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一种用于电动助力转向组件的变速器组件制造技术

技术编号:16932490 阅读:23 留言:0更新日期:2018-01-03 02:40
一种用于电动助力转向装置的变速器组件(100)包括容纳蜗杆轴(3)和蜗轮(10)的变速器壳体,蜗杆轴是由最靠近电动机(4)的端部处的主轴承(5)和由距电动机最远的端部处的尾轴承(6)相对于壳体(2)支撑的,蜗轮由输出轴(11)支撑,所述输出轴具有提供从变速器取出的至少一个端部,其中主轴承和尾轴承能够通过有限的运动范围相对于壳体自由移动,所述有限的运动范围使所述蜗杆轴能够枢转远离蜗轮,该组件还包括:用于蜗杆轴主轴承的第一枢转装置(27),所述第一枢转装置针对蜗轮扭矩的第一方向而不针对蜗轮扭矩的相反的第二方向抵抗蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定位于枢轴线上的至少一个第一枢轴点,主轴承围绕所述至少一个第一枢轴点枢转;用于蜗杆轴主轴承的第二枢转装置(28),所述第二枢转装置定位在远离第一枢转装置的位置,其针对蜗轮扭矩的第二方向而不是蜗轮扭矩的第一方向抵抗蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定位于第二枢轴线上的至少一个第二枢轴点,主轴承围绕所述至少一个第二枢轴点枢转,第二枢轴点与第一枢轴点间隔开。

