CN210971260U - 用于车辆的转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的转向机构，包括：一级减速组件、驱动件、二级减速组件以及摇臂轴，一级减速组件包括第一蜗轮和与第一蜗轮啮合的第一蜗杆，驱动件与第一蜗杆相连以驱动第一蜗杆转动，二级减速组件包括第二蜗轮和与第二蜗轮啮合的第二蜗杆，第一蜗轮与第二蜗杆配合以带动第二蜗杆转动，摇臂轴与第二蜗轮相连以由第二蜗轮驱动转动。本实用新型的用于车辆的转向机构，由于两次减速均采用蜗轮蜗杆的传动方式，从而将电机的扭矩放大两次，以使第二蜗轮能具有更大的扭矩带动摇臂轴转动，使车辆转向更方便，并且由于蜗轮蜗杆的结构更简单，成本更低，占用空间更小，从而使得本实用新型的转向机构的长度更短、结构更紧凑。

Description

用于车辆的转向机构

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种用于车辆的转向机构。

背景技术

车辆在转向时，需要通过电机进行辅助转动，但是在相关技术中，针对电机的减速部分均采用行星减速，由于行星减速采用两级的太阳轮和行星架，结构复杂，成本高，安装也比较繁琐。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种用于车辆的转向机构，以使转向机构的结构更简单，成本更低。

根据本实用新型实施例的用于车辆的转向机构，包括：一级减速组件、驱动件、二级减速组件以及摇臂轴，所述一级减速组件包括第一蜗轮和与所述第一蜗轮啮合的第一蜗杆，所述驱动件与所述第一蜗杆相连以驱动所述第一蜗杆转动，所述二级减速组件包括第二蜗轮和与所述第二蜗轮啮合的第二蜗杆，所述第一蜗轮与所述第二蜗杆配合以带动所述第二蜗杆转动，所述摇臂轴与所述第二蜗轮相连以由所述第二蜗轮驱动转动。

根据本实用新型实施例的用于车辆的转向机构，由于两次减速均采用蜗轮蜗杆的传动方式，从而将电机的扭矩放大两次，以使第二蜗轮能具有更大的扭矩带动摇臂轴转动，使车辆转向更方便，并且由于蜗轮蜗杆的结构更简单，成本更低，占用空间更小，从而使得本实用新型的转向机构的长度更短、结构更紧凑，能大大节省了空间和成本。

在本实用新型的一些实施例中，转向机构还包括输入轴，所述输入轴与所述第二蜗杆相连，所述输入轴与所述第二蜗杆可相对转动，所述转向机构被构造成在所述输入轴和所述第二蜗杆相对转动时，所述驱动件驱动所述第一蜗杆转动。

在本实用新型的一些实施例中，所述输入轴和所述第二蜗杆中的一个设有内花键，所述输入轴和所述第二蜗杆中的另一个设有外花键，所述内花键和所述外花键啮合，所述内花键和所述外花键之间设有配合间隙以使所述输入轴与所述第二蜗杆之间可相对转动。

在本实用新型的一些实施例中，转向机构还包括传感器，所述传感器用于检测所述输入轴和所述第二蜗杆之间的相对转动角度，所述驱动件根据所述传感器的检测结果控制所述第一蜗杆转动。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一蜗杆与所述第一蜗轮的啮合面为弧面和/或所述第二蜗杆与所述第二蜗轮的啮合面为弧面。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一蜗轮外套在所述第二蜗杆上以带动所述第二蜗杆同步转动。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二蜗轮呈扇形形状。

在本实用新型的一些实施例中，转向机构还包括壳体，所述一级减速组件和所述二级减速组件分别设在所述壳体内，所述驱动件安装至所述壳体上。

在本实用新型的一些实施例中，所述壳体内设有限位结构，所述限位结构与所述第二蜗轮配合以限定所述第二蜗轮的转动角度。

在本实用新型的一些实施例中，所述限位结构为设在所述壳体的内壁上的凸起。

在本实用新型的一些实施例中，转向机构还包括第一轴承，所述第二蜗杆的两端分别通过所述第一轴承支撑在所述壳体内。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的转向机构的剖面图；

