CN114131311A - 一种同轴度调节装置、蜗轮蜗杆转向机及装配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转向技术领域,公开了一种同轴度调节装置、蜗轮蜗杆转向机及装配装置,在孔类部件和轴类部件之间设置弹性公差环,若压装过程中孔类部件和轴类部件之间存在偏斜,弹性公差环将会在轴类部件和孔类部件的挤压作用下发生弹性变形,并反作用于孔类部件和轴类部件,以使孔类部件和轴类部件中的一个发生摆动,使孔类部件和轴类部件同轴,提高两个压装部件的装配精度。弹性公差环还能够减小蜗轮蜗杆转向机工作时的震动和噪音,即使工作时的震动使孔类部件和轴类部件之间产生松动或极限工况下孔类部件和轴类部件产生周向相对滑动,但不会破坏孔类部件和轴类部件之间的扭矩传递,弹性公差环仍能继续提供稳定的摩擦扭矩,可以保证扭矩正常传递。
Description
技术领域
本发明涉及转向技术领域,尤其涉及一种同轴度调节装置、蜗轮蜗杆转向机及装配装置。
背景技术
双小齿轮电动助力转向***多采用蜗轮蜗杆转向机进行动力传动,蜗杆与电机主轴连接以接收电机的扭矩,电机将动力通过蜗轮蜗杆机构传递至驱动齿轮轴,使驱动齿轮轴带动与其啮合的齿条在转向机壳体内往复移动,从而实现汽车转向功能。蜗轮蜗杆机构具有减速增扭的作用,可以将电机的扭矩放大至20倍以上。
在连接蜗轮蜗杆机构与驱动齿轮轴时,蜗轮与驱动齿轮轴通过压装的方式装配。将蜗轮与驱动齿轮轴通过压装的方式刚性连接存在以下技术问题:
(1)、蜗轮和驱动齿轮轴压装时,通常将蜗轮的内孔设置为光孔,驱动齿轮轴的一端设置为光轴或花键轴,若驱动齿轮轴采用光轴设计,光轴的尺寸对蜗轮和驱动齿轮轴压装时的压装力非常敏感,因此,对光轴的精度及表面粗糙度提出了较高的加工要求;若驱动齿轮轴采用花键轴设计,会增加零部件的加工成本。
(2)、蜗轮与驱动齿轮轴通过压装的方式刚性连接时,蜗轮和驱动齿轮轴工作时容易产生震动噪音。
(3)、蜗轮和驱动齿轮轴直接压装过程中,极易出现蜗轮压偏现象,以致影响蜗轮和蜗杆的啮合状态,也会产生噪声、振动、声振粗糙度及扭矩波动等一系列后果;严重时甚至会造成蜗轮和驱动齿轮轴压装失败。
同样,现有技术中,在连接蜗轮蜗杆机构与电机主轴时,也多是将电机主轴和连接电机主轴的联轴器压装,蜗杆和联轴器的连接方式与蜗轮和驱动齿轮轴的连接方式相同,那么蜗杆和联轴器之间的连接也存在上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同轴度调节装置、蜗轮蜗杆转向机及装配装置,能够在压装时进行纠偏,提高两个压装部件的装配精度,降低两个相连的压装部件进行动力传递时的扭矩波动,减小蜗轮蜗杆转向机工作时的震动和噪音,还能够起到保护孔类部件和轴类部件刚性连接的作用。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种同轴度调节装置,连接于两个压装部件,两个所述压装部件分别为孔类部件和轴类部件,所述孔类部件套设于所述轴类部件外;所述同轴度调节装置包括:
弹性公差环,所述弹性公差环夹设于所述孔类部件的内周面和所述轴类部件的外周面之间;
所述弹性公差环被配置为能够在压装过程中沿径向弹性变形,以允许一个所述压装部件发生移动,并直至和另一个所述压装部件同轴。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述弹性公差环上设有形变空间,所述形变空间用于为所述弹性公差环在压装过程中的弹性变形提供空间。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述弹性公差环包括:
纠偏本体,所述纠偏本体为C型环,所述形变空间为所述C型环外周上的轴向开口。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述弹性公差环还包括:
