别是涉及一种蜗轮蜗杆机构、转向助力装置及汽车。

背景技术

在汽车转向助力系统中，常用蜗轮蜗杆装置作为传动部件，蜗轮蜗杆装置具有零件数目少、结构紧凑和传动比大等特点。

图1所示为现有的一种蜗轮蜗杆机构，由于蜗杆7a的两端分别由第一轴承6a及第二轴承10a固定在壳体9a上，且连接蜗杆7a与电机1a的输出轴11a的连接法兰2a为刚性件，所以对其零部件和组装件的同轴度都有很高的要求，如果同轴度差，会产生如下问题：第一，会加剧连接花键的磨损进而产生转向异响；第二，影响电机的同轴度，电机出现异响或损坏。

另外，如图1所示，现有的蜗轮蜗杆机构，蜗杆7a依靠第一轴承6a、第二轴承10a及蜗杆定位堵头5a固定在壳体9a中，蜗杆7a的此种固定方式为刚性固定；同时，蜗轮8a固定在壳体9a上，也属刚性固定；这样，蜗轮蜗杆啮合中心距为一恒定值。这样会产生如下问题：第一，当产品初始装配时，如果匹配中心距偏大，产品力矩会偏大，造成产品不合格；第二，当汽车运行一定的里程或几年后，由于蜗轮为尼龙材料，会有一定量的磨损，从而使蜗轮蜗杆之间的啮合出现间隙，进而使汽车在转向或过减速带或过巅簸路面时出现异响,直接影响到整车的舒适性。

可见，现有的蜗轮蜗杆机构，对零件的精度要求非常高，相应其成本很高；并且，长期运转磨损会使汽车在运行中出现异响，影响整车舒适性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的蜗轮蜗杆机构其蜗杆与电机的输出轴刚性连接，容易导致电机损坏的缺陷，提供一种蜗轮蜗杆机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种蜗轮蜗杆机构，包括壳体、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装结构及软连接组件，所述蜗轮固定在所述壳体内，其中，

所述蜗杆安装结构，用于将所述蜗杆安装在所述壳体中并使之与所述蜗轮啮合；

所述软连接组件，用于将所述蜗杆的动力输入端柔性连接至转向助力装置的电机输出轴，以允许电机输出轴与蜗杆的同轴度调节；

所述调心结构，用于调节所述蜗轮与蜗杆的啮合中心距的调心结构，所述调心结构包括导向座、滑动衬套、扭转弹簧、衬垫及上述的第一轴承，所述第一轴承为调心轴承，所述导向座固定在所述壳体上，所述滑动衬套固定在所述蜗杆的尾端，所述衬垫设置在所述蜗杆的尾端与所述第二轴承的内圈之间，所述导向座能够对所述滑动衬套的滑动方向进行导向以使其只能沿所述蜗杆的径向移动，所述扭转弹簧的两端均固定在所述导向座上，所述扭转弹簧的远离所述蜗轮的一侧与所述滑动衬套紧密接触，所述扭转弹簧的靠近所述蜗轮的一侧与所述滑动衬套分离，所述扭转弹簧预压缩以使得所述扭转弹簧始终朝向所述蜗轮的方向拉所述滑动衬套；所述衬垫包括筒状部和外缘部，所述筒状部压紧在所述蜗杆的尾端的外周面与所述第二轴承的内圈之间，所述外缘部压紧在所述第二轴承的一侧端面与所述第二限位台阶之间，所述导向座支承所述第二轴承的另一侧端面。

进一步地，所述软连接组件包括套接在电机输出轴上的电机接头、套接在所述蜗杆的动力输入端的蜗杆接头及连接在所述电机接头与所述蜗杆接头之间的皮带，所述皮带能够将所述电机接头的动力传递到所述蜗杆接头。

进一步地，所述皮带的内侧面设置有内凹形齿，所述电机接头的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的第一外齿，所述蜗杆接头的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的第二外齿。

