CN210734281U - 一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，包括：电机座；转向电机，其固定设置在所述电机座上，所述转向电机具有动力输出轴；第一锥齿轮，其同轴固定在所述动力输出轴的端部；第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮啮合传动；蜗杆，其同轴固定连接在所述第二锥齿轮一端；蜗轮，其与所述蜗杆啮合传动；电动轮，其同轴设置有电机轴；转向节，其固定安装在电动轮的电机轴上；其中，所述蜗轮的蜗轮轴的一端穿过所述电机座，并且与所述转向节固定连接；下横臂，其一端与车身连接，另一端与所述电机座铰接。

Description

一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构

技术领域

本实用新型属于汽车转向系统与悬架系统技术领域，特别涉及一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构。

背景技术

汽车转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统是汽车安全必须重视的系统。

现阶段汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。

机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。但是由于人们对无人驾驶技术的不断探索，助力式转向结构不能满足未来智能车技术发展的需要。

因此，线控转向系统应运而生。汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电传实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来巨大的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，采用蜗轮蜗杆和锥齿轮两级传动，两级减速提高了减速比，转向力矩大幅提高；同时锥齿轮传动改变了力的传递方向，使电机竖向放置，占用水平空间减小，从而能够避免在极限转向时发生机械干涉。

本实用新型提供的技术方案为：

一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，包括：

电机座；

转向电机，其固定设置在所述电机座上，所述转向电机具有动力输出轴；

第一锥齿轮，其同轴固定在所述动力输出轴的端部；

第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮啮合传动；

蜗杆，其同轴固定连接在所述第二锥齿轮一侧；

蜗轮，其与所述蜗杆啮合传动；

电动轮，其同轴设置有电机轴；

转向节，其固定安装在所述电机轴上；

其中，所述蜗轮的蜗轮轴的一端穿过所述电机座，并且与所述转向节固定连接；

下横臂，其一端与车身连接，另一端与所述电机座铰接。

优选的是，所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，还包括：

弹簧减震器，其一端与所述转向节固定连接，另一端与车身固定连接。

优选的是，所述转向节上开设有第一连接孔，所述电机轴与所述第一连接孔键连接。

优选的是，所述转向节上开设有第二连接孔，所述蜗轮轴的一端与所述第二连接孔键连接。

优选的是，所述电机座的两侧同轴嵌入式设置有两个轴承，所述蜗轮轴匹配支撑在所述两个轴承中。

优选的是，所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，还包括：

减速箱壳体，其固定安装在所述电机座上；

其中，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮、所述蜗轮和蜗杆均设置在所述减速箱壳体中，所述减速箱壳体中的两个端盖上分别对称设置有轴承，用于使所述蜗杆及所述第二锥齿轮的齿轮轴可旋转的支撑在所述减速箱壳体上。

优选的是，所述电机座的一端与所述下横臂通过销轴铰接，并且在所述下横臂中设置有轴承，用于支撑所述销轴。

本实用新型的有益效果是：

(1)采用蜗轮蜗杆以及锥齿轮两级减速机构，通过蜗轮蜗杆传动，可以实现系统的反向自锁，即蜗杆可以驱动蜗轮转动，蜗轮不能反过来驱动蜗杆，在车辆断电时，车轮可以锁止不转动；利用锥齿轮传动的特点，可以将转向电机竖直放置，避免空间干涉，同时增加减速比。

(2)系统集成度高，驱动、转向、制动系统集成在一个模块里，结构简单；对于零部件厂商，可以提高其产品附加值。

(3)线控转向系统取消了各部件间的机械连接，采用电信号将各个部件联系起来，使汽车更加智能化。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构的示意图。

图2为本实用新型所述的减速箱内部的减速机构示意图。

图3为本实用新型所述的转向节的结构示意图。

图4为本实用新型所述的电机座的结构示意图。

图5为本实用新型所述的下横臂的结构示意图。

图6为本实用新型所述的电机座与下横臂的连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，主要包括：电动轮100、转向节110、电机座120、转向电机130、第一锥齿轮140、第二锥齿轮150、蜗杆160、蜗轮170及下横臂180。

电动轮100由车轮和轮毂电机组成，轮毂电机的电机轴为定子，电机壳体为转子，轮毂电机壳体带动车轮转动，所述电机轴与所述车轮同轴设置；转向节110中心具有连接孔111，连接孔111内套设所述电机轴；所述电机轴通过平键与连接孔111配合，形成固定连接，并且在电机轴的末端具有螺纹，通过螺母紧固限位，防止电机轴与转向节110之间发生轴向移动；电机座120 设置在转向节110上，并且电机座120与转向节110能够相对转动。电机座120上设置有减速箱，所述减速箱内部设置有锥齿轮和蜗轮蜗杆两级减速机构；转向电机130竖向设置在减速箱壳体190上，转向电机130的输出轴的下端固定装配有第一锥齿轮140；第二锥齿轮150与第一锥齿轮140啮合传动；蜗杆160同轴固定连接在第二锥齿轮150一端；蜗轮170与蜗杆160啮合传动；蜗轮170的蜗轮轴171下端穿过电机座120，并且与转向节110固定连接；下横臂180的一端与车身连接，另一端与电机座120铰接。其中，转向电机130具有断电抱闸装置。