多个形变凸部,间隔凸设于所述纠偏本体的外周面并与所述孔类部件抵接;和/或,间隔凸设于所述纠偏本体的内周面并与所述轴类部件抵接。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述形变凸部包括自所述纠偏本体的内周面向外周面凸出的凸起;
和/或,
自所述纠偏本体的外周面向内周面凸出的凸起。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述弹性公差环的径向厚度为其内径的2%~5%。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述形变凸部的底部形成有形变槽,所述形变槽的横截面为扇形、矩形或梯形。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述形变槽的横截面为扇形,所述形变凸部的轴向长度为1.2mm~3.0mm,所述形变凸部的周向弧长为0.8mm~2.0mm。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述形变凸部至少部分嵌入该所述压装部件内。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,嵌入有所述形变凸部的所述压装部件的硬度小于所述弹性公差环的硬度。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,所述形变凸部设置在所述弹性公差环的内周面,所述形变凸部的占用面积为所述弹性公差环内周面的表面积的33%~55%;
或者,
所述形变凸部设置在所述弹性公差环的外周面,所述设定区域的面积为所述弹性公差环外周面的表面积的33%~55%。
作为上述的同轴度调节装置的一种可选技术方案,制成所述弹性公差环的材料的屈服强度大于450MPa。
本发明还提供了一种蜗轮蜗杆转向机,包括:
驱动单元;
蜗杆,所述蜗杆的输入端和所述驱动单元的输出轴通过联轴器连接,所述驱动单元用于驱动所述蜗杆转动;
蜗轮,所述蜗轮与所述蜗杆啮合,所述蜗轮连接有驱动齿轮轴;
还包括上述任一方案所述的同轴度调节装置;
所述蜗杆的输入端和所述联轴器的被动端之间设置所述弹性公差环;
和/或,所述驱动齿轮轴和所述蜗轮之间设置所述弹性公差环;
和/或,所述驱动单元的输出轴和所述联轴器的主动端之间设置所述弹性公差环。
本发明还提供了一种蜗轮蜗杆转向机,包括:
驱动单元;
蜗杆,所述蜗杆的输入端和所述驱动单元的输出轴连接,所述驱动单元用于驱动所述蜗杆转动;
蜗轮,所述蜗轮与所述蜗杆啮合,所述蜗轮连接有驱动齿轮轴;
还包括上述任一方案所述的同轴度调节装置;
所述蜗杆的输入端和所述驱动单元的输出轴之间设置所述弹性公差环;
和/或,所述驱动齿轮轴和所述蜗轮之间设置所述弹性公差环。
本发明还提供了一种装配装置,用于对上述同轴度调节装置进行装配;所述装配装置包括:
第一夹紧结构,用于夹紧所述同轴度调节装置中的一个压装部件;
第二夹紧结构,用于夹紧所述同轴度调节装置中的另一个压装部件,所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构中的一个能够摆动;
压装机,用于驱动所述第一夹紧结构带动所夹紧的所述压装部件轴向靠近另一个所述压装部件,以将孔类部件套设于轴类部件外,并使弹性公差环夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。
本发明的有益效果:本发明提供的同轴度调节装置、蜗轮蜗杆转向机及装配装置,在孔类部件和轴类部件之间设置弹性公差环,在通过压装的方式装配孔类部件和轴类部件时,先将弹性公差环安装于孔类部件或轴类部件上,若压装过程中孔类部件和轴类部件之间存在偏斜,弹性公差环将会在轴类部件和孔类部件的挤压作用下发生弹性变形,并反作用于孔类部件和轴类部件,以使孔类部件和轴类部件中的一个发生摆动,从而使孔类部件和轴类部件同轴,以防止压偏及压装失败,提高两个压装部件的装配精度,降低两个相连的压装部件进行动力传递时的扭矩波动,提高蜗轮蜗杆转向机的NVH性能。
