CN217892976U - 一种电动转向管柱防异响结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动转向管柱防异响结构，包括输出轴、钟摆轴承、支撑盘和蜗轮，所述输出轴、钟摆轴承、支撑盘和蜗轮装配在减速机壳体中，钟摆轴承压装在输出轴上，支撑盘和蜗轮装配在输出轴上，钟摆轴承位于支撑盘与蜗轮之间，钟摆轴承的上端与支撑盘接触，钟摆轴承的下端与蜗轮接触。钟摆轴承的内挡圈能够自动倾斜，从而对蜗轮的旋转角度进行补偿，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。这一设计还有一个好处是，蜗轮可以从径向实现预紧，这样蜗杆和蜗轮之间就不会产生间隙，解决了由于蜗轮支撑盘两端轴承装配不平导致的轴承受力发生转动异响的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车NVH技术领域，具体涉及一种电动转向管柱防异响结构。
背景技术
随着人们对汽车乘坐舒适性期望越来越高以及世界各国有关安全保护法的规则越来越严格，当前汽车研究也愈发受到相关科研机构和汽车生产厂家的重视。汽车NVH性能受很多因素影响，市场和消费者对汽车NVH的要求也越来越高。而车辆的噪声源主要包括：发动机，排气系统，高速行驶时的风噪声、轮胎噪声、以及其它任何运动的部件都有可能发出噪声。车辆的振动源主要包括：发动机，传动系统，不平的路面等。由于声音是由物体振动产生的，尤其是转向系统是人操作时刻在应用的系统。当汽车通过不平整路面时产生共振，会激励出转向系统的发出一些客户难以接受的噪音。转向系统异响，是汽车转向系统在正常使用过程中发出的、在相同情况下可以重现的异响噪声，是汽车常见和多发生故障。就其产生的不同程度和部位，异响可造成驾驶人员不适，降低转向系统使用寿命，甚至可能导致转向系统失效。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的电动转向管柱防异响结构，解决由于蜗轮支撑盘两端轴承装配不平导致的轴承受力发生转动异响的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种电动转向管柱防异响结构，包括输出轴、钟摆轴承、支撑盘和蜗轮，所述输出轴、钟摆轴承、支撑盘和蜗轮装配在减速机壳体中，钟摆轴承压装在输出轴上，支撑盘和蜗轮装配在输出轴上，钟摆轴承位于支撑盘与蜗轮之间，钟摆轴承的上端与支撑盘接触，钟摆轴承的下端与蜗轮接触。
进一步的，所述输出轴的一端设有限位凸台，限位凸台与输出轴为一体结构，钟摆轴承压入输出轴上并通过限位凸台进行限位，钟摆轴承上端面与限位凸台贴合。
进一步的，所述支撑盘上设有用于安装钟摆轴承和供输出轴穿过的通孔，通孔为阶梯孔有台肩形成支撑盘轴承座，钟摆轴承的外挡圈通过过盈配合安装在支撑盘轴承座中并通过台肩进行限位，外挡圈的上端面与台肩接触，钟摆轴承内挡圈的上端面与限位凸台接触。
进一步的，所述蜗轮上设有供输出轴穿过的通孔，蜗轮的上端通孔的周围设有支撑限位面，蜗轮通过过盈配合压装在输出轴上并通过支撑限位面限位，钟摆轴承内挡圈的下端面与支撑限位面接触。
进一步的，所述钟摆轴承包括用于调心的外挡圈和内挡圈，外挡圈与内挡圈之间设有钢球，内挡圈的高度低于外挡圈的高度，在外挡圈的内侧硫化PTFE 内衬。
进一步的，所述支撑盘的外径小于减速机壳体的内径，支撑盘的外径上设有上下布置的环形槽，环形槽中装配双O型橡胶圈，双O型橡胶圈的一侧卡接在环形槽中，双O型橡胶圈的另一侧与减速机壳体的内径接触。
进一步的，所述防异响结构还包括下轴承和锁紧螺母，减速机壳体的下端设有安装下轴承的轴承座，输出轴上设有与锁紧螺母配合的螺纹，下轴承从减速机壳体下端套接在输出轴上安装到轴承座中并通过锁紧螺母与输出轴上的螺纹配合进行锁紧，下轴承的上端与蜗轮的下端接触，下轴承的下端与锁紧螺母接触。
采用本实用新型技术方案的优点为：
本实用新型通过钟摆轴承外挡圈的自由摆动可实现上、下轴承的同心，并用锁紧螺母锁紧在输出轴端调整其锁紧力矩从而控制轴承的轴向间隙；通过双“O”型橡胶圈结构装在支撑蜗轮大盘外圈上，双“O”型橡胶圈承载能力更强，使其支撑大盘与壳体隔离接触，当车辆行驶在颠簸路面时，可有效缓冲蜗轮支撑大盘与减速机构壳体的敲击，从而抑制异响的发生；解决了蜗轮支撑盘两端轴承装配不平导致的轴承受力发生转动异响，实现了轴向间隙的在线管控，并隔离支撑大盘与减速壳体的直接接触从而抑制了其在颠簸路敲击异响的现象发生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型防异响结构示意图；