图2为根据本实用新型实施例的一级减速组件和驱动件配合状态下的示意图；

图3为根据本实用新型实施例的摇臂轴和第二蜗轮配合状态下的示意图；

图4为根据本实用新型实施例的第二蜗轮为扇形结构的示意图；

图5为根据本实用新型实施例的输入轴和第二蜗杆分解状态下的示意图；

图6为根据本实用新型实施例的输入轴和第二蜗杆配合状态下的剖面图。

附图标记：

100、转向机构；

1、一级减速组件；11、第一蜗轮；12、第一蜗杆；121、第二轴承；

2、驱动件；

3、二级减速组件；31、第二蜗轮；32、第二蜗杆；321、第一轴承；322、内花键；

4、摇臂轴；41、第四轴承；42、第二油封件；

5、输入轴；51、外花键；52、第三轴承；53、第一油封件；

6、配合间隙；

7、传感器；

8、壳体；81、内端盖；82、外端盖；

9、扭杆。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的用于车辆的转向机构100，车辆具有方向盘，该转向机构100通过转向管柱与方向盘相连。

根据本实用新型实施例的用于车辆的转向机构100，包括：一级减速组件1、驱动件2、二级减速组件3以及摇臂轴4，一级减速组件1包括第一蜗轮11和与第一蜗轮11啮合的第一蜗杆12，驱动件2与第一蜗杆12相连以驱动第一蜗杆12转动，二级减速组件3包括第二蜗轮31和与第二蜗轮31啮合的第二蜗杆32，第一蜗轮11与第二蜗杆32配合以带动第二蜗杆32转动，摇臂轴4与第二蜗轮31相连以由第二蜗轮31驱动转动。

具体地，驱动件2可以是电机，驱动件2的输出轴与第一蜗杆12连接，从而使得电机能通过第一蜗杆12带动第一蜗轮11转动，以实现一级降速并增加扭矩的效果，同时第一蜗轮11通过第二蜗杆32带动第二蜗轮31转动，以实现二级降速并扭矩的效果，从而使得第二蜗轮31能更好地带动摇臂轴4转动，以实现对车辆转向的目的。

需要说明的是，摇臂轴4作为转向机构100的输出部分，摇臂轴4通过花键与车辆的垂臂相连，垂臂连接直拉杆，从而克服车辆的轮胎在转向时的阻力矩，以保证车辆平稳转向。

根据本实用新型实施例的用于车辆的转向机构100，由于两次减速均采用蜗轮蜗杆的传动方式，从而将电机的扭矩放大两次，以使第二蜗轮31能具有更大的扭矩带动摇臂轴4转动，使车辆转向更方便，并且由于蜗轮蜗杆的结构更简单，成本更低，占用空间更小，从而使得本实用新型的转向机构100的长度更短、结构更紧凑，能大大节省了空间和成本。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向机构100还包括输入轴5，输入轴5与第二蜗杆32相连，输入轴5与第二蜗杆32可相对转动，转向机构100被构造成在输入轴5和第二蜗杆32相对转动时，驱动件2驱动第一蜗杆12转动。也就是说，方向盘通过转向管柱与输入轴5相连，在方向盘带动输入轴5相对于第二蜗杆32转动时，驱动件2带动第一蜗杆12转动，以起到辅助第一蜗杆12转动的效果，从而使得车辆转向更省力。

如图5和图6所示，在本实用新型的一些实施例中，输入轴5和第二蜗杆32中的一个设有内花键322，输入轴5和第二蜗杆32中的另一个设有外花键51，内花键322和外花键51啮合，内花键322和外花键51之间设有配合间隙6以使输入轴5与第二蜗杆32之间可相对转动。也就是说，输入轴5上设有外花键51，第二蜗杆32上设有内花键322，或输入轴5上设有内花键322，第二蜗杆32上设有外花键51，通过内花键322和外花键51啮合，从而便于输入轴5和第二蜗杆32之间的连接，并且在内花键322和外花键51之间形成配合间隙6，从而使得输入轴5可相对于第二蜗杆32转动。

在本实用新型的一些具体实施例中，内花键322的花键槽的宽度大于外花键51的花键的宽度，以使外花键51的花键可在内花键322的花键槽内移动，具体地，通过使外花键51的花键在内花键322的花键槽内移动，从而使得输入轴5可相对于第二蜗杆32旋转5°～8°后，内花键322和外花键51相配合，以使输入轴5和第二蜗杆32同步转动，从而使得车辆可以更好地进行转向。

