CN210027575U - 一种带间隙调整机构的电动转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带间隙调整机构的电动转向装置，包括：壳体；设置在壳体内相互配合的蜗轮和蜗杆，蜗杆的一端与电机连接，蜗杆的另一端套设有间隙调整机构；间隙调整机构包括：套在蜗杆上的蜗杆中部支撑座；安装在蜗杆中部支撑座上的间隙调节轴承；套在间隙调节轴承上的间隙调节座；套在蜗杆端部的蜗杆端部支撑座；以及预紧力弹簧。本实用新型用以降低因蜗轮蜗杆减速机构磨损造成蜗轮蜗杆齿向间隙增大产生的打齿噪音，同时通过改善蜗轮蜗杆啮合间隙以降低转向系统摩擦，增加驾驶者在驾驶车辆通过不平路面或者原地换向时的操控舒适度。

Description

一种带间隙调整机构的电动转向装置

技术领域

本实用新型涉及乘用车电动转向系统领域，具体涉及一种带间隙调整机构的电动转向装置。

背景技术

随着汽车行业技术的发展，消费者对汽车舒适性的要求逐步提高，电动助力转向系统已经逐步取代液压助力转向系统，成为转向系统的主流配置。转向系统作为与驾驶员接触最密切的部件，其噪音大小直接影响驾驶员及车内人员舒适感。随着电动助力转向系统的普及，消费者对原来液压噪音的关注逐渐转化到对电动助力转向系统的机械异响。电动转向管柱的主要机械异响来源与涡轮蜗杆减速机构，蜗轮蜗杆减速机构齿向间隙是电动助力转向管柱设计的一个关键特性：齿向间隙大，转向机构在原地换向及通过不平路面时噪音明显；齿向间隙小，系统摩擦阻力变大，减速机构耐久性能衰退严重，衰退后齿向间隙变大，产生明显噪音。

传统的电动转向管柱减速机构蜗杆轴通过两端轴承与减速机构壳体刚性连接，为保证蜗轮蜗杆的中心距以及啮合间隙，需在蜗轮蜗杆组装时根据各自的尺寸大小进行选配组装，降低了组装效率，且存在即使是选配后蜗轮蜗杆也存在极限情况下空载转动力矩超出设计范围。伴随着蜗轮蜗杆机构的磨损，两者啮合间隙逐渐变大，车辆通过不平路面行驶时，地面冲击导致蜗杆轴在轴向方向产生移动或者蜗杆轴偏离所述轴向方向一定角度时形成弹性变形时产生的振动与噪音，导致驾乘人员舒适感变差。原地转向换向操作时，因蜗轮蜗杆啮合间隙增大，打齿声音明显，亦会导致驾驶员操控舒适度变差。

蜗轮蜗杆减速机构啮合间隙是电动助力转向管柱设计的一个关键特性：齿向间隙大，转向机构在原地换向及通过不平路面时噪音明显；齿向间隙小，系统摩擦阻力变大，减速机构耐久性能衰退严重。

授权公告号为CN 201448424U(申请号为200920047770.6)的中国实用新型专利公开了一种电动转向管柱蜗杆轴向间隙调整装置，包括蜗杆和轴承，在所述蜗杆的一端外侧设有一块调整垫片，所述调整垫片通过紧固件与所述蜗杆连接紧固。在所述调整垫片的一端外侧设有一根调节螺栓，通过调整螺栓紧固调整垫片。该技术方案通过调整垫片来取代原有的缓冲垫，能有效控制蜗杆轴向间隙，但是该技术方案需要经常通过调整螺栓调整垫片位置达到效果，使用不够方便。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带间隙调整机构的电动转向装置，用以降低因蜗轮蜗杆减速机构磨损造成蜗轮蜗杆齿向间隙增大产生的打齿噪音，并通过改善蜗轮蜗杆啮合间隙以降低转向系统摩擦。