图2为本实用新型钟摆轴承结构示意图。
上述图中的标记分别为：1、输出轴；11、限位凸台；2、钟摆轴承；21、外挡圈；22、内挡圈；23、钢球；3、支撑盘；31、通孔；32、台肩；33、环形槽；4、蜗轮；5、减速机壳体；6、双O型橡胶圈；7、下轴承；8、锁紧螺母。
具体实施方式
在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“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。
如图1、图2所示，一种电动转向管柱防异响结构，包括输出轴1、钟摆轴承2、支撑盘3和蜗轮4，所述输出轴1、钟摆轴承2、支撑盘3和蜗轮4装配在减速机壳体5中，钟摆轴承2压装在输出轴1上，支撑盘3和蜗轮4装配在输出轴1上，钟摆轴承2位于支撑盘3与蜗轮4之间，钟摆轴承2的上端与支撑盘3接触，钟摆轴承2的下端与蜗轮4接触。钟摆轴承2的内挡圈能够自动倾斜，从而对蜗轮的旋转角度进行补偿，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。这一设计还有一个好处是，蜗轮可以从径向实现预紧，这样蜗杆和蜗轮之间就不会产生间隙，解决了由于蜗轮支撑盘两端轴承装配不平导致的轴承受力发生转动异响的问题。
输出轴1的一端设有限位凸台11，限位凸台11与输出轴1为一体结构，钟摆轴承2压入输出轴1上并通过限位凸台11进行限位，钟摆轴承2上端面与限位凸台11贴合。
支撑盘3上设有用于安装钟摆轴承2和供输出轴1穿过的通孔31，通孔31 为阶梯孔有台肩32形成支撑盘轴承座，钟摆轴承2的外挡圈21通过过盈配合安装在支撑盘轴承座中并通过台肩32进行限位，外挡圈21的上端面与台肩32 接触，钟摆轴承2内挡圈22的上端面与限位凸台11接触。
蜗轮4上设有供输出轴1穿过的通孔，蜗轮4的上端通孔的周围设有支撑限位面41，蜗轮4通过过盈配合压装在输出轴1上并通过支撑限位面41限位，钟摆轴承2内挡圈22的下端面与支撑限位面41接触。
钟摆轴承2包括用于调心的外挡圈21和内挡圈22，外挡圈21与内挡圈22 之间设有钢球23，内挡圈22的高度低于外挡圈21的高度，在外挡圈21的内侧硫化特殊PTFE内衬用铜合金网加固，特殊PTFE内衬厚度0.8mm；此结构设计使其强度可与钢铁硬度一样且具有耐高温、摩擦系数极低、自润滑作用等特性。外挡圈与支撑盘轴承座过盈配合，通过上端面限位，摆动角度更大且避免与周围物体接触，钟摆轴承内挡圈能够自动倾斜，从而对蜗轮的旋转角度进行补偿，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。这一设计还有一个好处是，蜗轮可以从径向实现预紧，这样蜗杆和蜗轮之间就不会产生间隙。采用这种方式可以减少转向中常常出现的“咔嗒”声。当车辆行驶方向改变，蜗杆的旋转方向随之改变时，避免反向齿面啮合时发出的噪音，钟摆轴承的旋转运动还可以对支撑盘轴承座中的安装误差提供补偿。
支撑盘3的外径小于减速机壳体的内径，支撑盘3的外径上设有上下布置的环形槽33，环形槽33中装配双O型橡胶圈6，双O型橡胶圈6的一侧卡接在环形槽33中，双O型橡胶圈6的另一侧与减速机壳体5的内径接触。
具体的，支撑盘采用增强尼龙采用一体注塑结构，其直径比减速机构壳体内径更小，不需要其直接与减速机壳体接触，此设计使其重量更轻，上、下两端各有一个环形槽，采用双O型橡胶圈装配到环形槽中，使其承载能力更强，更加有效的缓冲路面冲击导致的蜗轮支撑大盘与减速机构壳体的敲击响，从而抑制异响的发生。采用聚四氟乙烯包覆橡胶“O”型圈，其特点是弹性好，用手挤压易变形，并在一定压力下会保持其弹性不漏气。通过设计过盈量保证起支撑力并且采用双“O”型橡胶圈装配到支撑盘对应的上、下两个环形槽当中，达到隔离支撑盘与减速机壳体之间直接接触的目的，从而避免颠簸路发出的“嗒嗒”敲击异响。
防异响结构还包括下轴承7和锁紧螺母8，减速机壳体5的下端设有安装下轴承7的轴承座，输出轴1上设有与锁紧螺母8配合的螺纹，下轴承7从减速机壳体下端套接在输出轴1上安装到轴承座中并通过锁紧螺母8与输出轴 1上的螺纹配合进行锁紧，下轴承7的上端与蜗轮4的下端接触，下轴承7的下端与锁紧螺母8接触。
