CN211918817U - 一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车转向管柱蜗杆装配技术领域，具体的讲是一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，壳体内设有蜗轮和蜗杆，蜗轮和蜗杆相互啮合，蜗杆的两端被端盖盖住，蜗杆的一端的外缘套设有小端轴承，小端轴承的外缘套设有轴承衬套，轴承衬套上方利用销与壳体锁紧；蜗杆的另一端套设有钟摆轴承和蜗杆齿毂，其中蜗杆齿毂利用花键与蜗杆相连，钟摆轴承则套设在蜗杆的另一端的外缘，钟摆轴承位于蜗杆齿毂的前方，钟摆轴承的前方则设有支架，支架上方与壳体之间设有橡胶圈，本实用新型使用销令小端轴承与壳体之间形成了刚性连接，从而保证了蜗杆与壳体的同步振动，蜗杆与蜗轮紧密压在一起，保持同步振动，从而避免了在车辆颠簸时发生碰撞产生噪声。

Description

一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构

技术领域

本实用新型涉及汽车转向管柱蜗杆装配技术领域，具体的讲是一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构。

背景技术

电动助力转向管柱属于汽车转向系统的子系统，主要功能包括传递方向盘扭矩及转角、提供助力、调节方向盘位置、防盗、溃缩吸能、连接线束、连接汽车横梁、连接护罩、连接组合开关等功能。转向管柱的助力方式通常是用电机驱动减速机构，从而放大扭矩来提供转向助力，一般的，减速机构采用蜗轮蜗杆减速机构。

当车辆行驶在细碎的颠簸路面上时，车架的振动会直接传递到壳体上，壳体会带动蜗轮一起同步振动，而蜗杆由于是浮空的设计，小端轴承没有与壳体刚性连接，所以无法与壳体保持同步振动，同样也无法和蜗轮保持同步振动，最终导致蜗轮蜗杆相互敲击产生噪音。

为此设计一种将蜗轮、蜗杆、壳体三者连接在一起，并且将蜗轮蜗杆压紧的汽车转向管柱蜗杆预紧结构是十分有必要的。

发明内容

本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种将蜗轮、蜗杆、壳体三者连接在一起，并且将蜗轮蜗杆压紧的汽车转向管柱蜗杆预紧结构。

为了达到上述目的，本实用新型设计了一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，包括蜗杆、蜗轮、钟摆轴承、蜗杆齿毂、调整螺母、壳体、销、轴承衬套、小端轴承、端盖、支架、橡胶圈，其特征在于：壳体内设有蜗轮和蜗杆，蜗轮和蜗杆相互啮合，蜗杆的两端被端盖盖住，将蜗轮、蜗杆密封在壳体内部，蜗杆的一端的外缘套设有小端轴承，小端轴承的外缘套设有轴承衬套，轴承衬套上方利用销与壳体锁紧；蜗杆的另一端套设有钟摆轴承和蜗杆齿毂，其中蜗杆齿毂利用花键与蜗杆相连，钟摆轴承则套设在蜗杆的另一端的外缘，所述钟摆轴承位于蜗杆齿毂的前方，钟摆轴承的前方则设有支架，支架上方与壳体之间设有橡胶圈。

所述支架为环形，支架的内圈开设有长凹槽与短凹槽，长凹槽两侧的凸边则与翻边相连，翻边上与长凹槽相对的棱边的上开设有两个内凹槽，两个内凹槽之间的棱边则向与翻边方向相反的方向延伸，形成反向的无槽翻边。

所述钟摆轴承与蜗杆之间为过盈配合，钟摆轴承的外缘与壳体之间存在间隙，支架套设在钟摆轴承前方的蜗杆外缘上，使得支架的无槽翻边位于钟摆轴承与壳体之间的间隙中，利用调整螺母将支架的无槽翻边与钟摆轴承压紧。

所述小端轴承与蜗杆之间也为过盈配合。

所述壳体上与支架接触的位置沿轴向设有若干与长凹槽、短凹槽相配合的凸台。

所述销与壳体之间为过盈配合。

本实用新型与现有技术相比，增加了支架、橡胶圈、销等部件将蜗杆紧压在蜗轮上，使两者不会轻易发生分离，另外销的存在使得小端轴承与壳体之间形成了刚性连接，从而保证了蜗杆与壳体的同步振动，又因为蜗杆与蜗轮被紧密压在一起，因此蜗轮也保持了同步振动，从而避免了在车辆颠簸时发生碰撞产生噪声。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型中支架的结构示意图。

图3为本实用新型中支架上安装了橡胶圈的示意图。

图4为本实用新型中支架与蜗杆、壳体之间的装配示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1，本实用新型设计了一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，包括蜗杆、蜗轮、钟摆轴承、蜗杆齿毂、调整螺母、壳体、销、轴承衬套、小端轴承、端盖、支架、橡胶圈，壳体1内设有蜗轮2和蜗杆3，蜗轮2和蜗杆3相互啮合，蜗杆3的两端被端盖11盖住，将蜗轮2、蜗杆3密封在壳体1内部，蜗杆3的一端的外缘套设有小端轴承4，小端轴承4的外缘套设有轴承衬套5，轴承衬套5上方利用销6与壳体1锁紧；蜗杆3的另一端套设有钟摆轴承7和蜗杆齿毂8，其中蜗杆齿毂8利用花键与蜗杆3相连，电机则与蜗杆齿毂8相连，因此可以将电机输出的扭矩传递到蜗杆3上，钟摆轴承7则套设在蜗杆3的另一端的外缘，所述钟摆轴承7位于蜗杆齿毂8的前方，钟摆轴承7的前方则设有支架9，支架9上方与壳体1之间设有橡胶圈10。

