一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构制造技术

本实用新型专利技术涉及转向系统技术领域，具体地说是一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构。底板上设有滑轨，滑轨上采用连接件连接平移滑台；位于滑轨一侧的底板上连接伺服电机一，伺服电机一的驱动轴采用连接件连接滚珠丝杆的一端，滚珠丝杆的另一端与平移滑台连接；平移滑台上连接辅助支架，辅助支架的一侧连接伺服电机二，伺服电机二的驱动轴通过联轴器连接弹簧机构的一端，弹簧机构的另一端连接蜗轮安装驱动座；位于弹簧机构上方设有位移传感器，位移传感器的前端通过顶出杆抵接蜗轮安装驱动座的底部。同现有技术相比，该机构可实现通过机构能自动旋转蜗轮并自动通过位移传感器判定蜗轮与蜗杆齿部和以及蜗轮与小齿轮花键之间是否啮合。齿轮花键之间是否啮合。齿轮花键之间是否啮合。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构


[0001]本技术涉及转向系统
，具体地说是一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构。

技术介绍

[0002]蜗轮是用于连接电机的蜗杆和传感器总成的，以便将电机的助力通过蜗轮传递到小齿轮并驱动齿条运动。由于目前单电机助力转向机结构的特殊性，电机在齿条下方，所以蜗轮结构在小齿轮下方，蜗轮需要在小齿轮和齿条安装完之后再进行装配。蜗轮结构为外部齿轮，内部为花键，外部齿轮与蜗杆啮合，内部花键与输入轴小齿轮下部的花键啮合。蜗轮蜗杆自动认齿方式实质分为两步，首先是蜗轮外部齿轮与蜗杆齿部的认齿，第二步是蜗轮内部花键与小齿轮底部的外花键认齿。蜗轮认完齿之后再进行压装蜗轮至最终位置。
[0003]根据该转向机的设计，安装蜗轮时蜗轮齿部与蜗杆齿部先接触先啮合，然后才是蜗轮花键和小齿轮花键啮合。因此认齿分为两步，第一步是蜗轮与蜗杆的齿部认齿，第二步是蜗杆与小齿轮的花键认齿。在第一步蜗轮和蜗杆认齿成功并啮合达到一定深度之后，第二部蜗轮的花键才会与小齿轮的花键接触并开始认齿。由于蜗杆的位置以及蜗轮的花键和小齿轮的花键相位角都是随机的。所以在安装蜗轮时，首先可能会出现蜗轮齿部和蜗杆齿部齿顶齿的情况，此时需要旋转蜗轮让蜗轮齿落入蜗杆齿槽，使得蜗轮齿部与蜗杆齿部啮合。在蜗轮齿部与蜗杆齿部完成啮合并达到一定深度之后，蜗杆内花键和小齿轮外花键才会接触，同样也会碰到两者花键可能出现齿顶齿的情况，此时仍需继续旋转蜗轮，使得蜗轮内花键的齿与小齿轮外花键的齿槽啮合。具体认齿情况参见图1，图2。
[0004]由于之前蜗轮与蜗杆已经啮合，因此第二次为了花键啮合旋转蜗轮的时候蜗杆会随着蜗轮旋转，从而已经啮合的齿部不会脱开。在蜗轮和蜗杆齿部以及蜗轮和小齿轮花键齿顶齿未啮合的情况下，就需要旋转蜗轮来认齿，最终达到啮合状态。一般传统的装配方式是手工拾取蜗轮套入小齿轮，同时旋转蜗轮，让其与蜗杆啮合，然后再通过旋转蜗轮与小齿轮的花键啮合。这种装配方式耗费大量人工时间，这对于当前高昂的人工成本来讲并不可取。另外机床的自动流程将被打破，该工位的整个工艺自动过程将被切成几个碎片，节拍也会受影响。