本实用新型装配过程为：a、钟摆轴承压装在输出轴上靠限位凸台11限位，钟摆轴承2的外挡圈21通过过盈配合安装在支撑盘轴承座中并通过台肩32 进行限位；b、蜗轮过盈压入输出轴靠钟摆轴承内滚圈与蜗轮上端支撑面限位面41接触进行限位形成半成品；c、半成品装入减速机壳体当中，安装在支撑盘3上的双O型橡胶圈与减速机壳体5的内径接触，并从壳体下端装入下轴承与锁紧螺母，通过调整锁紧螺母的打紧力矩可调整各个零件之间的配合间隙以及消除减速机构的轴向间隙，通过数据采集发现当减速机构轴向间隙＞ 20μm就会发生“嗒嗒”或连续“咯噔”敲击异响。如果产品间隙控制到≤ 10μm，耐久后间隙＜20μm，锁紧螺母扭矩打紧25±3NM，其轴向间隙可以控制在4-8μm，耐久后15μm保证产品的可靠性以及耐久性，可以明显提升产品的NVH性能。
本实用新型通过钟摆轴承外挡圈的自由摆动可实现上、下轴承的同心，并用锁紧螺母锁紧在输出轴端调整其锁紧力矩从而控制轴承的轴向间隙；通过双“O”型橡胶圈结构装在支撑蜗轮大盘外圈上，双“O”型橡胶圈承载能力更强，使其支撑大盘与壳体隔离接触，当车辆行驶在颠簸路面时，可有效缓冲蜗轮支撑大盘与减速机构壳体的敲击，从而抑制异响的发生；解决了蜗轮支撑盘两端轴承装配不平导致的轴承受力发生转动异响，实现了轴向间隙的在线管控，并隔离支撑大盘与减速壳体的直接接触从而抑制了其在颠簸路敲击异响的现象发生。
以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：包括输出轴(1)、钟摆轴承(2)、支撑盘(3)和蜗轮(4)，所述输出轴(1)、钟摆轴承(2)、支撑盘(3)和蜗轮(4)装配在减速机壳体(5)中，钟摆轴承(2)压装在输出轴(1)上，支撑盘(3)和蜗轮(4)装配在输出轴(1)上，钟摆轴承(2)位于支撑盘(3)与蜗轮(4)之间，钟摆轴承(2)的上端与支撑盘(3)接触，钟摆轴承(2)的下端与蜗轮(4)接触；所述支撑盘(3)的外径小于减速机壳体的内径，支撑盘(3)的外径上设有上下布置的环形槽(33)，环形槽(33)中装配双O型橡胶圈(6)，双O型橡胶圈(6)的一侧卡接在环形槽(33)中，双O型橡胶圈(6)的另一侧与减速机壳体(5)的内径接触。
2.如权利要求1所述的一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：所述输出轴(1)的一端设有限位凸台(11)，限位凸台(11)与输出轴(1)为一体结构，钟摆轴承(2)压入输出轴(1)上并通过限位凸台(11)进行限位，钟摆轴承(2)上端面与限位凸台(11)贴合。
3.如权利要求2所述的一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：所述支撑盘(3)上设有用于安装钟摆轴承(2)和供输出轴(1)穿过的通孔(31)，通孔(31)为阶梯孔有台肩(32)形成支撑盘轴承座，钟摆轴承(2)的外挡圈(21)通过过盈配合安装在支撑盘轴承座中并通过台肩(32)进行限位，外挡圈(21)的上端面与台肩(32)接触，钟摆轴承(2)内挡圈(22)的上端面与限位凸台(11)接触。
4.如权利要求3所述的一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：所述蜗轮(4)上设有供输出轴(1)穿过的通孔，蜗轮(4)的上端通孔的周围设有支撑限位面(41)，蜗轮(4)通过过盈配合压装在输出轴(1)上并通过支撑限位面(41)限位，钟摆轴承(2)内挡圈(22)的下端面与支撑限位面(41) 接触。
5.如权利要求2至4任意一项所述的一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：所述钟摆轴承(2)包括用于调心的外挡圈(21)和内挡圈(22)，外挡圈(21)与内挡圈(22)之间设有钢球(23)，内挡圈(22)的高度低于外挡圈(21)的高度，在外挡圈(21)的内侧硫化PTFE内衬。
6.如权利要求5所述的一种电动转向管柱防异响结构，其特征在于：所述防异响结构还包括下轴承(7)和锁紧螺母(8)，减速机壳体(5)的下端设有安装下轴承(7)的轴承座，输出轴(1)上设有与锁紧螺母(8)配合的螺纹，下轴承(7)从减速机壳体下端套接在输出轴(1)上安装到轴承座中并通过锁紧螺母(8)与输出轴(1)上的螺纹配合进行锁紧，下轴承(7)的上端与蜗轮(4)的下端接触，下轴承(7)的下端与锁紧螺母(8)接触。
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