CN209037657U - 一种循环球式转向器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种循环球式转向器，包括壳体、输入轴、内循环反向器以及输出轴，输入轴、内循环反向器和输出轴均设于所述壳体内，内循环反向器包括螺杆、螺母、钢球、端盖以及反向回珠器，螺杆设有输入端，螺杆的输入端穿过端盖与输入轴连接，通过输入轴的转动带动螺杆转动，螺母套设于螺杆外，螺杆外侧设有供钢球滚动的外滚道，反向回珠器设于螺母内侧，反向回珠器设有内滚道，内滚道与外滚道相配合形成供钢球滚动的内循环轨道，螺杆转动驱动钢球滚动，进而带动螺母沿螺杆的长度方向移动，螺母与输出轴配合，使螺母移动时带动输出轴转动。本实用新型提供的循环球式转向器，滚道强度高，运行平稳，能传递更大的扭矩，适用于更广泛的车型和路况。

Description

一种循环球式转向器

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种循环球式转向器。

背景技术

循环球式转向器主要由螺杆、螺母、转向器壳体以及许多小钢球等部件组成，所谓的循环球指的就是这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，起到将螺母螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力较小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一起的螺杆转动起来后，螺杆推动螺母上下运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现转向。在这个过程当中，那些小钢球就在密闭的管路中循环往复的滚动，所以这种转向器就被称为循环球式转向器。传统的循环球转向器，循环球部份通常采用插管式设计，将钢球反向器外置。由于循环球部份承受载荷大，插管式反向器很容易被损坏，无法满足实际的工作环境需要，而且一旦发生损坏整个转向器需要整体更换。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出了一种循环球式转向器，滚道强度更高，运行更平稳，能传递更大的扭矩，适用于更广泛的车型和路况。

本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型提供一种循环球式转向器，包括壳体、输入轴、内循环反向器以及输出轴，所述输入轴、所述内循环反向器和所述输出轴均设于所述壳体内，所述内循环反向器的一端连接所述输入轴，所述内循环反向器的一侧连接所述输出轴，所述内循环反向器包括螺杆、螺母、钢球、端盖以及反向回珠器，所述螺杆设有输入端，所述螺杆的输入端穿过所述端盖与所述输入轴连接，通过输入轴的转动带动螺杆转动，所述螺母套设于所述螺杆外，所述螺杆外侧设有供所述钢球滚动的外滚道，所述反向回珠器设于所述螺母内侧，所述反向回珠器设有与所述外滚道配合的内滚道，所述内滚道与所述外滚道相配合形成供钢球滚动的内循环轨道，所述螺杆转动驱动钢球滚动，进而带动螺母沿着螺杆的长度方向移动，所述螺母与所述输出轴配合，使得螺母移动时带动输出轴转动。

于本实用新型一实施例中，所述螺母外壁设有齿条，所述输出轴设有齿轮，所述齿条与所述齿轮啮合。

于本实用新型一实施例中，还包括扭杆，所述扭杆设于所述输入轴内，且与所述螺杆连接，所述扭杆能发生弹性形变。

于本实用新型一实施例中，所述内循环反向器还包括两个推力球轴承，两个推力球轴承分别安装于所述壳体与所述端盖上，用于支撑所述螺杆。

于本实用新型一实施例中，还包括助力系统，所述助力系统包括电机、控制器、角度传感器、蜗杆以及蜗轮，所述蜗轮设于所述螺杆的输入端部位，所述角度传感器设于所述输入轴与所述螺杆的输入端之间，所述控制器连接所述角度传感器和所述电机，用于接收所述角度传感器检测到的角度信号并根据该角度信号控制所述电机，所述电机的输出轴与所述蜗杆连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

于本实用新型一实施例中，所述传感器为接触式传感器或非接触式传感器。

于本实用新型一实施例中，所述控制器连接所述角度传感器和所述电机的电路中设有继电器。

于本实用新型一实施例中，还包括减速器，所述减速器设有输入端和输出端，所述减速器的输入端与所述电机的输出端连接，所述减速器的输出端与所述控制器连接。

于本实用新型一实施例中，所述壳体上设有导油口，用于向内循环轨道导入润滑油。

于本实用新型一实施例中，还包括弹性限位器，所示弹性限位器设于所述壳体或所述端盖上，用于所述内循环反向器在极限位置时的缓冲。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种循环球式转向器，包括壳体、输入轴、内循环反向器以及输出轴，内循环反向器包括螺杆、螺母、钢球、端盖以及反向回珠器，运行时，输入轴将输入的转向力传递至螺杆，螺杆运动，带动钢球在螺杆的外滚道与反向回珠器的内滚道所形成的内循环滚道内往复滚动，进而推动螺母运动，螺母驱动输出轴往复运动从而实现转向，内循环反向器结构紧凑，定位可靠，滚道强度更高，运行更平稳，能传递更大的扭矩，适用于更广泛的车型和路况。