一种带间隙调整机构的电动转向装置，包括：

壳体；

设置在所述壳体内相互配合的蜗轮和蜗杆，所述的蜗杆的一端与电机连接，所述的蜗杆的另一端套设有间隙调整机构；

所述的间隙调整机构包括：

套在所述蜗杆上的蜗杆中部支撑座(间隙调整机构第一支撑座)；

安装在所述蜗杆中部支撑座上的间隙调节轴承；

套在所述间隙调节轴承上的间隙调节座；

套在所述蜗杆端部的蜗杆端部支撑座(间隙调整机构第二支撑座)；

以及设置在所述间隙调节座和蜗杆端部支撑座之间的预紧力弹簧(即径向弹簧)。

本实用新型中，间隙补偿机构内包含有预紧力弹簧(即径向弹簧)，该预紧力弹簧(即径向弹簧)提供蜗杆与蜗轮啮合轴向方向预紧力，当蜗轮蜗杆磨损后仍能保证两者无间隙啮合。该装置可以吸收当蜗杆轴在轴向方向产生移动或者蜗杆轴偏离所述轴向方向一定角度时形成弹性变形时所产生的振动与噪音，该噪音出现在车辆在不平路面行驶时路面冲击对转向系统造成的涡轮与蜗杆之间的冲击。

以下作为本实用新型的优选技术方案：

所述的电机连接有连接轴，所述的蜗杆套在所述连接轴上，所述连接轴与所述蜗杆之间设有调整弹簧(即压缩弹簧)，当端部轴承、中部支撑轴承以及间隙调整轴承磨损游隙增大后，调整弹簧可有效消除轴承轴向游隙，降低噪音，提高产品寿命。

所述的连接轴和蜗杆通过端部轴承、中部支撑轴承和所述间隙调整机构安装固定在所述壳体内。

所述的端部轴承的外周过盈压入轴承支撑座，所述的轴承支撑座过盈压入所述壳体内，所述的中部支撑轴承过盈压入所述壳体内。

所述的蜗杆与蜗杆端部支撑座采用间隙配合，所述的蜗杆中部支撑座与蜗杆也采用间隙配合。

所述的蜗杆中部支撑座与所述蜗杆的间隙要大于所述蜗杆端部支撑座与蜗杆的间隙。所述的间隙调节座过盈压入所述壳体，当蜗杆安装好后，预紧力弹簧(即径向弹簧)产生变形，保证蜗杆径向与蜗轮啮合无间隙，同时该预紧力弹簧(即径向弹簧)可在一定范围内调整，以调整因涡轮和蜗杆加工偏差、壳体安装尺寸加工偏差以及装配偏差等累积造成的蜗轮蜗杆空载转动力矩一致性较差问题，保证系统摩擦始终在设计范围内且一致性较好。当电动转向管柱总成使用较长时间，蜗杆和涡轮产生一定磨损后，预紧力弹簧(即径向弹簧)会发生形变，带动蜗杆端部支撑座向靠近涡轮方向收紧，保证蜗杆和涡轮零间隙配合，避免因电动转向管柱长时间使用后磨损产生各种异响风险。

用以固定蜗轮蜗杆的减速机构壳体、蜗杆轴承、间隙调节座、径向弹簧、蜗杆端部支撑座、蜗杆中部支撑座、中部轴承、缓冲圈、调整弹簧以及轴承挡圈等。蜗杆轴承分别连接于蜗杆轴的两端部，用以支撑所述蜗杆轴的转动。其中蜗杆端部支撑座与蜗杆采用间隙配合，蜗杆中部支撑座与蜗杆同样采用间隙配合，但比蜗杆与端部支撑座间隙量大。间隙调节座过盈压入减速机构壳体，当蜗杆安装好后，径向弹簧产生变形，保证蜗杆径向与蜗轮啮合无间隙，同时该径向弹簧可在一定范围内调整，以调整因涡轮蜗杆加工偏差、壳体安装尺寸加工偏差以及装配偏差等累积造成的蜗轮蜗杆空载转动力矩一致性较差问题，保证系统摩擦始终在设计范围内且一致性较好。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型带间隙调整机构的电动转向装置，用以降低因蜗轮蜗杆减速机构磨损造成蜗轮蜗杆齿向间隙增大产生的打齿噪音，该噪音来源于车辆原地转向或者行驶时通过不平路面时车轮跳动传递到转向系统造成内部冲击异响，同时通过改善蜗轮蜗杆啮合间隙以降低转向系统摩擦，增加驾驶者在驾驶车辆通过不平路面或者原地换向时的操控舒适度。

同时本发明解决了因蜗杆、蜗轮、减速机构壳体加工偏差以及装配偏差累积造成的转向系统摩擦即减速机构空载转动力矩一致性差导致的车辆操控驾驶感不一致问题；解决了生产线上蜗轮、蜗杆与壳体尺寸选配造成的组装节拍长、设备投入大问题。