转向节110的上端具有两个减震器连接孔112a、112b，两个连接孔112a 和112b沿弹簧减震器210的轴向布设；弹簧减震器210下端固定设置有转向节连接板211，弹簧减震器210通过转向节连接板211与转向节110的第一连接孔装112a和112b装配连接，弹簧减震器210上端与车身固联。同时，在转向节110的右侧开设有两个制动卡钳连接孔113a、113b，制动卡钳221通过两个制动卡钳连接孔113a、113b固定在所述转向节110的侧面，制动盘222通过螺栓固定在电动轮100的轮毂电机壳体上，随电动轮100转动而转动。

在本实施例中，在转向节110的下端，沿弹簧减震器210的轴线的方向开设有连接孔114，蜗轮170的蜗轮轴171与连接孔114通过平键配合，形成固定连接；电机座120在与连接孔114相对应的位置处开设有一个通孔121，电机座120的上下表面与通孔121同轴线设置有两个凹槽122，两个凹槽122 中分别安装有蜗轮轴锥轴承120a，蜗轮轴171从通孔121中穿过，末端延伸至连接孔114下方；蜗轮轴171的两侧分别支撑在两个凹槽122的蜗轮轴锥轴承120a中，蜗轮轴171末端有螺纹，通过螺母紧固限位；从而实现转向节 110和电机座120的相对转动。电机座120的上下两面处均装有轴承，能够有效减少与蜗轮轴171滑动摩擦。

减速箱内部，在减速箱壳体190的左右两个端面内侧分别固定安装有蜗杆轴锥轴承，第二锥齿轮150通过平键安装在蜗杆轴161上(即蜗杆轴161 也是第二锥齿轮160的齿轮轴)，蜗杆轴161的两端左右两端分别支撑在所述蜗杆轴锥轴承190a中。轴承端盖安装在减速箱壳体190的端面上，实现锥齿轮机构和蜗杆的限位、防尘。

如图5-6所示，下横臂180为“工”字型结构，其由两对称的支臂181、 182及连接两个支臂181和182的横梁183组成，其中，横梁183与支臂181、 182垂直。

支臂181和182的一端分别开设有通孔181a、182a用于连接电机座120，并且在支臂181和支臂182的内侧分别与通孔181a、182a同轴设置有凹槽 180a；两个凹槽180a内分别安装有锥轴承180b；电机座120一端具有与通孔 181a、182a匹配的通孔123，通孔123与通孔181a、182a同轴设置，销轴120b 贯穿181a、通孔123及通孔182a，并且销轴120b的两侧同时支撑在两个锥轴承180b中，使电机座120与下横臂180之间形成铰接关系，销轴120b的一端具有头部，其抵靠在支臂181外侧，另一端(末端)延伸至支臂182的外侧，并且销轴120b末端具有螺纹，通过螺母限位固定。支臂181和182的另一端与车身铰接。

所述用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构的工作原理为：当驾驶员意图使车辆保持一个固定方向行驶时，转向电机130不工作，由于蜗轮蜗杆具有自锁特性，即蜗轮170不能带动蜗杆160旋转，车辆此时不会改变原有行驶方向。当驾驶员意图改变车辆行驶方向时，转向电机130工作，动力经第一锥齿轮140、第二锥齿轮150传递给蜗杆160，蜗杆160与第二锥齿轮150同步转动。蜗杆160驱动蜗轮170转动，蜗轮轴171的下部通过平键将力传递给转向节110的连接孔114，从而带动转向节110转动。车轮和制动部分固定安装在转向节110上，因此，实现了车轮绕弹簧减震器210和转向节110的连接孔114的公共轴线转动。在不平路面上行驶时，弹簧减震器 210，连接电机座120和下横臂180的销轴120b可以使车轮上下跳动。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，包括：

电机座；

转向电机，其固定设置在所述电机座上，所述转向电机具有动力输出轴；

第一锥齿轮，其同轴固定在所述动力输出轴的端部；

第二锥齿轮，其与所述第一锥齿轮啮合传动；

蜗杆，其同轴固定连接在所述第二锥齿轮一侧；

蜗轮，其与所述蜗杆啮合传动；

电动轮，其同轴设置有电机轴；

转向节，其固定安装在所述电机轴上；

其中，所述蜗轮的蜗轮轴的一端穿过所述电机座，并且与所述转向节固定连接；

下横臂，其一端与车身连接，另一端与所述电机座铰接。

2.根据权利要求1所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，还包括：

弹簧减震器，其一端与所述转向节固定连接，另一端与车身固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，所述转向节上开设有第一连接孔，所述电机轴与所述第一连接孔键连接。

4.根据权利要求3所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，所述转向节上开设有第二连接孔，所述蜗轮轴的一端与所述第二连接孔键连接。

5.根据权利要求3或4所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，所述电机座的两侧同轴嵌入式设置有两个轴承，所述蜗轮轴匹配支撑在所述两个轴承中。

6.根据权利要求5所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，还包括：

减速箱壳体，其固定安装在所述电机座上；

其中，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮、所述蜗轮和蜗杆均设置在所述减速箱壳体中，所述减速箱壳体中的两个端盖上分别对称设置有轴承，用于使所述蜗杆及所述第二锥齿轮的齿轮轴可旋转的支撑在所述减速箱壳体上。

7.根据权利要求6所述的用于电动轮驱动汽车的悬架集成式线控转向机构，其特征在于，所述电机座的一端与所述下横臂通过销轴铰接，并且在所述下横臂中设置有轴承，用于支撑所述销轴。

Images