由于弹性公差环能够发生弹性变形,在孔类部件的内周面和轴类部件的外周面之间设置弹性公差环,不仅能够减小蜗轮蜗杆转向机工作时的震动和噪音,即使工作时的震动使孔类部件和轴类部件之间产生松动或极限工况下孔类部件和轴类部件产生周向相对滑动,但不会破坏孔类部件和轴类部件之间的扭矩传递,弹性公差环仍能继续提供稳定的摩擦扭矩,可以有效地保证扭矩正常传递,从而起到对两个压装部件之间的连接进行保护的作用,防止孔类部件和轴类部件被损坏或出现打滑现象。而且相比采用将轴类部件的一端设置为光轴而言,还能够降低轴类部件对压装过程中压装力的敏感度,降低对轴类部件和孔类部件的加工精度及表面粗糙度的要求;相比采用在轴类部件上设置与孔类部件配合的花键而言,能够降低零部件的加工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的蜗轮蜗杆转向***的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的蜗轮蜗杆转向机的局部***图一;
图3是本发明实施例提供的蜗轮蜗杆转向机中蜗轮和蜗杆的装配图;
图4是图3的剖视图一;
图5是图3的剖视图二;
图6是本发明实施例提供的蜗轮蜗杆转向机的局部***图二;
图7是本发明实施例提供的蜗轮蜗杆转向机中电机的输出轴和蜗杆的输入端装配状态的剖视图;
图8是本发明实施例提供的弹性公差环的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的弹性公差环加工过程图。
图中:
1、电机;11、输出轴;2、蜗杆;3、蜗轮;4、驱动齿轮轴;5、联轴器;51、主动端;52、被动端;53、弹性垫片;
6、大端轴承;7、小端轴承;8、调心轴承;9、轴承内圈卡箍;
20、输入轴;30、驱动控制器;
40、弹性公差环;401、第一弹性公差环;402、第二弹性公差环;41、纠偏本体;42、形变凸部;43、形变槽;44、形变空间。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图1至图7所示,本实施例提供了一种蜗轮蜗杆转向机及电动助力转向***,以双小齿轮电动助力转向***为例,双小齿轮电动助力转向***包括蜗轮蜗杆转向机,蜗轮蜗杆转向机包括蜗轮3、蜗杆2和驱动单元,其中,蜗杆2的输入端通过联轴器5与驱动单元的输出轴连接,驱动单元为电机1,驱动单元的输出轴即为电机1的输出轴11,蜗轮3与蜗杆2啮合,蜗轮3连接有驱动齿轮轴4,驱动齿轮轴4连接有齿轮齿条结构。双小齿轮电动助力转向***的输入轴20与中间轴相连,用于接收到来自驾驶员方向盘的扭矩输入,并输出给轮端;同时通过检测单元将输入信号发送至驱动控制器30,实现对电机1的控制,控制电机1通过联轴器5带动蜗杆2旋转,蜗杆2带动蜗轮3旋转,蜗轮3通过驱动齿轮轴4带动齿轮齿条结构的齿条往复移动,以将扭矩输出至轮端,实现电动助力转向***的辅助转向功能。
现有技术中,电机1的输出轴11与联轴器5的主动端51相连,联轴器5的被动端52与蜗杆2的输入端压装。联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端在压装过程中,存在压偏现象,以致影响电机1和蜗杆2之间的动力传递。蜗轮3和驱动齿轮轴4也采用压装的方式连接,因此压装过程中同样存在压偏的问题。
本实施例将联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端、蜗轮3和驱动齿轮轴4分别记为一对压装部件,为了防止配对的两个压装部件压装过程中出现偏斜,本实施例提供了一种同轴度调节装置,用于孔类部件和轴类部件的压装,孔类部件压装套设于轴类部件外,并在孔类部件的内周面和轴类部件的外周面之间设置弹性公差环40,弹性公差环40被配置为能够在压装过程中发生弹性变形,使至少一个压装部件发生摆动,以使两个压装部件同轴。