本实用新型带间隙调整机构的电动转向装置，当蜗杆安装好后，径向弹簧产生变形，保证蜗杆径向与蜗轮啮合无间隙，同时该径向弹簧可在一定范围内调整，以调整因涡轮蜗杆加工偏差、壳体安装尺寸加工偏差以及装配偏差等累积造成的蜗轮蜗杆空载转动力矩一致性较差问题，保证系统摩擦始终在设计范围内且一致性较好。

附图说明

图1为本实用新型带间隙调整机构的电动转向装置的结构示意图；

图2为本实用新型中间隙调整机构的结构示意图；

图3为本实用新型中间隙调整机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型带间隙调整机构的电动转向装置作进一步详细描述。

如图1、图2、图3所示，本实施例的带间隙调整机构的电动转向装置，包括：电机1、端部轴承2、挡圈3、缓冲圈4、蜗杆5、间隙调整机构6、调整弹簧7、涡轮8、壳体9、中部支撑轴承10、轴承支撑座11、压紧轴套12、蜗杆端部支撑座61、径向弹簧62、间隙调节座63、间隙调整轴承64、蜗杆中部支撑座65等组成。

蜗杆5与电机1连接，由电机1驱动，蜗杆5通过端部轴承2、中部支撑轴承10和间隙调整机构6安装固定。端部轴承2外圈与轴承支撑座11过盈压入，轴承支撑座11与壳体9过盈压入，中部支撑轴承10与壳体9过盈压入。中部支撑轴承10、挡圈3、缓冲圈4通过压紧轴套12过盈压入蜗杆5-端部，间隙调整机构6过盈压入壳体9。蜗杆5轴向定位靠中部支撑轴承10与壳体9台阶限位，并用卡簧将中部支撑轴承10卡死。

蜗杆5与蜗杆端部支撑座61采用间隙配合，蜗杆中部支撑座65与蜗杆5同样采用间隙配合，但比蜗杆5与蜗杆端部支撑座61间隙量大。间隙调节座63过盈压入9-壳体，当蜗杆5安装好后，径向弹簧62产生变形，保证蜗杆5径向与蜗轮8啮合无间隙，同时该径向弹簧62可在一定范围内调整，以调整因涡轮8和蜗杆5加工偏差、壳体9安装尺寸加工偏差以及装配偏差等累积造成的蜗轮8蜗杆5空载转动力矩一致性较差问题，保证系统摩擦始终在设计范围内且一致性较好。当电动转向管柱总成使用较长时间，蜗杆5和涡轮8产生一定磨损后，径向弹簧62会发生形变，带动蜗杆端部支撑座61向靠近涡轮8方向收紧，保证蜗杆5和涡轮8零间隙配合，避免因电动转向管柱长时间使用后磨损产生各种异响风险。

同时当涡轮副收到冲击时，缓冲圈4可有效缓冲振动感，降低噪音；当端部轴承2、中部支撑轴承10以及间隙调整轴承64磨损游隙增大后，调整弹簧7可有效消除轴承轴向游隙，降低噪音，提高产品寿命。

以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带间隙调整机构的电动转向装置，包括：

壳体；

设置在所述壳体内相互配合的蜗轮和蜗杆，所述的蜗杆的一端与电机连接，所述的蜗杆的另一端套设有间隙调整机构；

其特征在于，所述的间隙调整机构包括：

套在所述蜗杆上的蜗杆中部支撑座；

安装在所述蜗杆中部支撑座上的间隙调节轴承；

套在所述间隙调节轴承上的间隙调节座；

套在所述蜗杆端部的蜗杆端部支撑座；

以及设置在所述间隙调节座和蜗杆端部支撑座之间的预紧力弹簧。

2.根据权利要求1所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的电机与所述蜗杆之间通过连接轴连接，所述的蜗杆套在所述连接轴上，所述连接轴与所述蜗杆之间设有调整弹簧。

3.根据权利要求2所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的连接轴和蜗杆通过端部轴承、中部支撑轴承和所述间隙调整机构安装固定在所述壳体内。

4.根据权利要求3所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的端部轴承的外周过盈压入轴承支撑座，所述的轴承支撑座过盈压入所述壳体内。

5.根据权利要求3所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的中部支撑轴承过盈压入所述壳体内。

6.根据权利要求1所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的蜗杆与蜗杆端部支撑座采用间隙配合，所述的蜗杆中部支撑座与蜗杆也采用间隙配合。

7.根据权利要求6所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的蜗杆中部支撑座与所述蜗杆的间隙要大于所述蜗杆端部支撑座与所述蜗杆的间隙。

8.根据权利要求1所述的带间隙调整机构的电动转向装置，其特征在于，所述的间隙调节座过盈压入所述壳体。

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