A transmission module for electric power steering components

A transmission assembly for electric power steering device (100) includes a housing (3) and the worm gear worm shaft (10) of the transmission housing, the worm shaft is the most close to the motor (4) at the end of the main bearing (5) and by the end of the tail bearing from the farthest of the motor (6) relative to the housing (2) supported by the output shaft, worm gear (11) support, wherein the output shaft is provided with at least one end is removed from the gearbox, the main bearing and tail bearing through a limited range of motion relative to the housing to move freely, the limited range of motion of the worm the shaft can pivot away from the worm, the assembly also includes a first pivot device for rotating the worm shaft main bearing (27), the first direction of the first pivoting device for worm wheel torque without torque for worm gear second opposite direction against the axial component of gear worm shaft and load. In defining at least a first pivot point of the pivot axis on the main bearing on the at least one first pivot pivot; second pivot rotating device for worm shaft main bearing (28), the second pivoting device positioned in the first pivot away from the location of the device, the worm wheel torque in second directions the first direction is not resistance torque worm gear worm shaft axial component of the load, and the limit on at least one of the second pivot point second pivot axis on the main bearing on the at least one second pivot pivot, second pivot point and spaced from the first pivot point.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于电动助力转向组件的变速器组件
本专利技术涉及用于电动助力转向组件的变速器组件。
技术介绍
电动助力转向系统使用电动机来产生辅助扭矩,所述辅助扭矩被施加到转向系统的旋转部分。在常规布置中,该扭矩有助于驾驶员转动转向盘。因为电动机在相对较高的速度下运行最佳,并且由于紧凑型电动机产生相对较低的扭矩,所以电动机的输出与转向柱之间的连接通常通过减速箱。电动助力转向减速箱的最广泛使用的类型具有相对简单的蜗杆和蜗轮构造,所述蜗杆和蜗轮构造类似于附图中图1所示的构造。变速器通常包括变速器壳体,变速器壳体容纳蜗杆轴和蜗轮。蜗杆轴连接到电动机的输出端。电动机可以固定到壳体的端部面,或甚至定位于壳体内。蜗杆轴由最靠近电动机的端部处的主轴承和离电动机最远的端部处的尾轴承所支撑,两个所述轴承通常包括球轴承,所述球轴承支撑在轴承内座圈和轴承外座圈内,所述轴承内座圈螺纹连接到蜗杆轴上,而所述轴承外座圈固定到壳体。轴承的功能是使得蜗杆轴能够旋转,同时在一定程度上限制轴向和径向运动,如将要说明的那样。蜗轮连接到变速器的输出轴,并且被定位成使得蜗轮的齿啮合蜗杆轴的齿。通过选择适当的设计参数,能够使这种类型的变速器在紧凑的尺寸内提供大的减速比。它们采用单个齿轮组,所述单个齿轮组具有低齿间滑动摩擦系数(通常小于0.05),使得它们“可逆向驱动”。即,蜗轮能够几乎像蜗杆驱动蜗轮那样有效地驱动蜗杆。这个最后的特征对于这样类型的EPS系统的安全性是必不可少的,在所述类型的EPS系统中方向盘物理地连接到车轮,使得在电动机发生故障或者电动机控制驱动系统的任何其他部件发生故障的情况下能够实现一些转向效果。已知的是,由于作用在电动助力转向(EPS)设备的输出轴处的外部扭转振动,用于所述设备的减速箱容易发出敲击。这些振动源于车轮,由于表面粗糙或车轮不平衡所致。替代地,机械噪声也可能由于驾驶员在方向盘处所施加的突然的扭矩反转所产生。蜗杆和蜗轮变速器中的主要敲击部位如图1所示:(a)在蜗杆与蜗轮齿的啮合处以及(b)在轴向定位蜗杆轴的“主”球轴承处。对部位(a)处敲击的公知解决方案,也就是所谓的“弹簧蜗杆”机构,往往会加剧部位(b)处的敲击问题。这样的现有技术布置的例子在附图中的图1中示出。在“弹簧蜗杆”机构中,诸如板簧的偏置装置施加偏置力,促使蜗杆轴与蜗轮啮合,偏置力被选择成使得在低蜗轮扭矩下,实现蜗杆与蜗轮齿的双齿面接触,同时确保在较高蜗轮扭矩下蜗杆与蜗轮之间存在单齿面接触的变换。偏置装置需要少量的蜗杆轴的径向运动,这是通过使得所述蜗杆轴能够在蜗轮的平面中绕所述蜗杆轴的轴线这样枢转:在所述蜗杆轴的标称位置的两侧围绕标称地位于(b)处的主轴承的中心处的轴线枢转小角度(通常小于+/-0.5度)。该运动由以下控制(i)在部位(c)处特别构造的尾轴承,所述尾轴承被允许在竖直导向装置(例如直线轴承)中移动小量(通常小于+/-0.5mm),以及(ii)在(b)处的主轴承在其球与其座圈槽的侧面之间具有足够的内部轴向间隙,以便允许通常小于+/-0.5度的小的关节联接(即倾斜)角。不幸的是,在(b)处的轴承中的所述轴向间隙不可避免地允许在内座圈与外座圈之间的相对轴向自由行程高达+/-0.2mm,使得在输出轴处存在换向扭矩脉冲时引起来自轴承的敲击噪声。通过向蜗杆轴施加较大的轴向偏置力,这些敲击噪声能够部分地但不完全地得到抑制。如前所述,如果针对高达由所提供的偏置力量确定的限定水平的蜗轮扭矩水平(例如4Nm),能够保持双齿面接触,则蜗轮敲击在一般的驾驶中不会是严重的问题。所述4Nm被称为“踢出”扭矩,因为它是这样的蜗轮扭矩,在该扭矩下齿面接触力的“法向”分量恰好足以克服该偏置装置的向内作用,从而导致蜗杆轴向外枢转。蜗杆轴的向外枢转运动被尾轴承的竖直导向在所述尾轴承处所允许的行程所限制。为了实现4Nm的踢出扭矩而在该蜗杆轴尾轴承上所需的向下偏置力通常为12N左右,相当于在蜗杆中部处约20N的向下力。只有主轴承在齿接触平面中枢转,对于扭矩传递的两个方向该踢出扭矩才是相同的。如果蜗杆轴在主轴承中心处枢转,如图1所示,或者在平行于除了齿接触点以外的标称蜗杆轴线的任何水平面中枢转,则由于蜗轮扭矩导致的力的轴向分量所产生的力矩,踢出扭矩在两个扭矩传递方向上会不同。采用上述抑制蜗轮敲击的“弹簧蜗杆”方法的一个显著缺点是作用在尾轴承上的偏置装置在变速器中造成额外量的静态(即背景)摩擦。与没有蜗杆轴关节联接的所谓“固定中心变速器”相比,增加量通常约为0.5Nm。这种增加是由于额外的滑动摩擦所致,当蜗杆与蜗轮齿的齿面被ARS啮合时,所述额外的滑动摩擦产生在它们之间。加剧这种效果一是通过齿的"楔形"形状,所述“楔形”形状是齿的斜率或“压力角”的函数,二是通过以下事实:当在蜗轮轴线处测量时,蜗杆轴处感受到的额外的旋转拉力乘以变速比(通常约为20:1)。
技术实现思路
根据第一方面,本专利技术提供一种用于电动助力转向设备的变速器组件,包括:变速器壳体,所述变速器壳体容纳蜗杆轴和蜗轮,蜗杆轴相对于壳体由最靠近电动机的端部处的主轴承和由离电动机最远的端部处的尾轴承所支撑,蜗轮由输出轴支撑,所述输出轴具有能够从变速器组件脱出的至少一个端部,其中,主轴承和尾轴承可以通过有限的运动范围相对于壳体自由移动,所述有限的运动范围使的蜗杆轴能够枢转远离蜗轮,所述组件还包括:第一枢转装置,所述第一枢转装置用于蜗杆轴主轴承,所述蜗杆轴主轴承针对蜗轮扭矩的第一方向而不针对蜗轮扭曲的相反的第二方向抵抗蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第一枢轴点,主轴承围绕所述第一枢轴点枢转,所述第一枢轴点位于枢轴线上,第二枢转装置,所述第二枢转装置用于蜗杆轴主轴承,所述第二枢转装置位于远离第一枢转装置的位置,其针对蜗轮扭矩的第二方向而不针对蜗轮扭矩的第一方向抵抗蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第二枢轴点,主轴承围绕所述第二枢轴点枢转,所述第二枢轴点位于第二枢轴线上,第二枢轴点与第一枢轴点间隔开。提供两个不同的枢轴点,每个枢轴点用于针对相应的蜗轮扭矩的方向抵抗蜗杆轴齿负荷,可以在保持相同水平的踢出扭矩的同时减小变速器中的上述静态摩擦。在优选的布置中,由第一枢转装置限定的枢轴点可以定位在齿接触平面与蜗杆轴线相对的一侧上,由第二枢转装置限定的枢轴点定位在齿接触面与蜗杆轴线相同的一侧上。为了方便起见,在本申请中,我们将认为蜗杆轴处于“接触面上方”,蜗轮轴线处于"接触面下方",蜗轮轴线位于水平面中,蜗杆轴线也位于水平面中,蜗轮轴线与蜗杆轴线正交。在该取向上的枢轴线通常可以位于水平面中并且平行于蜗轮的轴线延伸。读者将会理解,这些在这里仅作为相关术语使用,而不应被解释为以绝对的方式限制任何部件的位置。当组件以前段所述的方式定向时,第一枢轴点可以位于齿接触平面下方,所述第一枢轴点与所述齿接触平面的垂直测量的距离与由第二枢转装置限定的枢轴点位于齿接触平面上方的距离基本相同。扭矩的第一方向可以是这样的方向,所述方向产生具有指向电动机的分量的齿接触力,第二方向可以与所述第一方向相反。变速器组件可以包括支撑装置,所述支撑装置相对于作用在主轴承上的径向力基本刚性地支撑主轴承、相对于作用在主轴承上的轴向力基本柔性地支撑主轴承,从而使得主轴承能够围绕第本文档来自技高网
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一种用于电动助力转向组件的变速器组件