本实施例中,联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端中,联轴器5的被动端52为孔类部件,蜗杆2的输入端为轴类部件。蜗轮3和驱动齿轮轴4中,蜗轮3为孔类部件,驱动齿轮轴4为轴类部件。
为了便于两个压装部件的装配,在轴类部件上设置限位面,将轴类部件固定,并将上述弹性公差环40套设于轴类部件上,使弹性公差环40抵接于限位面;施加轴向力于孔类部件,使孔类部件轴向靠近轴类部件,以将轴类部件套设于孔类部件外,并使弹性公差环40夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。
于其他实施例中,还可以将轴类部件固定,在孔类部件内设置限位面,将弹性公差环40装入孔类部件内并抵接于限位面,施加轴向力于孔类部件,使孔类部件轴向靠近轴类部件,以将轴类部件套设于孔类部件外,并使弹性公差环40夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。还可以将孔类部件固定,将弹性公差环40安装于孔类部件内或套设于轴类部件内,再施加轴向力于轴类部件,以使轴类部件套设于孔类部件外,并使弹性公差环40夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。
为了将两个压装部件通过压装的方式装配,本实施例还提供了一种装配装置,通过该装配装置对两个压装部件进行装配。该装配装置包括压装机、第一夹紧结构和第二夹紧结构,其中,第一夹紧结构用于夹紧其中一个压装部件,第二夹紧结构用于夹紧另一个压装部件,第一夹紧结构和第二夹紧结构中的一个能够摆动;压装机用于驱动第一夹紧结构带动所夹紧的压装部件轴向靠近另一个压装部件,以将孔类部件套设于轴类部件外,并使弹性公差环40夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。示例性地,压装机为液压压装机,液压压装机提供的压装力在20KN~25KN。
若压装过程中孔类部件和轴类部件之间存在偏斜,弹性公差环40将会在轴类部件和孔类部件的挤压作用下发生弹性变形,并反作用于孔类部件和轴类部件,以使孔类部件和轴类部件中的一个发生摆动,从而使孔类部件和轴类部件同轴,以防止压偏及压装失败,提高两个压装部件的装配精度,降低两个相连的压装部件进行动力传递时的扭矩波动。
由于弹性公差环40能够发生弹性变形,在孔类部件的内周面和轴类部件的外周面之间设置弹性公差环40,不仅能够减小蜗轮蜗杆转向机工作时的震动和噪音,即使工作时的震动使孔类部件和轴类部件之间产生松动或极限工况下孔类部件和轴类部件产生周向相对滑动,但不会破坏孔类部件和轴类部件之间的扭矩传递,弹性公差环40仍能继续提供稳定的摩擦扭矩,可以有效地保证扭矩正常传递,从而起到对两个压装部件之间的连接进行保护的作用,防止孔类部件和轴类部件被损坏或出现打滑现象。而且相比采用将轴类部件的一端设置为光轴而言,还能够降低轴类部件对压装过程中压装力的敏感度,降低对轴类部件和孔类部件的加工精度及表面粗糙度的要求;相比采用在轴类部件上设置与孔类部件配合的花键而言,能够降低零部件的加工成本。
为了使两个压装部件能够同轴,对每个压装部件的摆动角度进行限制,如将第一夹紧结构安装于压装机,使第一夹紧结构能够以第一夹紧结构和压装机的连接点为摆动点,绕压装机施加轴向力的轴线为中心轴摆动,第一夹紧结构的摆动角度小于等于3°。示例性地,上述摆动角度可以为0.5°、1°、1.5°、2°、2.5°和3°中的任一值。于其他实施例中,还可以将第二夹紧结构安装于支架,第二夹紧结构和压装机的连接点在压装机施加轴向力的轴线上,第二夹紧结构能够以第二夹紧结构和压装机的连接点为摆动点,绕压装机施加轴向力的轴线为中心轴摆动,第二夹紧结构的摆动角度小于等于3°。
需要说明的是,压装机、第一夹紧结构和第二夹紧结构的具体结构均为现有技术,在不再赘叙。本实施例在现有结构的基础上,对第一夹紧结构和压装机之间的连接,以及第二夹紧结构和支架之间的连接进行改进,以使第一夹紧结构和第二夹紧结构均能够摆动,如球铰接等,在此不再具体介绍。
