CN219969766U - 一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，包括转向器壳体、可伸缩于转向器壳体内外的转向拉杆，其特征在于，转向器壳体上安装有用于辅助转向拉杆伸缩的电动助力装置，电动助力装置包括固定安装于转向器壳体的电控单元、转动安装于转向壳体内且通过联轴器连接电控单元输出端的蜗杆、转动安装于转向拉杆且啮合蜗杆的蜗轮、固定安装于蜗轮轴孔且套设于转向拉杆上的丝杠螺母、固定设置于转向拉杆中部且螺纹配合丝杠螺母的丝杠，蜗杆的两端分别通过轴承一和轴承二转动安装于转向器壳体内，轴承一靠近联轴器，转向器壳体位于蜗杆的轴承二处设置有蜗轮蜗杆中心距补偿机构。本实用新型的优点：具有传动稳定、输出力高和使用寿命长的效果。

Description

一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成

技术领域

本实用新型涉及电动助力转向器技术领域，特别涉及一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成。

背景技术

中国汽车产业正在向着电动化、智能化和网联化 （简称 “三化” ） 快速发展，新能源汽车也迎来了高速发展，新能源汽车越来越多，由于新能源汽车 增加了电池包并且续航里程不断被刷新导致整车质量相对于燃油车更重，市场上针对不用载 荷的车型分别有不同电动助力转向系统，前轴载荷 900Kg 左右以下的车型一般使用有刷 C-EPS（管柱式电动助力转向系统），前轴载荷 900~ 1150Kg 左右的车型一般使用无刷 C-EPS （管柱式电动助力转向系统），前轴载荷 1150~ 1650Kg 左右的车型一般使用无刷 DP-EPS（双小齿轮式电动助力转向系统），前轴载荷 1650Kg~2550Kg 左右的车型一般使用 R-EPS；

目前随着市场各种纯电的中大型 SUV 和纯电皮卡以及一些纯电越野车的发布，更高载荷 的车型则需要更高输出力的电动助力转向系统，而 R-EPS 虽能够应用较高载荷的车型上，但 其减速机构普遍选择的是皮带传动幅，该皮带传动幅不仅传动比较小、输出转矩较低，而且其中皮带易受磨损、寿命较短，因此需要时常对 R-EPS 中皮带进行更换。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，具有传动稳定、输出力高和使用寿命长的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种丝杠蜗轮蜗杆电动助 力转向器总成，包括转向器壳体、可伸缩于所述转向器壳体内外的转向拉杆，其特征在于， 所述转向器壳体上安装有用于辅助转向拉杆伸缩的电动助力装置，所述电动助力装置包括固 定安装于转向器壳体的电控单元、转动安装于转向壳体内且通过联轴器连接电控单元输出端 的蜗杆、转动安装于转向拉杆且啮合蜗杆的蜗轮、固定安装于蜗轮轴孔且套设于转向拉杆上 的丝杠螺母、固定设置于转向拉杆中部且螺纹配合丝杠螺母的丝杠，所述蜗杆的两端分别通 过轴承一和轴承二转动安装于所述转向器壳体内，所述轴承一靠近所述联轴器，所述转向器壳体位于蜗杆的轴承二处设置有蜗轮蜗杆中心距补偿机构。

通过采用上述技术方案，当需要电动助力转向器壳体中转向拉杆伸缩时，首先电控单元 会通过联轴器将扭矩传递至蜗杆，接着蜗杆将扭矩传递至与其啮合的蜗轮，由于丝杠螺母固定于蜗轮的轴孔，因此丝杠螺母就会随蜗轮一同转动，之后丝杠螺母所配合的丝杠，会在其转动下，带动转向器壳体内的转向拉杆向外或向内伸缩，进而达到助力转向的效果。

本实用新型的进一步设置为：所述转向器壳体包括左壳体和右壳体，且两者通过螺栓固 定连接，所述左壳体压装有供丝杠螺母转动的轴承三，所述轴承三内圈固定安装于所述丝杠 螺母上，所述电控单元通过螺栓装配于所述左壳体上，所述蜗杆通过锁紧螺母装配于所述左壳体上。

本实用新型的进一步设置为：所述轴承三内圈压装于丝杠螺母上，所述丝杠螺母上螺纹连接有抱紧轴承三内圈的大螺母。

本实用新型的进一步设置为：所述蜗轮通过精密定位圈装配在丝杠螺母上。

本实用新型的进一步设置为：所述蜗轮蜗杆中心距补偿机构包括螺纹旋进于左壳体的导 杆壳体螺栓、部分插于导杆壳体螺栓内部的导杆、固定于导杆上且滑动接触导杆壳体螺栓内 壁的凸起、套设于所述导杆上且位于凸起和导杆壳体螺栓内底部之间的弹簧，所述导杆位于 导杆壳体螺栓外部的一端垂直顶靠于轴承二外圈上，且此时导杆壳体螺栓内的弹簧处于压缩 状态，所述导杆壳体螺栓内底部开设有供导杆一端插入的凹孔，且凹孔底部和导杆的一端之间留有一段间距。