附图说明

图1是本实用新型的循环球式转向器的结构示意图；

图2是本实用新型的循环球式转向器的侧视图；

图3是本实用新型的内循环反向器的结构示意图；

图4是本实用新型的反向回珠器的内滚道的示意图。

图中各附图标记为：1、壳体，2、输入轴，3、输出轴，4、螺杆，5、螺母，6、钢球，7、端盖，8、反向回珠器，9、扭杆，10、推力球轴承，11、电机，12、控制器，13、角度传感器，14、蜗轮，31、齿轮，41、外滚道，51、齿条，81、内滚道。

具体实施方式

下面结合各附图，通过具体实施例，对本实用新型进行详细、完整的描述。

请参考图1-3所示，本实用新型提供一种循环球式转向器，包括壳体1、输入轴2、内循环反向器以及输出轴3，输入轴2、内循环反向器和输出轴3均设于壳体1内，内循环反向器的一端连接输入轴2，内循环反向器的一侧连接输出轴3，内循环反向器包括螺杆4、螺母5、钢球6、端盖7以及反向回珠器8，螺杆4设有输入端，螺杆4的输入端穿过端盖7与输入轴2连接，通过输入轴2的转动带动螺杆4转动，螺母5套设于螺杆4外，螺杆4外侧设有供钢球6滚动的外滚道，反向回珠器8设于螺母5内侧，反向回珠器8与螺母5通过螺栓连接，反向回珠器8设有与外滚道配合的内滚道，内滚道与滚道相配合形成供钢球6滚动的内循环轨道，螺杆4转动驱动钢球6滚动，进而带动螺母5沿着螺杆4的长度方向移动，螺母5的外侧与输出轴3配合，使得螺母5移动时带动输出轴3转动。运行时，输入轴2将输入的转向力传递至螺杆4，螺杆4运动，带动钢球6在螺杆4的外滚道与反向回珠器8的内滚道所形成的密闭滚道内循环往复滚动，进而推动螺母5运动，螺母5驱动输出轴3往复运动从而实现转向，内循环反向器结构紧凑，定位可靠，滚道强度更高且不易磨损，运行更平稳，能传递更大的扭矩，钢球6返回的滚道距离短，摩擦损失小，效率高，且钢球6不易滑脱，适用于更广泛的车型和路况。

螺母5外壁设有齿条51，输出轴3设有齿轮31，齿条51与齿轮31啮合，螺母5将转向力通过齿条51带动齿轮31转动的方式，传递至输出轴3，从而输出轴3输出转向力实现转向。

所述循环球式转向器还包括扭杆9，扭杆9设于输入轴2内，且与螺杆4连接，扭杆9能发生弹性形变。输入轴2、扭杆9以及螺杆4压装在一起，扭杆9有弹性，当转动输入轴2时，扭杆9发生弹性变形，输入轴2与螺杆4之间会产生相对转动。

内循环反向器还包括两个推力球轴承10，两个推力球轴承10分别安装于壳体1与端盖7上，用于支撑螺杆4。推力球轴承10能在螺杆4高速运转时承受推力载荷，以确保可以承受螺杆4较大的轴向力。

所述循环球式转向器还包括助力系统，助力系统包括电机11、控制器12、角度传感器13、蜗杆以及蜗轮14，蜗轮14设于螺杆4的输入端，角度传感器13设于输入轴2与螺杆4的输入端之间，控制器12连接角度传感器13和电机11，用于接收角度传感器13检测到的角度信号并根据该角度信号控制电机11，蜗杆通过一套联轴器与电机11的输出轴连接，蜗杆与蜗轮14啮合。转向系统为了减少重量和节省能量损耗，通常安装电动助力系统，在转向时为司机提供助力，减少驾驶疲劳。当输入轴2与螺杆4之间有相对转动时，角度传感器13检测到角度信号，传递至控制器12，通过控制器12计算出扭矩的大小，并将并根据该角度信号控制电机11，电机11的输出轴带动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮14转动，进而蜗轮14将转向力传递至螺杆4，然后带动钢球6在螺杆4的外滚道与反向回珠器8的内滚道所形成的密闭滚道内循环往复滚动，进而推动螺母5运动，螺母5驱动输出轴3往复运动，完成助力功能。