进一步地,弹性公差环40上设有形变空间44,形变空间44用于为弹性公差环40在压装过程中的弹性变形提供空间。示例性地,弹性公差环40包括纠偏本体41,纠偏本体41为C型环,形变空间44为C型环外周上的轴向开口。可选地,C型环的轴向开口的角度为10°~25°,轴向开口的两个相对的开口端面均为经过C型环中心轴线的径向平面,C型环的轴向开口的角度为两个径向平面之间的夹角,为压装过程中的弹性变形提供空间,便于材料流动,防止压装时出现材料堆积以致影响工艺性能。C型环的轴向开口的角度可以为10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°和25°中的任一值。
在施加轴向力于孔类部件以将孔类部件套设于轴类部件外的过程中,在压装偏斜时,弹性公差环40将会在孔类部件和轴类部件的挤压作用下发生弹性变形,而形变空间44的设置为弹性公差环40的弹性变形提供了空间,同时弹性公差环40将会施加径向力于孔类部件和轴类部件,使偏斜的压装部件发生摆动,从而使孔类部件和轴类部件同轴。弹性公差环40能够发生弹性变形,还便于压装之前将弹性公差环40套设于轴类部件上。
于其他实施例中,上述纠偏本体41不仅限于采用C型环,还可以采用环状的纠偏本体41,并在纠偏本体41的轴向两端面分别开设贯穿纠偏本体41内外周面的避让槽,避让槽的轴向长度小于纠偏本体41的轴向长度,位于纠偏本体41轴向两端的避让槽错位设置,位于纠偏本体41轴向两端的相邻两个避让槽的轴向长度之和大于纠偏本体41的轴向长度,通过避让槽形成上述形变空间44,为联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端压装过程中,纠偏本体41的挤压形变提供空间,从而使联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端同轴。
进一步地,现有技术中的两个压装部件采用花键连接时,极限工况条件下如电机1处于堵转状态的大扭矩情况,极易造成花键损坏,以致影响两个压装部件之间的动力传递。为了解决该技术问题,如图8所示,本实施例提供的弹性公差环40还包括多个形变凸部42,多个形变凸部42间隔凸设于纠偏本体41的外周面并与孔类部件抵接。
设置形变凸部42不仅可以增大两个压装部件之间的摩擦扭矩,即使极限工况下两个压装部件发生周向相对滑动,弹性公差环40还能提供稳定的摩擦扭矩,可以有效地保证扭矩正常传递,从而起到对两个压装部件之间的连接进行保护的作用,防止孔类部件和轴类部件被损坏或出现打滑现象;还可以利用形变凸部42吸收两个压装部件工作时产生的震动。
可选地,形变凸部42包括自纠偏本体41的内周面向外周面突出的凸起。具体地,纠偏本体41的内周面向其外周面凹陷形成形变槽43,使纠偏本体41的外周面形成凸起的形变凸部42。形变槽43还可以为弹性公差环40的弹性变形提供空间。可选地,形变槽43的横截面为扇形、矩形或梯形。示例性地,形变槽43的横截面为扇形。于其他实施例中,还可以将形变凸部42间隔凸设于纠偏本体41的内周面并与轴类部件抵接,将纠偏本体41的外周面向其内周面凹陷形成形变槽43,使纠偏本体41的内周面形成凸起的形变凸部42。
通过在轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间设置带有形变凸部42的弹性公差环40,通过该弹性公差环40提供相对较大的摩擦扭矩,一方面能够起到传递扭矩的作用,另一方面,极限工况下,当轴类部件和孔类部件之间的传递扭矩大于摩擦扭矩的阈值时,即使轴类部件和孔类部件将会沿周向发生相对滑动,但由于弹性公差环40能够发生弹性变形,摩擦扭矩仍能保持相对稳定的数值,从而起到了永久保护两个压装部件连接的作用。
由于加工精度的限制,各个形变凸部42的尺寸之间存在差异,因此限制孔类部件的硬度小于弹性公差环40的硬度,使形变凸部42至少部分嵌入孔类部件中。可选地,弹性公差环40的硬度大于HRC60。