参见图2，本实用新型中支架9为环形，支架9的内圈开设有长凹槽12与短凹槽13，长凹槽12两侧的凸边则与翻边14相连，翻边14上与长凹槽12相对的棱边的上开设有两个内凹槽15，两个内凹槽15之间的棱边则向与翻边14方向相反的方向延伸，形成反向的无槽翻边16。

参见图3、图4，橡胶圈10套设在支架的翻边上，由于被翻边撑开，从而带有一定的张力，当装好橡胶圈的支架装入壳体后，支架会被钟摆轴承的外圈压到壳体支撑面上，从而橡胶圈也会贴在壳体支撑面上，由于壳体上设置有配合长凹槽12、短凹槽13的凸台17，因此在凸台卡入凹槽时，会将该部分的橡胶圈挤出，从而与钟摆轴承的中圈相接触，并由于被压缩而提供预紧力，使得钟摆轴承中圈与外圈的间隙被消除。

本实用新型中钟摆轴承7与蜗杆3之间为过盈配合，钟摆轴承7的内圈通过过盈配合安装在蜗杆3的大端轴承座上，使其外圈与壳体1间隙配合，且其外圈依靠调整螺母18压紧到支架9上。

本实用新型中小端轴承4与蜗杆3之间也为过盈配合。

本实用新型中销6与壳体1之间为过盈配合，从而令销6贯穿壳体1后顶住轴承衬套5。

当电机驱动蜗杆蜗轮啮合时，啮合位置将产生轴向力、径向力、切向力三个方向的力，电机正转和反转的时候，啮合位置的轴向力大小相等方向相反。系统中轴承如果有间隙，且没有预紧缓冲结构，换向的时候轴承滚珠就会对轴承沟道产生撞击，发出噪音。有了橡胶的预紧之后，正反转切换的过程中，轴承收到的冲击会一定程度上被吸收，避免了撞击噪音的产生。

由于蜗杆受到切向力，会有切向位移的趋势，会带动钟摆轴承中圈相对外圈发生偏摆，此时左右两侧凸出的橡胶会有一侧被挤压的更严重，另一侧的压缩会被释放，从而产生一个与偏摆方向相反的力矩阻止蜗杆偏摆，可以确保蜗轮蜗杆的啮合。

由于蜗杆受到径向力，且该径向力无论电机正转还是反转的时候都会指向远离蜗轮中心的方向，因此蜗杆会有远离蜗轮径向方向的趋势，而预紧机构顶部的橡胶会被进一步压缩，从而产生阻力矩，阻止蜗杆沿径向方向偏移，保证蜗轮蜗杆啮合。

当车辆行驶在细碎的颠簸路面上时，车架的振动会直接传递到壳体上，壳体会带动蜗轮一起同步振动，而蜗杆由于是浮空的设计，小端轴承没有与壳体刚性连接，所以无法与壳体保持同步振动，同样也无法和蜗轮保持同步振动。但是有预紧的橡胶能够在蜗轮蜗杆发生侧向相对振动的时候，为蜗杆提供阻力矩，避免蜗杆与蜗轮产生刚性撞击。

本实用新型中橡胶圈的预紧力的大小可以根据壳体上凸起的高度来进行调整，且对切向方向和径向方向的阻力矩的调整可以几乎互不影响。为了达到更精确的控制效果，有效的压缩区域可以根据壳体上凸起的位置进行调整。

Claims (5)

1.一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，包括蜗杆、蜗轮、钟摆轴承、蜗杆齿毂、调整螺母、壳体、销、轴承衬套、小端轴承、端盖、支架、橡胶圈，其特征在于：壳体（1）内设有蜗轮（2）和蜗杆（3），蜗轮（2）和蜗杆（3）相互啮合，蜗杆（3）的两端被端盖（11）盖住，将蜗轮（2）、蜗杆（3）密封在壳体（1）内部，蜗杆（3）的一端的外缘套设有小端轴承（4），小端轴承（4）的外缘套设有轴承衬套（5），轴承衬套（5）上方利用销（6）与壳体（1）锁紧；蜗杆（3）的另一端套设有钟摆轴承（7）和蜗杆齿毂（8），其中蜗杆齿毂（8）利用花键与蜗杆（3）相连，钟摆轴承（7）则套设在蜗杆（3）的另一端的外缘，所述钟摆轴承（7）位于蜗杆齿毂（8）的前方，钟摆轴承（7）的前方则设有支架（9），支架（9）上方与壳体（1）之间设有橡胶圈（10）；

所述支架（9）为环形，支架（9）的内圈开设有长凹槽（12）与短凹槽（13），长凹槽（12）两侧的凸边则与翻边（14）相连，翻边（14）上与长凹槽（12）相对的棱边的上开设有两个内凹槽（15），两个内凹槽（15）之间的棱边则向与翻边（14）方向相反的方向延伸，形成反向的无槽翻边（16）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，其特征在于：所述钟摆轴承（7）与蜗杆（3）之间为过盈配合，钟摆轴承（7）的外缘与壳体（1）之间存在间隙，支架（9）套设在钟摆轴承（7）前方的蜗杆（3）外缘上，使得支架（9）的无槽翻边位于钟摆轴承（7）与壳体（1）之间的间隙中，利用调整螺母将支架（9）的无槽翻边与钟摆轴承（7）压紧。

3.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，其特征在于：小端轴承（4）与蜗杆（3）之间也为过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，其特征在于：所述壳体（1）上与支架（9）接触的位置沿轴向设有若干与长凹槽（12）、短凹槽（13）相配合的凸台（17）。

5.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱蜗杆预紧结构，其特征在于：销（6）与壳体（1）之间为过盈配合。

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