进一步地，所述皮带由复合尼龙材料制成。

进一步地，所述蜗杆安装结构包括第一轴承、第二轴承、定位堵头及堵头螺母，所述蜗杆上形成有第一限位台阶及第二限位台阶，所述第一轴承套接在所述蜗杆的动力输出端上，所述定位堵头压住所述第一轴承的一侧端面，所述第一限位台阶支承所述第一轴承的另一侧端面，所述定位螺母螺纹连接在所述定位堵头上，且所述定位螺母的一侧压在所述壳体内形成的一定位面上，所述第二轴承套接在所述蜗杆的尾端，所述第二限位台阶支承所述第二轴承的一侧端面。

进一步地，所述定位堵头的中部开设有通孔，所述皮带置于所述通孔中。

根据本实用新型的蜗轮蜗杆机构，蜗杆的动力输入端通过一软连接组件柔性连接至转向助力装置的电机输出轴，由于该软连接组件有一定的柔韧性，当电机输出轴与蜗杆由于制造及装配引起一定量的同轴度偏差而影响两者之间的连接时，此软连接组件可以有效地调整电机输出轴与蜗杆两者由于各自不同轴及相连不同轴引起的偏斜，使两者之间传递平稳扭矩，避免电机异常甚至电机损坏，保证电机寿命。同时，还能够解决转向异响的问题。

另外，本实用新型还提供了一种转向助力装置，其包括电机及上述的蜗轮蜗杆机构。

另外，本实用新型还提供了一种汽车，其包括上述的转向助力装置。

附图说明

图1是现有的一种的蜗轮蜗杆机构的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的蜗轮蜗杆机构的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图；

图5是本实用新型一实施例提供的蜗轮蜗杆机构其软连接组件的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的蜗轮蜗杆机构其软连接组件的分解图；

图7是本实用新型一实施例提供的蜗轮蜗杆机构其调心结构部分部件的装配图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、电机；111、电机输出轴；2、电机接头；21、第一外齿；3、皮带；4、蜗杆接头；41、第二外齿；5、定位堵头；51、通孔；6、第一轴承；7、蜗杆；71、第一限位台阶；72、第二限位台阶；8、蜗轮；9、壳体；91、定位面；10、第二轴承；11、导向座；12、扭转弹簧；13、滑动衬套；14、衬垫；141、筒状部；142、外缘部；15、堵头螺母。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2至图7所示，本实用新型一实施例提供的提供一种蜗轮蜗杆机构，包括壳体9、蜗轮8、蜗杆7、蜗杆安装结构及软连接组件，所述蜗轮8固定在所述壳体9内，其中，所述蜗杆安装结构，用于将所述蜗杆7安装在所述壳体9中并使之与所述蜗轮8啮合；所述软连接组件，用于将所述蜗杆7的动力输入端柔性连接至转向助力装置的电机输出轴111，以允许电机输出轴111与蜗杆的同轴度调节。此处，电机输出轴111与蜗杆的同轴度调节，可以通过电机输出轴111与蜗杆7两者各自不同轴以及相连不同轴的调节实现。电机1的动力经由电机输出轴111及软连接组件传递至蜗杆7。

本实施例中，如图2及图3所示，所述软连接组件包括套接在电机输出轴111上的电机接头2、套接在所述蜗杆7的动力输入端的蜗杆接头4及连接在所述电机接头2与所述蜗杆接头4之间的皮带3，所述皮带3能够将电机输出轴111输出给所述电机接头2的动力传递到所述蜗杆接头4。

本实施例中，所述皮带3的内侧面设置有多个内凹形齿（图中未标示），所述电机接头2的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的多个第一外齿21，所述蜗杆接头4的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的第二外齿41。第一外齿21、第二外齿41数量相同，且与内凹形齿数量匹配。

本实施例中，皮带3由复合尼龙材料制成。复合尼龙材料的选择，既要保证皮带3足够的强度，又要提供皮带3一定的柔韧性，保证在规定的力矩下有相应的倾斜角度。内凹形齿的数量大于等于20个，以使得电机接头2与蜗杆接头4能够与皮带3之间有足够大的摩擦力。第一外齿21、第二外齿41从轴向两侧压住皮带3，以限制皮带3的轴向位置。