在形变凸部42凸设于纠偏本体41的外周面时,压装过程中,随着弹性公差环40和压装部件之间的作用力逐渐增大,孔类部件的内周面在挤压作用下,将会发生挤压形变,以使形变凸部42嵌入孔类部件的内孔中,增大孔类部件和轴类部件之间的摩擦扭矩,能够有效解决两个压装部件因长时间运行产生蠕变情况时易导致连接处的配合性能衰弱的问题,提高了孔类部件和轴类部件的连接稳定性,有效避免了孔类部件和轴类部件出现扭矩传递松动的现象。
进一步地,在压装过程中形变凸部42会产生弹性变形,从而产生一定的压力、摩擦力和摩擦扭矩,因此,形变凸部42的数量以及形状尺寸会直接影响其工作效果。为了保证弹性公差环40具有合适的压装力以及提供足够的摩擦扭矩,弹性公差环40的径向厚度为其内径的2%~5%。示例性地,弹性公差环40的内径为20mm时,弹性公差环40的径向厚度控制在0.4mm~1.0mm之间。可选地,弹性公差环40的径向厚度为其内径的2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%和5%中的任一值,优选地,弹性公差环40的径向厚度为其内径为2%,在弹性公差环40的内径为20mm时,弹性公差环40的径向厚度为0.4mm。
为了平衡压装力以及摩擦扭矩之间的关系,在形变凸部42设于弹性公差环40的外周面时,形变凸部42的占用面积为弹性公差环40内周面的表面积的33%~55%。上述形变凸部42的占用面积指的是形变凸部42在弹性公差环40的外周面的投影的面积和。可选地,形变凸部42的占用面积为弹性公差环40外周面的表面积的30%、35%、40%、45%、50%和55%中的任一值。形变凸部42的轴向长度为1.2mm~3.0mm,形变凸部42的轴向长度可以为1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm和3.0mm中任一值。形变凸部42的周向宽度为0.8mm~2.0mm,形变凸部42的周向宽度可以为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm和2.0mm中任一值。
为了保证弹性公差环40的屈服强度满足要求,本实施例中,制成弹性公差环40的材料的屈服强度大于450MPa。示例性地,采用高强度钛合金钢板制成弹性公差环40。于其他实施例中,还可以采用其他不锈钢等材料制成弹性公差环40,要求制成弹性公差环40的材料的屈服强度大于450MPa。
如图9所示,上述弹性公差环40的加工方法如下:选择厚度0.5mm的高强度钛合金钢板;通过冲压的方式冲压该高强度钛合金钢板,在高强度钛合金钢板的一侧形成形变槽43,并在另一侧形成形变凸部42;对冲压后的钢板进行剪裁;对剪裁后的钢板进行弯曲加工得到弹性公差环40。
示例性地,如图2至图5所示,将驱动齿轮轴4的外周面和蜗轮3的内周面之间的弹性公差环40记为第一弹性公差环401,下面结合附图对蜗轮蜗杆转向机中蜗轮3和驱动齿轮轴4的装配进行介绍。
驱动齿轮轴4上设有第一限位台阶,第一限位台阶一侧的驱动齿轮轴4上套设有蜗轮3,驱动齿轮轴4的外周面和蜗轮3的内周面之间夹设第一弹性公差环401,第一弹性公差环401和蜗轮3均抵接于第一限位台阶,以对第一弹性公差环401和蜗轮3进行轴向限位。第一限位台阶另一侧的驱动齿轮轴4上套设有调心轴承8,示例性地,调心轴承8为四点轴承,调心轴承8背对第一限位台阶的一侧设有卡设于驱动齿轮轴4上的轴承内圈卡箍9,调心轴承8夹设于第一限位台阶和轴承内圈卡箍9之间,以保证驱动齿轮轴4顺畅地转动。
