CN217415874U - 转向助力传动结构、转向助力结构和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向助力传动结构、转向助力结构和汽车，该转向助力传动结构包括蜗轮蜗杆减速组件，以及与蜗轮蜗杆减速组件中的蜗轮相连的传动轴，传动轴和蜗轮之间设有限扭部，蜗轮和传动轴之间通过限扭部传递扭矩，并在传动轴通过限扭部作用于蜗轮上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，传动轴能够相对于蜗轮转动。本实用新型所述的转向助力传动结构，在传动轴通过限扭部作用于蜗轮上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，传动轴能够克服其与限扭部之间的摩擦力而相对于蜗轮转动，进而利于防止因反向扭矩造成的蜗轮损坏，从而利于延长转向助力传动结构的使用寿命。

Description

转向助力传动结构、转向助力结构和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种转向助力传动结构。同时，本实用新型还涉及一种具有该转向助力传动结构的转向助力结构，以及设有该转向助力结构的汽车。

背景技术

目前，常规的电动助力转向器中包括两级传动结构，第一级传动结构为蜗轮和蜗杆，第二级传动结构为带有齿轮的传动轴和齿条。其中，蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮与传动轴通过花键过盈配合连接，传动轴上的齿轮与齿条传动相连。在使用时，通过改变蜗杆的转动方向即可驱使蜗轮正向转动或反向转动，使得传动轴上的齿轮能够带动齿条左右移动，最后通过拉杆带动转向节及车轮转动，从而实现对汽车转向的助力。

现有技术中的蜗轮一般采用非金属材料制成，其承受载荷的能力有限。在使用过程中，蜗轮会承受来自蜗杆的驱动力，以及经由齿条和传动轴传递来的路面反馈力。

在蜗杆驱使蜗轮转动时，蜗轮承受的驱动扭矩较为平稳。而当蜗轮承受来自路面的反馈力时，反馈力的大小主要受到路面环境的影响，尤其是汽车行驶在较为颠簸的路面时，来自路面的反馈力尤为剧烈，严重时会造成蜗轮的损坏。而蜗轮的损坏会导致转向助力传动结构的失效甚至卡死，严重影响汽车的可靠性和安全性。虽然在一些情况下，通过更换转向器可以解决上述问题，但这种解决方式的成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种转向助力传动结构，以具有较长的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种转向助力传动结构，包括蜗轮蜗杆减速组件，以及与所述蜗轮蜗杆减速组件中的蜗轮相连的传动轴，且所述传动轴和所述蜗轮之间设有限扭部，所述蜗轮和所述传动轴之间通过所述限扭部传递扭矩，并在所述传动轴通过所述限扭部作用于所述蜗轮上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，所述传动轴能够相对于所述蜗轮转动。

进一步的，所述传动轴插设于所述蜗轮中，所述限扭部过盈压装于所述传动轴和所述蜗轮之间。

进一步的，所述传动轴上设有齿轮，所述齿轮与转向器中的传动齿条啮合。

进一步的，所述限扭部包括采用弹簧钢制成的限扭环。

进一步的，所述限扭环上设有沿所述限扭环的轴向贯通的开口。

进一步的，所述限扭环上设有加强筋，至少部分所述加强筋与所述蜗轮相抵接。

进一步的，所述加强筋由所述限扭环的内壁外凸形成且所述加强筋沿所述限扭环的轴向延伸设置。

进一步的，所述加强筋为沿所述限扭环的周向均布设置的多个。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的转向助力传动结构，蜗轮和传动轴之间通过限扭部传递扭矩，并在传动轴通过限扭部作用于蜗轮上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，传动轴能够克服其与限扭部之间的摩擦力而相对于蜗轮转动，进而缓冲由传动轴传递至蜗轮的扭矩，利于防止因反向扭矩对蜗轮的冲击而造成的蜗轮损坏，能够对蜗轮起到防护的效果，从而利于延长转向助力传动结构的使用寿命。

此外，限扭部过盈压装于传动轴和蜗轮之间，利于提高限扭部的扭矩传递效果。传动轴通过齿轮与转向器中的传动齿条啮合，利于实现转向助力效果。弹簧钢制成的限扭环易于布置实施。开口的设置，利于限扭环的加工和安装，且结构简单，便于在限扭环上加工成型。