通过采用上述技术方案，当蜗轮的齿厚出现磨损后，蜗轮和蜗杆的中心距会变小，此时 弹簧就会通过导杆推动轴承二向蜗轮方向移动上，以减小蜗轮和蜗杆中心距，进而保障蜗轮 和蜗杆啮合无间隙；当蜗轮在高温环境下溶胀后，蜗轮向外扩张，蜗杆和轴承二则被动的向 外移动，此时弹簧会进一步的压缩，以一定的给出蜗杆和轴承二向远离蜗轮移动的空间，进 而防止蜗轮和蜗杆啮合过紧，导致两者的传动出现卡滞；当蜗轮磨损量已超过弹簧自由长度 时，可转动导杆壳体螺栓向蜗轮方向旋入，即可使弹簧再次处于压缩状态，从而使蜗轮蜗杆中心距再次达到补偿状态，提高丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成使用寿命。

本实用新型的进一步设置为：所述导杆壳体螺栓的内部进口处铆接有端盖，所述端盖上开设有只供导杆穿出的通孔。

本实用新型的进一步设置为：所述左壳体和轴承二外圈的间隙处装配有柔软的 H型护套，

所述导杆从 H 型护套的顶部穿入，且一端垂直作用于轴承二外圈上。

通过采用上述技术方案，当蜗轮和蜗杆快速换向时，导杆壳体螺栓内的弹簧就会受其所 产生震动，快速的压缩和回弹，而导杆则会受弹簧影响，上下运动的撞击加剧轴承二的震动， 此时柔软的 H 型护套则会吸收并削弱轴承二震动的动能，从而在保护轴承二安全的同时，还能防止轴承二因震动撞击左壳体产生异响。

本实用新型的进一步设置为：所述左壳体位于蜗杆远离电控单元一端开设有安装孔，所述安装孔可供蜗杆、轴承一、轴承二和 H 型护套部件进入，且其孔口处过盈配合有堵盖。

本实用新型的有益效果是：

1 、电控单元通过蜗轮和蜗杆、丝杠螺母和丝杠的传动结构助力转向拉杆伸缩，不仅相较 于传统的 R-ESP 的皮带传动，具有传动比大、安装结构紧凑和传动稳定等优点，而且蜗轮蜗 杆传动，还能进一步提升电控单元所输出转矩，从而提高丝杠和丝杠螺母传动幅的输出助力，以保障转向拉杆的伸缩稳定。

2.通过蜗轮蜗杆中心距补偿机构的结构，不仅能应对蜗轮的齿厚出现磨损、蜗轮在高温 环境下溶胀等情况，自动的调整和补偿蜗轮和蜗杆之间中心距，以保障蜗轮蜗杆的传动稳定， 而且当蜗轮磨损量已超过弹簧自由长度时，还可转动导杆壳体螺栓向蜗轮方向旋入，使弹簧 再次处于压缩状态，从而使蜗轮蜗杆中心距再次达到补偿状态，提高丝杠蜗轮蜗杆电动助力 转向器总成使用寿命，同时在装配时通过导杆壳体螺栓的设定补偿量，还可以一定的改善该蜗杆加工和装配误差。

3.通过 H 型护套与蜗杆的轴承二之间装配结构，不仅使得使得蜗轮蜗杆中心距补偿过程 中补偿刚度稳定，而且还能在蜗轮蜗杆快速转向过程中，能够吸收弹簧和导杆所传递给轴承 二的震动，从而在有效保障轴承二使用寿命的同时，还能防止轴承二因震动撞击左壳体而产生异响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他

图 1 是本实施例的立体结构示意图；

图 2 是本实施例的丝杠和丝杠螺母连接关系示意图一；

图 3 是本实施例的蜗轮和蜗杆连接关系示意图；

图 4 是图 3 的 A 处放大图；

图 5 是本实施例的 H 型护套和轴承二位置关系示意图；

图中，1、转向器壳体；11 、左壳体；12 、右壳体；2 、转向拉杆；3 、电动助力装置；31、 电控单元；32 、蜗杆；321 、轴承一；322 、轴承二；323 、锁紧螺母；33 、蜗轮；331 、精密 定位圈；34 、丝杠螺母；341 、轴承三；342 、大螺母；35 、丝杠；4 、联轴器；5 、蜗轮蜗杆中心距补偿机构；51 、导杆壳体螺栓；511 、凹孔；52 、导杆；521 、凸起；53 、弹簧；54、端盖；55 、H 型护套；6 、堵盖。