【技术保护点】
一种用于电动助力转向设备的变速器组件,包括:变速器壳体,所述变速器壳体容纳蜗杆轴和蜗轮,所述蜗杆轴相对于所述壳体被主轴承和尾轴承支撑,所述主轴承位于最靠近所述电动机的端部处,所述尾轴承位于离所述电动机最远的端部处,所述蜗轮被输出轴支撑,所述输出轴具有至少一个端部,所述至少一个端部能够从所述变速器组件脱出,其中,所述主轴承和所述尾轴承通过有限的运动范围能够相对于所述壳体自由移动,所述有限的运动范围使得所述蜗杆轴能够枢转远离所述蜗轮,所述变速器组件还包括:第一枢转装置,所述第一枢转装置用于所述蜗杆轴主轴承,所述第一枢转装置针对所述蜗轮扭矩的第一方向而不针对所述蜗轮扭矩的相反的第二方向抵抗所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第一枢轴点,所述主轴承围绕所述至少一个第一枢轴点枢转,所述至少一个第一枢轴点位于枢轴线上;第二枢转装置,所述第二枢转装置用于所述蜗杆轴主轴承并且定位在远离所述第一枢转装置的位置,所述第二枢转装置针对所述蜗轮扭矩的第二方向而不针对所述蜗轮扭矩的第一方向抵抗所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第二枢轴点,所述主轴承围绕所述至少一个第二枢轴点枢转,所述至少一个第二枢轴点位于第二枢轴线上,所述第二枢轴点与所述第一枢轴点间隔开。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 GB 1504958.81.一种用于电动助力转向设备的变速器组件,包括:变速器壳体,所述变速器壳体容纳蜗杆轴和蜗轮,所述蜗杆轴相对于所述壳体被主轴承和尾轴承支撑,所述主轴承位于最靠近所述电动机的端部处,所述尾轴承位于离所述电动机最远的端部处,所述蜗轮被输出轴支撑,所述输出轴具有至少一个端部,所述至少一个端部能够从所述变速器组件脱出,其中,所述主轴承和所述尾轴承通过有限的运动范围能够相对于所述壳体自由移动,所述有限的运动范围使得所述蜗杆轴能够枢转远离所述蜗轮,所述变速器组件还包括:第一枢转装置,所述第一枢转装置用于所述蜗杆轴主轴承,所述第一枢转装置针对所述蜗轮扭矩的第一方向而不针对所述蜗轮扭矩的相反的第二方向抵抗所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第一枢轴点,所述主轴承围绕所述至少一个第一枢轴点枢转,所述至少一个第一枢轴点位于枢轴线上;第二枢转装置,所述第二枢转装置用于所述蜗杆轴主轴承并且定位在远离所述第一枢转装置的位置,所述第二枢转装置针对所述蜗轮扭矩的第二方向而不针对所述蜗轮扭矩的第一方向抵抗所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且限定至少一个第二枢轴点,所述主轴承围绕所述至少一个第二枢轴点枢转,所述至少一个第二枢轴点位于第二枢轴线上,所述第二枢轴点与所述第一枢轴点间隔开。2.如权利要求1所述的变速器组件,其中,由所述第一枢转装置限定的枢轴点位于所述齿接触平面与所述蜗杆轴线相对的一侧,而由所述第二枢转装置限定的枢轴点位于所述齿接触平面与所述蜗杆轴线相同的一侧。3....

【专利技术属性】
技术研发人员:M·阿普尔亚德
申请(专利权)人:TRW有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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