另外，限扭环上的加强筋利于提高限扭环的结构强度。加强筋由限扭环的内壁外凸形成，易于加工成型。多个加强筋对限扭环强度的提高效果好。加强筋沿限扭环的轴向延伸，利于进一步提高限扭环的强度。

另外，本实用新型的另一目的在于提出一种转向助力结构，包括驱动部，还包括如上所述的转向助力传动结构，所述驱动部与所述蜗杆相连，以驱使所述蜗杆转动。

本实用新型所述的转向助力结构，通过驱动部驱使蜗杆转动，蜗杆经由如上所述的转向助力传动结构中的蜗轮传动相连，利于实现汽车的转向助力，同时还具有较好的使用可靠性，从而利于提高汽车的安全性。

此外，本实用新型还提出一种汽车，所述汽车具有转向器，所述转向器上设有如上所述的转向助力结构。

本实用新型所述的汽车与上述转向助力结构相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的转向助力传动结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的蜗轮、传动轴及限扭环在装配状态下其一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的蜗轮、传动轴及限扭环在装配状态下另一视角的结构示意图；

图4为图3的正视图；

图5为图4中的A-A方向剖视图；

图6为本实用新型实施例所述的蜗轮、传动轴以及限扭环的拆解图；

图7为本实用新型实施例所述的限扭环和传动轴在装配状态下的结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的传动轴的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的限扭环的结构示意图。

附图标记说明：

1、蜗轮；2、蜗杆；3、轴承；4、传动轴；5、传动齿条；6、限扭环；

101、连接孔；

401、齿轮；402、限位凸起；403、第二轴体；404、第一轴体；405、第四轴体；

601、加强筋；602、开口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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。另外，术语“第一”至“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种转向助力传动结构，整体构成上，该转向助力传动结构包括蜗轮蜗杆减速组件，以及与蜗轮蜗杆减速组件中的蜗轮1相连的传动轴4，且传动轴4和蜗轮1之间设有限扭部。蜗轮1和传动轴4之间通过限扭部传递扭矩，并在传动轴4通过限扭部作用于蜗轮1上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，传动轴4能够相对于蜗轮1转动。

基于如上整体介绍，本实施例中所述的转向助力传动结构的一种示例性结构如图1至图4中所示。蜗轮蜗杆减速组件中的蜗轮1连接于传动轴4的一端，并与传动轴4同轴设置。蜗轮蜗杆减速组件中的蜗杆2设于蜗轮1的一侧，且与蜗轮1啮合相连。本实施例中的蜗轮蜗杆减速组件能够起到降速增扭的作用，而利于提高转向助力效果。

作为优选的，本实施例中的传动轴4插设于蜗轮1中，限扭部过盈压装于传动轴4和蜗轮1之间。此处，限扭部过盈压装于传动轴4和蜗轮1之间，利于提高限扭部的扭矩传递效果，且便于布置实施。为便于将传动轴4承接的扭矩输出，本实施例中，传动轴4上设有齿轮401，齿轮401与转向器中的传动齿条5啮合，从而能够通过齿轮401驱使传动齿条5移动，而起到转向助力的作用。

具体结构上，结合图1至图4中所示，传动轴4的一端插设于蜗轮1中，相对于插设于蜗轮1内的一端，齿轮401设于传动轴4的另一端，且对应于转向器中的传动齿条5设置。传动齿条5和蜗杆2分设在传动轴4的两相对侧，如此利于三者的布置实施。本实施例中的蜗杆2、蜗轮1以及传动齿轮401均设置在图中未示出的转向器壳体内，而转向器壳体的具体结构，以及蜗轮1、蜗杆2和传动齿条5在转向器壳体内的安装方式均可参照现有技术，在此不再赘述。

作为优选的，如图1中所示，本实施例中的齿轮401具体可采用螺旋齿，传动齿条5可采用斜齿，如此利于提高齿轮401和传动齿条5之间传动的平稳性，同时还利于降低噪声，进而能够提升转向助力传动结构的NVH性能。当然，具体实施时，除了采用螺旋齿和斜齿配合外，还可根据使用需求对齿轮401和传动齿条5的结构形式进行选择。

为便于对下文进行描述，以下先对传动轴4的结构进行说明。如图8中所示，将传动轴4的插入蜗轮1中部连接孔101内的部分称为第一轴体404，沿着远离第一轴体404的方向，分别将传动轴4上的其他部分依次称为第二轴体403、第三轴体以及第四轴体405。其中，各轴体的直径沿着远离第一轴体404的方向渐小，上述的齿轮401具体设于第三轴体上，在第二轴体403上安装有轴承3。该传动轴4的结构简单，且利于传动轴4、蜗轮1以及下述限扭环6三者之间的连接。