如图1和图6所示，在本实用新型的一些实施例中，输入轴5内穿设有扭杆9，扭杆9的一端通过销钉与输入轴5连接，扭杆9的另一端通过花键与第二蜗杆32连接，并且在输入轴5与第二蜗杆32相对转动时，扭杆9可转动连接在输入轴5与第二蜗杆32之间，从而使得输入轴5与第二蜗杆32之间的连接更稳定。在本实用新型的一些具体实施例中，扭杆9可采用弹簧钢制成，从而使得扭杆9可旋转一定的角度。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向机构100还包括传感器7，传感器7用于检测输入轴5和第二蜗杆32之间的相对转动角度，驱动件2根据传感器7的检测结果控制第一蜗杆12转动。也就是说，在输入轴5相对于第二蜗杆32转动时，通过传感器7检测相对转动的角度，从而使得驱动件2能根据传感器7的检测结果驱动第一蜗杆12转动，以起到辅助第二蜗杆32转动的效果。

在本实用新型的一些实施例中，通过传感器7检测相对转动的角度，将传感器7的检测结果传递给控制器，控制器再根据接收到的检测结果进行计算，从而控制驱动件2的电流和扭矩大小，来实现不同大小和不同方向的助力。可以理解的是，控制器可以是车辆上面的行车电脑，控制器还可以是与行车电脑相连的单独的控制装置。

在本实用新型的一些实施例中，第一蜗杆12与第一蜗轮11的啮合面为弧面和/或第二蜗杆32与第二蜗轮31的啮合面为弧面。也就是说，通过使蜗轮蜗杆的啮合面为弧面，以使啮合面的接触面积更大，承载能力更强，并且能减小蜗轮蜗杆的体积，以减小空间尺寸。在本实用新型的一些具体实施例中，第一蜗杆12或第二蜗杆32可以用平面二次包络环面的蜗杆结构，平面二次包络环面的蜗杆结构的齿整体形状呈弧形，受力点更多，承载强度更大。

在本实用新型的一些实施例中，一级减速组件1和二级减速组件3还可采用钢制蜗杆和青铜的蜗轮啮合，蜗轮外圈为锡青铜，从而保证蜗轮蜗杆的连接强度。

在本实用新型的一些实施例中，一级减速组件1和二级减速组件3还可采用塑料蜗轮与钢制蜗杆啮合，蜗轮齿圈一般用尼龙或者聚甲醛，塑料蜗轮也可以用塑料斜齿轮替代，此时为保证强度，蜗轮的齿厚应比蜗杆齿厚更厚。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，第一蜗轮11外套在第二蜗杆32上以带动第二蜗杆32同步转动。也就是说，第一蜗轮11套接在二蜗杆上，从而使得第一蜗轮11和第二蜗杆32之间的连接更稳固，以使第一蜗轮11和第二蜗杆32能保持同步转动，提高传功性能。

在本实用新型的一些实施例中，第一蜗轮11的端部焊接在第二蜗杆32的侧壁面上，以使第一蜗轮11和第二蜗杆32之间的连接更稳固，从而使第一蜗轮11和第二蜗杆32能保持同步转动，提高传功性能。

可以理解的是，由于第二蜗轮31上的齿不是都能与第二蜗杆32相啮合，在实际使用中，第二蜗杆32的转动圈数一般为5～6圈，在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，通过第二蜗轮31和第二蜗杆32之间传动比的计算，转化到第二蜗轮31在工作时转动的角度，去掉不使用的齿，使得第二蜗轮31呈扇形结构，使得第二蜗轮31能在满足作业需要的同时，减少材料的使用，以达到节省材料的目的。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向机构100还包括壳体8，一级减速组件1和二级减速组件3分别设在壳体8内，驱动件2安装至壳体8上。也就是说，将一级减速组件1和二级减速组件3均安装在壳体8内，从而起到保护一级减速组件1和二级减速组件3的效果，并且通过将驱动件2连接在壳体8上，以便于驱动件2的安装。

在本实用新型的一些实施例中，壳体8内设有限位结构，限位结构与第二蜗轮31配合以限定第二蜗轮31的转动角度。也就是说，在壳体8内连接有限位结构，以使第二蜗轮31在转动时，第二蜗轮31能止抵在限位结构上，从而避免第二蜗轮31的转动角度过大而脱离第二蜗杆32。

在本实用新型的一些实施例中，限位结构为设在壳体8的内壁上的凸起。也就是说，在壳体8的内壁上连接有凸起，当第二蜗轮31在转动至一定角度后，第二蜗轮31能止抵在凸起上，从而限制第二蜗轮31的转动角度，以避免第二蜗轮31脱离第二蜗杆32，且限位结构的结构简单，限位原理简单可靠。