技术实现思路

[0005]本技术为克服现有技术的不足，提供一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构，可以实现通过机构能自动旋转蜗轮并自动通过位移传感器判定蜗轮与蜗杆齿部和以及蜗轮与小齿轮花键之间是否啮合。
[0006]为实现上述目的，设计一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构，包括底板、伺服电机、位移传感器、弹簧机构，其特征在于：底板上设有滑轨，滑轨上采用连接件连接平移滑台；位于滑轨一侧的底板上连接伺服电机一，伺服电机一的驱动轴采用连接件连接滚珠丝杆的一端，滚珠丝杆的另一端与平移滑台连接；平移滑台上连接辅助支架，
辅助支架的一侧连接伺服电机二，伺服电机二的驱动轴通过联轴器连接弹簧机构的一端，弹簧机构的另一端连接蜗轮安装驱动座；位于弹簧机构上方设有位移传感器，位移传感器的前端通过顶出杆抵接蜗轮安装驱动座的底部。
[0007]所述的滚珠丝杆的两端通过滚珠丝杆连接件与底板连接。
[0008]所述的辅助支架为“井”字型框架结构，辅助支架的一侧连接伺服电机二，辅助支架的另一侧连接旋转轴支撑座。
[0009]所述的联轴器位于辅助支架的内侧位置，联轴器的一端与伺服电机二的驱动轴连接，联轴器的另一端连接旋转轴的一端，旋转轴的另一端贯穿辅助支架与弹簧机构连接。
[0010]所述的旋转轴支撑座套设在旋转轴的外侧，旋转轴支撑座的底部与辅助支架的另一侧面连接。
[0011]本技术同现有技术相比，提供一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构，可以实现通过机构能自动旋转蜗轮并自动通过位移传感器判定蜗轮与蜗杆齿部和以及蜗轮与小齿轮花键之间是否啮合。
附图说明
[0012]图1，图2为单电机助力转向机蜗轮蜗杆及传感器总成结构示意图。
[0013]图3为本技术结构立体图。
[0014]图4为本技术结构主视图。
实施方式
[0015]下面根据附图对本技术做进一步的说明。
[0016]如图3，图4所示，底板1上设有滑轨13，滑轨13上采用连接件连接平移滑台3；位于滑轨13一侧的底板1上连接伺服电机一2，伺服电机一2的驱动轴采用连接件连接滚珠丝杆4的一端，滚珠丝杆4的另一端与平移滑台3连接；平移滑台3上连接辅助支架7，辅助支架7的一侧连接伺服电机二5，伺服电机二5的驱动轴通过联轴器6连接弹簧机构10的一端，弹簧机构10的另一端连接蜗轮安装驱动座11；位于弹簧机构10上方设有位移传感器8，位移传感器8的前端通过顶出杆9抵接蜗轮安装驱动座11的底部。
[0017]滚珠丝杆4的两端通过滚珠丝杆连接件与底板1连接。
[0018]辅助支架7为“井”字型框架结构，辅助支架7的一侧连接伺服电机二5，辅助支架7的另一侧连接旋转轴支撑座14。
[0019]联轴器6位于辅助支架7的内侧位置，联轴器6的一端与伺服电机二5的驱动轴连接，联轴器6的另一端连接旋转轴15的一端，旋转轴15的另一端贯穿辅助支架7与弹簧机构10连接。
[0020]旋转轴支撑座14套设在旋转轴15的外侧，旋转轴支撑座14的底部与辅助支架7的另一侧面连接。
[0021]本技术采用一个旋转运动的伺服电机二5控制蜗轮旋转，一个直线运动的伺服电机一2用于推送蜗轮12前进，另外通过外接的位移传感器8识别蜗轮蜗杆齿部是否啮合以及蜗轮和小齿轮花键是否啮合。
[0022]伺服电机一2可以推动带有蜗轮12的平移滑台3做前后直线运动。在认齿时，伺服
电机一2先将蜗轮12推动到指定的位置，这个指定的位置必须使蜗轮安装驱动座11后面的弹簧机构10已经处于部分压缩状态，使蜗轮12和蜗杆之间有一定的预紧力。
[0023]然后根据位移传感器8的数值判断蜗轮12和蜗杆是否啮合，啮合后位移传感器8的数值会小于设定值。伺服电机一2的设定位置和位移传感器8的设定数值都需要在调试的时候设置。当位移传感器8的数值大于设定位置时，表示蜗轮12和蜗杆没有啮合，蜗轮12和蜗杆处于齿对齿的状态，这时机床就会发出指令要求伺服电机二5带动蜗轮12旋转，旋转时并在弹簧机构10的作用下，推动蜗轮12的齿落入蜗杆的齿槽中，实现蜗轮12和蜗杆的啮合，完成齿轮认齿。
[0024]在蜗轮12和蜗杆实现啮合后，伺服电机一2会将整个机构前进至第二个设定位置，这个位置用于蜗轮花键和小齿轮的花键啮合。与蜗轮12和蜗杆的啮合原理一致，通过位移传感器8和伺服电机二5配合最终实现蜗轮花键和小齿轮的花键啮合，最终完成花键认齿。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构，包括底板、伺服电机、位移传感器、弹簧机构，其特征在于：底板（1）上设有滑轨（13），滑轨（13）上采用连接件连接平移滑台（3）；位于滑轨（13）一侧的底板（1）上连接伺服电机一（2），伺服电机一（2）的驱动轴采用连接件连接滚珠丝杆（4）的一端，滚珠丝杆（4）的另一端与平移滑台（3）连接；平移滑台（3）上连接辅助支架（7），辅助支架（7）的一侧连接伺服电机二（5），伺服电机二（5）的驱动轴通过联轴器（6）连接弹簧机构（10）的一端，弹簧机构（10）的另一端连接蜗轮安装驱动座（11）；位于弹簧机构（10）上方设有位移传感器（8），位移传感器（8）的前端通过顶出杆（9）抵接蜗轮安装驱动座（11）的底部。2.根据权利要求1所述的一种用于单电机助力转向机蜗轮和蜗杆的认齿装配机构，其特征在于：所述的滚珠丝杆（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：周高峰，陈微泓，
申请(专利权)人：博世华域转向系统有限公司，
类型：新型
国别省市：