结合图3和图8中所示，在第一轴体404的自由端设有沿第一轴体404的径向外凸设置的限位凸起402。具体安装时，传动轴4具有第四轴体405的一端先插入连接孔101，直至限位凸起402抵接在蜗轮1的一侧，则说明蜗轮1在传动轴4上插装到位。此处的限位凸起402能够起到限位的效果，而利于提高传动轴4和蜗轮1之间的装配效果及装配效率。

作为一种优选的实施方式，本实施例中的限扭部包括采用弹簧钢制成的限扭环6。其中，限扭环6采用弹簧钢制成，使得限扭环6利于提高对蜗轮1的防护效果。同时，弹簧钢的产品成熟，利于限扭环6的加工成型。

具体结构上，结合图5至7及图9中所示，该限扭环6过盈压装在传动轴4的第一轴体404外周和连接孔101的内壁之间，从而实现两者之间扭矩的传递。为提高限扭环6的使用效果，该限扭环6的长度与第一轴体404的长度相适配，如此利于提高限扭环6在使用中的稳定性。可以理解的是，限扭环6比第一轴体404短的方案也是可行的，只不过相较于两者长度相匹配的方案，此时的可靠性和稳定性稍差些。

本实施例中，因限扭环6过盈压装在连接孔101的内壁与第一轴体404的外壁之间，在限扭环6处于初始状态时，限扭环6外壁的直径大于连接孔101的直径，限扭环6内壁的直径小于第一轴体404的直径。此时，蜗轮1与传动轴4相对固定设置，蜗轮1承接蜗杆2传递来的扭矩后，能够将扭矩经由限扭环6传递至传动轴4，并通过传动轴4上的齿轮401向传动齿条5传递。

在车轮将路面的反馈力经由传动齿条5和齿轮401的配合而传递至传动轴4，且传动轴4通过限扭环6作用于蜗轮1上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，受到反向扭矩的作用，传动轴4能够克服其与限扭环6之间的摩擦力而相对于蜗轮1转动，从而确保大于预设扭矩阈值的反向扭矩不会损坏蜗轮1，进而实现对蜗轮1的防护。

而在蜗轮1再次因承接蜗杆2传递来的扭矩而转动时，在该扭矩的作用下，蜗轮1与传动轴4再次相对固定，限扭环6能够继续将蜗轮1上传来的扭矩传递至传动轴4。

需要说明的是，本实施例中的预设扭矩阈值是根据蜗轮1具体的承载能力进行设定的，只要确保作用到蜗轮1上的反向扭矩处于蜗轮1的承载力范围内即可起到防护蜗轮1的效果。另外，还应当确保限扭环6能够在使用后仍保持较好的使用性能，而利于延长限扭环6的使用寿命，从而利于解决现有技术中因蜗轮1损坏需要更换转向器而增加成本的问题。

作为优选的一种实施方式，如图9中所示，本实施例中的限扭环6上设有沿限扭环6的轴向贯通的开口602，此处的开口602利于将限扭环6装设在传动轴4上，且开口602的结构简单，便于在限扭环6上加工成型。具体安装时，限扭环6由传动轴4的具有第四轴体405的一端插入，直至限扭环6的一端抵接在限位凸起402上时，说明限扭环6在传动轴4上安装到位。

本实施例中，在限扭环6上设有加强筋601，至少部分加强筋601与蜗轮1相抵接。此处的加强筋601利于提高限扭环6的结构强度，而至少部分的加强筋601与蜗轮1抵接则利于提高限扭环6与蜗轮1之间的连接强度，进而提高限扭环6的扭矩传递效果。作为优选的，本实施例中的加强筋601由限扭环6的内壁外凸形成，在提高限扭环6强度的同时，也便于加工成型。

需要特别说明的是，本实施例中加强筋601除了如图9中所示的全部由限扭环6的内壁外凸形成外，还可采用一部分的加强筋601由限扭环6的外壁内凸形成，而另一部分的加强筋601仍由限扭环6的内壁外凸形成。或者，全部的加强筋601均由限扭环6的外壁内凸形成。这几种方案成型的加强筋601也能够起到提高限扭环6强度的效果。