当然可以理解的是，限位结构还可以为其他结构，例如限位结构可以为穿设在壳体8上的连接螺栓等，只要该限位结构可以起到限制第二蜗轮31的转动角度的目的即可。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向机构100还包括第一轴承321，第二蜗杆32的两端分别通过第一轴承321支撑在壳体8内。也就是说，第二蜗杆32通过两个第一轴承321支撑在壳体8上，从而使得第二蜗杆32的安装更稳固，并且能使第二蜗杆32的转动更顺畅。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，第二蜗杆32的一端设有外端盖82，第二蜗杆32的另一端设有内端盖81，内端盖81和外端盖82均连接在壳体8上，且外端盖82和内端盖81分别抵接在两个第一轴承321上，从而限制第一轴承321沿第二蜗杆32的轴向移动，外端盖82位于壳体8的外侧，外端盖82与壳体8之间设有密封垫，从而确保壳体8的密封性。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，第一蜗轮11通过两个第二轴承121支撑在壳体8上，从而使得第一蜗杆12的安装更稳固，并且能使第一蜗杆12的转动更顺畅。

在本实用新型的一些实施例中，输入轴5穿设在壳体8内，输入轴5通过第三轴承52支撑在壳体8上，从而保证输入轴5能更好的转动，输入轴5与壳体8之间连接有第一油封件53，第一油封件53位于第三轴承52的外侧，从而防止壳体8内的油泄漏到外面，造成污染。

如图1和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，摇臂轴4穿设在壳体8内，摇臂轴4通过第四轴承41支撑在壳体8上，从而保证摇臂轴4能更好的转动，摇臂轴4与壳体8之间连接有第二油封件42，第二油封件42位于第四轴承41的外侧，从而防止壳体8内的油泄漏到外面，造成污染。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的转向机构，其特征在于，包括：

一级减速组件，所述一级减速组件包括第一蜗轮和与所述第一蜗轮啮合的第一蜗杆；

驱动件，所述驱动件与所述第一蜗杆相连以驱动所述第一蜗杆转动；

二级减速组件，所述二级减速组件包括第二蜗轮和与所述第二蜗轮啮合的第二蜗杆，所述第一蜗轮与所述第二蜗杆配合以带动所述第二蜗杆转动；

摇臂轴，所述摇臂轴与所述第二蜗轮相连以由所述第二蜗轮驱动转动。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向机构，其特征在于，还包括输入轴，所述输入轴与所述第二蜗杆相连，所述输入轴与所述第二蜗杆可相对转动，所述转向机构被构造成在所述输入轴和所述第二蜗杆相对转动时，所述驱动件驱动所述第一蜗杆转动。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的转向机构，其特征在于，所述输入轴和所述第二蜗杆中的一个设有内花键，所述输入轴和所述第二蜗杆中的另一个设有外花键，所述内花键和所述外花键啮合，所述内花键和所述外花键之间设有配合间隙以使所述输入轴与所述第二蜗杆之间可相对转动。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的转向机构，其特征在于，还包括传感器，所述传感器用于检测所述输入轴和所述第二蜗杆之间的相对转动角度，所述驱动件根据所述传感器的检测结果控制所述第一蜗杆转动。

5.根据权利要求1所述用于车辆的转向机构，其特征在于，所述第一蜗杆与所述第一蜗轮的啮合面为弧面和/或所述第二蜗杆与所述第二蜗轮的啮合面为弧面。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的转向机构，其特征在于，所述第一蜗轮外套在所述第二蜗杆上以带动所述第二蜗杆同步转动。

7.根据权利要求1所述用于车辆的转向机构，其特征在于，所述第二蜗轮呈扇形形状。

8.根据权利要求1-7中任一项所述用于车辆的转向机构，其特征在于，还包括壳体，所述一级减速组件和所述二级减速组件分别设在所述壳体内，所述驱动件安装至所述壳体上。

9.根据权利要求8所述用于车辆的转向机构，其特征在于，所述壳体内设有限位结构，所述限位结构与所述第二蜗轮配合以限定所述第二蜗轮的转动角度。

10.根据权利要求8所述用于车辆的转向机构，其特征在于，还包括第一轴承，所述第二蜗杆的两端分别通过所述第一轴承支撑在所述壳体内。

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