本实施例中，如图2所示，所述蜗杆安装结构包括第一轴承6、第二轴承10、定位堵头5及堵头螺母15，所述蜗杆7上形成有第一限位台阶71及第二限位台阶72，所述第一轴承6套接在所述蜗杆7的动力输出端上，所述定位堵头5压住所述第一轴承6的一侧端面，所述第一限位台阶71支承所述第一轴承6的另一侧端面，所述定位螺母15螺纹连接在所述定位堵头5上，且所述定位螺母的15一侧压在所述壳体9内形成的一定位面91上，所述第二轴承10套接在所述蜗杆7的尾端，所述第二限位台阶72支承所述第二轴承10的一侧端面。

本实施例中，如图3所示，所述定位堵头5的中部开设有通孔51，所述皮带3置于所述通孔51中。

本实施例中，如图3所示，所述蜗杆安装结构还包括用于调节所述蜗轮8与蜗杆7的啮合中心距的调心结构。

本实施例中，所述调心结构包括导向座11、滑动衬套13、扭转弹簧12、衬垫14及上述的第一轴承6。所述导向座11固定在所述壳体9上，所述滑动衬套13固定在所述蜗杆7的尾端，所述衬垫14设置在所述蜗杆7的尾端与所述第二轴承10的内圈之间，所述导向座11能够对所述滑动衬套13的滑动方向进行导向以使其只能沿所述蜗杆7的径向移动（即只能沿蜗轮蜗杆的啮合方向移动），所述扭转弹簧12的两端均固定在所述导向座11上。

如图6及图7所示，所述扭转弹簧12的远离所述蜗轮8的一侧与所述滑动衬套13紧密接触，所述扭转弹簧12的靠近所述蜗轮8的一侧与所述滑动衬套13分离，所述扭转弹簧13预压缩以使得所述扭转弹簧13始终朝向所述蜗轮8的方向拉所述滑动衬套13。

本实施例中，滑动衬套13由耐磨性较高的复合树脂材料制作。

上述结构的调心结构，需要将现有的该位置的深沟球轴承（即图1中的第一轴承6a）替换为调心轴承，调心轴承可实现蜗杆7的动力输出端在一定范围的摆动。

滑动衬套13在扭转弹簧12的作用下可沿导向座11在蜗轮蜗杆啮合方向朝向直线移动，此时，通过，导向座11可通过调整第一轴承6（调心轴承），实现蜗杆7相对蜗轮蜗杆啮合方向及相对方向移动。这样，一方面，由于扭转弹簧始终朝向蜗轮8的方向拉滑动衬套13，在蜗轮8长期运转磨损后，滑动衬套13带动蜗杆7朝向蜗轮8方向移动，对蜗轮8与蜗杆7的间隙进行有效的补偿，不会因为蜗轮磨损而引起转向及行车异响；另一方面，当初始装配过程中产品中心距偏大而造成力矩偏大时，可使蜗杆相对蜗轮反方向移动，有效地匹配了蜗轮蜗杆的啮合中心距，而且还可以降低产品的加工精度以至降低其加工成本。

本实施例中，如图4所示，所述衬垫14包括筒状部141和外缘部142，所述筒状部141压紧在所述蜗杆7的尾端的外周面与所述第二轴承10的内圈之间，所述外缘部142压紧在所述第二轴承10的一侧端面与所述第二限位台阶72之间，所述导向座11支承所述第二轴承10的另一侧端面。

根据本实用新型上述实施例的蜗轮蜗杆机构，蜗杆的动力输入端通过一软连接组件柔性连接至转向助力装置的电机输出轴，由于该软连接组件有一定的柔韧性，当电机输出轴与蜗杆由于制造及装配引起一定量的同轴度偏差而影响两者之间的连接时，此软连接组件可以有效地调整电机输出轴与蜗杆两者由于各自不同轴及相连不同轴引起的偏斜，使两者之间传递平稳扭矩，避免电机异常甚至电机损坏，保证电机寿命。同时，还能够解决转向异响的问题。