具体结构上，参照图9中所示，加强筋601为沿限扭环6的周向均布设置的多个，各加强筋601的外壁均与连接孔101的内壁抵接，如此利于限扭环6强度的提高。作为优选的一种实施方式，本实施例中的加强筋601沿限扭环6的轴向延伸设置，如此利于进一步提高加强筋601在承受反向扭矩时的使用效果。

当然，本实施例中的加强筋601除了沿限扭环6的轴向延伸设置外，还可采用其他的布置方式，只不过相较而言，沿限扭环6轴向的延伸方式，在加工成型上更加易于实现。

另外，如图9中所示，本实施例中加强筋601的横截面优选呈弧形，如此使得加强筋601与连接孔101的内壁之间为线接触，而利于提高加强筋601的使用效果。可以理解的是，加强筋601的横截面形状除了呈弧形外，还可呈U形等易于加强筋601成型的其他几何形状。

本实施例所述的转向助力传动结构，蜗轮1和传动轴4之间通过限扭部传递扭矩，并在传动轴4通过限扭部作用于蜗轮1上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，传动轴4能够克服其与限扭部之间的摩擦力而相对于涡轮1转动，进而缓冲由传动轴4传递至蜗轮1的扭矩，利于防止因反向扭矩对蜗轮1的冲击而造成的蜗轮1损坏，能够对蜗轮1起到防护的效果，从而利于延长转向助力传动结构的使用寿命。

此外，本实施例还涉及一种转向助力结构，该转向助力结构包括驱动部，还包括如上所述的转向助力传动结构。其中，驱动部与蜗杆2相连，以驱使蜗杆2转动。

作为优选的一种实施方式，本实施例中的驱动部可采用电机，该电机的动力输出轴可通过联轴器与蜗杆2的一端相连，改变电机转向即可通过蜗杆2驱使蜗轮1正转和反转，从而实现对汽车转向的助力。此处，采用电机作为驱动部具有利于降低汽车燃油消耗、回正性能好、以及易于维护等优点。

本实施例所述的转向助力结构，通过驱动部驱使蜗杆2转动，蜗杆2经由如上所述的转向助力传动结构中的蜗轮1传动相连，具有较好的可靠性，从而利于提高汽车的安全性。

除此之外，本实施例还涉及一种汽车，该汽车具有转向器，转向器上设有如上所述的转向助力结构。

本实施例所述的汽车与上述转向助力结构相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向助力传动结构，其特征在于：

包括蜗轮蜗杆减速组件，以及与所述蜗轮蜗杆减速组件中的蜗轮(1)相连的传动轴(4)，且所述传动轴(4)和所述蜗轮(1)之间设有限扭部，所述蜗轮(1)和所述传动轴(4)之间通过所述限扭部传递扭矩，并在所述传动轴(4)通过所述限扭部作用于所述蜗轮(1)上的反向扭矩大于预设扭矩阈值时，所述传动轴(4)能够相对于所述蜗轮(1)转动。

2.根据权利要求1所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述传动轴(4)插设于所述蜗轮(1)中，所述限扭部过盈压装于所述传动轴(4)和所述蜗轮(1)之间。

3.根据权利要求2所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述传动轴(4)上设有齿轮(401)，所述齿轮(401)与转向器中的传动齿条(5)啮合。

4.根据权利要求2所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述限扭部包括采用弹簧钢制成的限扭环(6)。

5.根据权利要求4所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述限扭环(6)上设有沿所述限扭环(6)的轴向贯通的开口(602)。

6.根据权利要求4所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述限扭环(6)上设有加强筋(601)，至少部分所述加强筋(601)与所述蜗轮(1)相抵接。

7.根据权利要求6所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述加强筋(601)由所述限扭环(6)的内壁外凸形成，且所述加强筋(601)沿所述限扭环(6)的轴向延伸设置。

8.根据权利要求6所述的转向助力传动结构，其特征在于：

所述加强筋(601)为沿所述限扭环(6)的周向均布设置的多个。

9.一种转向助力结构，包括驱动部，其特征在于：还包括权利要求1至8中任一项所述的转向助力传动结构，所述驱动部与所述蜗杆(2)相连，以驱使所述蜗杆(2)转动。

10.一种汽车，具有转向器，其特征在于：所述转向器上设有权利要求9所述的转向助力结构。

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