实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述 的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，如图 1-3 所示，包括转向器壳体 1、可 伸缩于转向器壳体 1 内外的转向拉杆 2 ，其特征在于，转向器壳体 1 上安装有用于辅助转向 拉杆 2 伸缩的电动助力装置 3，电动助力装置 3 包括固定安装于转向器壳体 1 的电控单元 31、 转动安装于转向壳体内且通过联轴器 4 连接电控单元 31 输出端的蜗杆 32 、转动安装于转向 拉杆 2 且啮合蜗杆 32 的蜗轮 33 、固定安装于蜗轮 33轴孔且套设于转向拉杆 2 上的丝杠螺母 34 、固定设置于转向拉杆 2 中部且螺纹配合丝杠螺母 34 的丝杠 35 ，蜗杆 32 的两端分别通过 轴承一 321 和轴承二 322 转动安装于转向器壳体 1 内，轴承一 321 靠近联轴器 4 ，转向器壳 体 1 位于蜗杆 32 的轴承二322 处设置有蜗轮蜗杆中心距补偿机构 5 ，当需要电动助力转向器 壳体 1 中转向拉杆2 伸缩时，首先电控单元 31 会通过联轴器 4 将扭矩传递至蜗杆 32 ，接着 蜗杆 32 将扭矩传递至与其啮合的蜗轮 33 ，由于丝杠螺母 34 固定于蜗轮 33 的轴孔，因此丝 杠螺母 34 就会随蜗轮 33 一同转动，之后丝杠螺母 34 所配合的丝杠 35 ，会在其转动下，带动转向器壳体 1 内的转向拉杆 2 向外或向内伸缩，进而达到助力转向的效果。

如图 2、图 3 所示，转向器壳体 1 包括左壳体 11 和右壳体 12，且两者通过螺栓固定连接， 左壳体 11 压装有供丝杠螺母 34 转动的轴承三 341 ，轴承三 341 内圈固定安装于丝杠螺母 34 上，电控单元 31 通过螺栓装配于左壳体 11 上，蜗杆 32 通过锁紧螺母 323 装配于左壳体 11 上，通过上述左壳体 11 和右壳体 12 的连接结构，能够精准快速将丝杠螺母 34 和蜗轮 33 等 结构装配于转向器上。其中，轴承三 341 内圈压装于丝杠螺母 34 上，丝杠螺母 34 上螺纹连 接有抱紧轴承三 341 内圈的大螺母 342 ，能够稳定有效将丝杆螺母转动安装于左壳体 11 上； 蜗轮 33 通过精密定位圈 331 装配在丝杠螺母 34 上，能够稳定有效将丝杠螺母 34 固定于蜗轮33 轴孔中。

如图 3 、图 4 所示，蜗轮蜗杆中心距补偿机构 5 包括螺纹旋进于左壳体 11 的导杆壳体螺 栓 51、部分插于导杆壳体螺栓 51 内部的导杆 52、固定于导杆 52 上且滑动接触导杆壳体螺栓 51 内壁的凸起 521 、套设于导杆 52 上且位于凸起 521 和导杆壳体螺栓 51 内底部之间的弹簧 53 ，导杆 52 位于导杆壳体螺栓 51 外部的一端垂直顶靠于轴承二 322 外圈上，且此时导杆壳 体螺栓 51 内的弹簧 53 处于压缩状态，导杆壳体螺栓 51 内底部开设有供导杆 52 一端插入的 凹孔 511 ，且凹孔 511 底部和导杆 52 的一端之间留有一段间距，当蜗轮 33 的齿厚出现磨损后，蜗轮 33 和蜗杆 32 的中心距会变小，此时弹簧 53 就会通过导杆 52 推动轴承二 322 向蜗轮 33 方向移动上，以减小蜗轮 33 和蜗杆 32 中心距，进而保障蜗轮 33 和蜗杆 32 啮合无间隙； 当蜗轮 33 在高温环境下溶胀后，蜗轮 33 向外扩张，蜗杆 32 和轴承二 322 则被动的向外移动， 此时弹簧53 会进一步的压缩，以一定的给出蜗杆 32 和轴承二 322 向远离蜗轮 33 移动的空间，进而防止蜗轮 33 和蜗杆 32 啮合过紧，导致两者的传动出现卡滞；当蜗轮 33 磨损量已超过弹 簧 53 自由长度时，可转动导杆壳体螺栓 51 向蜗轮 33 方向旋入，即可使弹簧53 再次处于压 缩状态，从而使蜗轮 33 蜗杆 32 中心距再次达到补偿状态，提高丝杠 35蜗轮 33 蜗杆 32 电动 助力转向器总成使用寿命。其中，导杆壳体螺栓 51 的内部进口处铆接有端盖 54 ，端盖 54 上 开设有只供导杆 52 穿出的通孔，能够在安装装配导杆壳体螺栓 51 时，防止导杆 52 和弹簧53 从导杆壳体螺栓 51 内部脱落。