当然，在其它实施例中，软连接组件可以有其它形式，只要能够允许电机输出轴与蜗杆的同轴度调节，并能在电机输出轴与蜗杆之间传输动力即可。例如，皮带可以由复合尼龙材料制成的圆形块，圆形块的两侧分别开孔，并在孔中形成内凹形齿，电机接头、蜗杆接头分别嵌入一侧的开孔中。相比于皮带，由复合尼龙材料制成的圆形块强度更大。

当然，在其它实施例中，安装结构也可以是图1中的现有结构，或者是CN203868247U中公开的安装结构。

当然，调心结构，也可以是CN203868247U中公开的调节结构。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种转向助力装置，其包括电机1及上述的蜗轮蜗杆机构。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种汽车，其包括上述的转向助力装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蜗轮蜗杆机构，其特征在于，包括壳体、蜗轮、蜗杆、蜗杆安装结构、软连接组件及调心结构，所述蜗轮固定在所述壳体内，其中，

所述蜗杆安装结构，用于将所述蜗杆安装在所述壳体中并使之与所述蜗轮啮合；

所述软连接组件，用于将所述蜗杆的动力输入端柔性连接至转向助力装置的电机输出轴，以允许电机输出轴与蜗杆的同轴度调节；

所述调心结构，用于调节所述蜗轮与蜗杆的啮合中心距的调心结构，所述调心结构包括导向座、滑动衬套、扭转弹簧、衬垫及上述的第一轴承，所述第一轴承为调心轴承，所述导向座固定在所述壳体上，所述滑动衬套固定在所述蜗杆的尾端，所述衬垫设置在所述蜗杆的尾端与所述第二轴承的内圈之间，所述导向座能够对所述滑动衬套的滑动方向进行导向以使其只能沿所述蜗杆的径向移动，所述扭转弹簧的两端均固定在所述导向座上，所述扭转弹簧的远离所述蜗轮的一侧与所述滑动衬套紧密接触，所述扭转弹簧的靠近所述蜗轮的一侧与所述滑动衬套分离，所述扭转弹簧预压缩以使得所述扭转弹簧始终朝向所述蜗轮的方向拉所述滑动衬套；所述衬垫包括筒状部和外缘部，所述筒状部压紧在所述蜗杆的尾端的外周面与所述第二轴承的内圈之间，所述外缘部压紧在所述第二轴承的一侧端面与所述第二限位台阶之间，所述导向座支承所述第二轴承的另一侧端面。

2.根据权利要求1所述的蜗轮蜗杆机构，其特征在于，所述软连接组件包括套接在电机输出轴上的电机接头、套接在所述蜗杆的动力输入端的蜗杆接头及连接在所述电机接头与所述蜗杆接头之间的皮带，所述皮带能够将所述电机接头的动力传递到所述蜗杆接头。

3.根据权利要求2所述的蜗轮蜗杆机构，其特征在于，所述皮带的内侧面设置有内凹形齿，所述电机接头的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的第一外齿，所述蜗杆接头的外侧面设置有嵌入所述内凹形齿中的第二外齿。

4.根据权利要求3所述的蜗轮蜗杆机构，其特征在于，所述皮带由复合尼龙材料制成。

5.根据权利要求3所述的蜗轮蜗杆机构，其特征在于，所述蜗杆安装结构包括第一轴承、第二轴承、定位堵头及堵头螺母，所述蜗杆上形成有第一限位台阶及第二限位台阶，所述第一轴承套接在所述蜗杆的动力输出端上，所述定位堵头压住所述第一轴承的一侧端面，所述第一限位台阶支承所述第一轴承的另一侧端面，所述定位螺母螺纹连接在所述定位堵头上，且所述定位螺母的一侧压在所述壳体内形成的一定位面上，所述第二轴承套接在所述蜗杆的尾端，所述第二限位台阶支承所述第二轴承的一侧端面。

6.根据权利要求5所述的蜗轮蜗杆机构，其特征在于，所述定位堵头的中部开设有通孔，所述皮带置于所述通孔中。

7.一种转向助力装置，其特征在于，包括电机及权利要求1-6任意一项所述的蜗轮蜗杆机构。

8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求7所述的转向助力装置。