角度传感器13为接触式传感器或非接触式传感器。角度传感器13包括内圈和外圈，内圈焊接在螺杆4上，外圈焊接在输入轴2上，角度传感器13可以检测到螺杆4和输入轴2相对转动时产生的信号，并传递至控制器12。

控制器12连接角度传感器13和电机11的电路中设有继电器，当助力系统出现异常时，迅速切断开关，以保证助力系统安全。电子开关具有过流、过热、短路等保护功能，提高系统的安全可靠性。

所述循环球式转向器还包括减速器，减速器设有输入端和输出端，减速器的输入端与电机11的输出端连接，减速器的输出端与控制器12连接，电机11将助力信号传递至减速器中，通过减速器可以对行驶速度做调整，可增加驾驶舒适性和减少安全隐患。

壳体1上设有导油口，用于向内循环轨道导入润滑油，润滑油钢球6以及内循环轨道，防止钢球6生锈或磨损，同时使传动更顺畅。

所述循环球式转向器还包括弹性限位器，弹性限位器分别安装于壳体1或端盖7上，用于所述内循环反向器在极限位置时的缓冲。优选地，内循环反向器的两端分别设有弹性限位器，两个弹性限位器分别安装于端盖7与壳体1上，用于内循环反向器在极限位置时的缓冲。转向器在极限位置易发出噪音，通过弹性限位器可以改善噪音问题，并且对极限位置也有一定的保护作用，增加了转向器的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种循环球式转向器，其特征在于，包括壳体、输入轴、内循环反向器以及输出轴，所述输入轴、所述内循环反向器和所述输出轴均设于所述壳体内，所述内循环反向器的一端连接所述输入轴，所述内循环反向器的一侧连接所述输出轴，所述内循环反向器包括螺杆、螺母、钢球、端盖以及反向回珠器，所述螺杆设有输入端，所述螺杆的输入端穿过所述端盖与所述输入轴连接，通过输入轴的转动带动螺杆转动，所述螺母套设于所述螺杆外，所述螺杆外侧设有供所述钢球滚动的外滚道，所述反向回珠器设于所述螺母内侧，所述反向回珠器设有与所述外滚道配合的内滚道，所述内滚道与所述外滚道相配合形成供钢球滚动的内循环轨道，所述螺杆转动驱动钢球滚动，进而带动螺母沿着螺杆的长度方向移动，所述螺母与所述输出轴配合，使得螺母移动时带动输出轴转动。

2.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，所述螺母外壁设有齿条，所述输出轴设有齿轮，所述齿条与所述齿轮啮合。

3.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，还包括扭杆，所述扭杆设于所述输入轴内，且与所述螺杆连接，所述扭杆能发生弹性形变。

4.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，所述内循环反向器还包括两个推力球轴承，两个推力球轴承分别安装于所述壳体与所述端盖上，用于支撑所述螺杆。

5.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，还包括助力系统，所述助力系统包括电机、控制器、角度传感器、蜗杆以及蜗轮，所述蜗轮设于所述螺杆的输入端，所述角度传感器设于所述输入轴与所述螺杆的输入端之间，所述控制器连接所述角度传感器和所述电机，用于接收所述角度传感器检测到的角度信号并根据该角度信号控制所述电机，所述电机的输出轴与所述蜗杆连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合。

6.如权利要求5所述的循环球式转向器，其特征在于，所述传感器为接触式传感器或非接触式传感器。

7.如权利要求5所述的循环球式转向器，其特征在于，所述控制器连接所述角度传感器和所述电机的电路中设有继电器。

8.如权利要求5所述的循环球式转向器，其特征在于，还包括减速器，所述减速器设有输入端和输出端，所述减速器的输入端与所述电机的输出端连接，所述减速器的输出端与所述控制器连接。

9.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，所述壳体上设有导油口，用于向内循环轨道导入润滑油。

10.如权利要求1所述的循环球式转向器，其特征在于，还包括弹性限位器，所述弹性限位器设于所述壳体或所述端盖上，用于所述内循环反向器在极限位置时的缓冲。