如图 4 、图 5 所示，左壳体 11 和轴承二 322 外圈的间隙处装配有柔软的 H型护套 55 ， 导杆 52 从 H 型护套 55 的顶部穿入，且一端垂直作用于轴承二 322 外圈上，当蜗轮 33 和蜗 杆 32 快速换向时，导杆壳体螺栓 51 内的弹簧 53 就会受其所产生震动，快速的压缩和回弹， 而导杆 52 则会受弹簧 53 影响，上下运动的撞击加剧轴承二322 的震动，此时柔软的 H 型护 套 55 则会吸收并削弱轴承二 322 震动的动能，从而保护轴承二 322 安全的同时，还能防止轴 承二 322 因震动撞击左壳体 11 产生异响。其中，左壳体 11 位于蜗杆 32 远离电控单元 31 一 端开设有安装孔，安装孔可供蜗杆 32、轴承一 321 、轴承二 322 和 H 型护套 55 部件进入， 且其孔口处过盈配合有堵盖 6 ，通过安装孔和堵盖 6 过盈配合，能够快速便捷的将蜗杆 32、蜗轮蜗杆中心距补偿机构 5等零部件装配于左壳体 11 内部。

Claims (8)

1.一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，包括转向器壳体（1）、可伸缩于所述转向器壳体（1）内外的转向拉杆（2），其特征在于，所述转向器壳体（1）上安装有用于辅助转向 拉杆（2）伸缩的电动助力装置（3），所述电动助力装置（3）包括固定安装于转向器壳体（1） 的电控单元（31）、转动安装于转向壳体内且通过联轴器（4）连接电控单元（31）输出端的 蜗杆（32）、转动安装于转向拉杆（2）且啮合蜗杆（32）的蜗轮（33）、固定安装于蜗轮（33） 轴孔且套设于转向拉杆（2）上的丝杠螺母（34）、固定设置于转向拉杆（2）中部且螺纹配 合丝杠螺母（34）的丝杠（35），所述蜗杆（32）的两端分别通过轴承一（321）和轴承二（322） 转动安装于所述转向器壳体（1）内，所述轴承一（321）靠近所述联轴器（4），所述转向器壳体（1）位于蜗杆（32）的轴承二（322）处设置有蜗轮蜗杆中心距补偿机构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述转向器壳体（1）包括左壳体（11）和右壳体（12），且两者通过螺栓固定连接，所述左壳体（11）压装有供丝杠螺母（34）转动的轴承三（341），所述轴承三（341）内圈固定安装于所述丝 杠螺母（34）上，所述电控单元（31）通过螺栓装配于所述左壳体（11）上，所述蜗杆（32）通过锁紧螺母（323）装配于所述左壳体（11）上。

3.根据权利要求2所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述轴承三（341）内圈压装于丝杠螺母（34）上，所述丝杠螺母（34）上螺纹连接有抱紧轴承三（341）内圈的大螺母（342）。

4.根据权利要求1所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述蜗轮（33）通过精密定位圈（331）装配在丝杠螺母（34）上。

5.根据权利要求2所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述蜗轮蜗杆中心距补偿机构（5）包括螺纹旋进于左壳体（11）的导杆壳体螺栓（51）、部分插于 导杆壳体螺栓（51）内部的导杆（52）、固定于导杆（52）上且滑动接触导杆壳体螺栓（51） 内壁的凸起（521）、套设于所述导杆（52）上且位于凸起（521）和导杆壳体螺栓（51）内 底部之间的弹簧（53），所述导杆（52）位于导杆壳体螺栓（51）外部的一端垂直顶靠于轴 承二（322）外圈上，且此时导杆壳体螺栓（51）内的弹簧（53）处于压缩状态，所述导杆壳 体螺栓（51）内底部开设有供导杆（52）一端插入的凹孔（511），且凹孔（511）底部和导杆（52）的一端之间留有一段间距。

6.根据权利要求5所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述导杆壳体螺栓（51）的内部进口处铆接有端盖（54），所述端盖（54）上开设有只供导杆（52）穿出的通孔。

7.根据权利要求5所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述左壳体（11）和轴承二（322）外圈的间隙处装配有柔软的 H 型护套（55），所述导杆（52）从 H型护套（55）的顶部穿入，且一端垂直作用于轴承二（322）外圈上。

8.根据权利要求7所述的一种丝杠蜗轮蜗杆电动助力转向器总成，其特征在于：所述左壳体（11）位于蜗杆（32）远离电控单元（31）一端开设有安装孔，所述安装孔可供蜗杆（32）、轴承一（321）、轴承二（322）和 H 型护套（55）部件进入，且其孔口处过盈配合有堵盖（6）。