在装配蜗轮3和驱动齿轮轴4的过程中,先将第一弹性公差环401套设于驱动齿轮轴4上并使第一弹性公差环401抵接于第一限位台阶;然后再将蜗轮3压装到蜗杆2上。利用第一弹性公差环401对蜗轮3和驱动齿轮轴4的装配起到自动定心的作用,对蜗轮3和驱动齿轮轴4进行纠偏,防止压偏,保证蜗轮3和驱动齿轮轴4同轴,提高蜗轮3和驱动齿轮轴4的装配精度,可以起到减小蜗轮3和驱动齿轮轴4传动过程中扭矩波动的作用。此外,由于第一弹性公差环401具有弹性,即使极限工况下,蜗轮3和驱动齿轮轴4沿周向产生了相对滑动,但不会破坏涡轮和驱动齿轮轴4之间的扭矩传递,第一弹性公差环401仍能提供稳定的摩擦扭矩,从而起到了永久保护蜗轮3和驱动齿轮轴4连接的作用,使涡轮和驱动齿轮轴4仍能正常传递扭矩。第一弹性公差环401的设置还可以起到阻尼减噪的作用,提高蜗轮蜗杆转向机的NVH性能。
示例性地,如图6和图7所示,将联轴器5的被动端52的内周面和蜗杆2的外周面之间的弹性公差环40记为第二弹性公差环402,下面结合附图对蜗轮蜗杆转向机中电机1和蜗杆2的装配进行介绍。
蜗杆2的轴向每一端均设有背对另一端的台阶限位面,其中,蜗杆2连接电机1的一端设有第一台阶限位面和第二台阶限位面,另一端设有第三台阶限位面。蜗杆2的轴向一端设有大端轴承6,大端轴承6抵接于第一台阶限位面,联轴器5的被动端52套设于第一台阶限位面一侧的蜗杆2上且抵接于大端轴承6,联轴器5的被动端52的内周面和蜗杆2的外周面之间设置第二弹性公差环402,第二弹性公差环402抵接于第二台阶限位面。蜗杆2的另一端设有小端轴承7,小端轴承7抵接于第三台阶限位面。
联轴器5的主动端51连接于电机1的输出轴11,联轴器5的被动端52和联轴器5的主动端51之间设有弹性垫片53。
通过在联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端之间设置第二弹性公差环402,一方面可以保证联轴器5可以稳定地将扭矩由电机1的输出轴11传递至蜗杆2的输入端,还可以提高联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端之间的装配精度。此外,由于第二弹性公差环402能够发生弹性变形,即使极限工况下,联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端沿周向产生了相对滑动,但不会破坏联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端之间的扭矩传递,第二弹性公差环402仍能提供稳定的摩擦扭矩,从而起到了永久保护联轴器5的被动端52和蜗杆2的输入端连接的作用,使电机1仍能通过联轴器5将扭矩传递至蜗杆2;第二弹性公差环402的设置还可以起到阻尼减噪的作用,提高蜗轮蜗杆转向机的NVH性能。
于其他实施例中,还可以在联轴器5的主动端51和电机1的输出轴11之间设置弹性公差环40;还可以取消联轴器5,将蜗杆2的输入端和电机1的输出轴11直接相连。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (15)
1.一种同轴度调节装置,连接于两个压装部件,两个所述压装部件分别为孔类部件和轴类部件,所述孔类部件套设于所述轴类部件外;
其特征在于,所述同轴度调节装置包括:
弹性公差环(40),所述弹性公差环(40)夹设于所述孔类部件的内周面和所述轴类部件的外周面之间;
所述弹性公差环(40)被配置为能够在压装过程中沿径向弹性变形,以允许一个所述压装部件发生摆动,并直至和另一个所述压装部件同轴。
2.根据权利要求1所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述弹性公差环(40)上设有形变空间(44),所述形变空间(44)用于为所述弹性公差环(40)在压装过程中的弹性变形提供空间。
3.根据权利要求2所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述弹性公差环(40)包括:
纠偏本体(41),所述纠偏本体(41)为C型环,所述形变空间(44)为所述C型环外周上的轴向开口。
4.根据权利要求3所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述弹性公差环(40)还包括:
多个形变凸部(42),间隔凸设于所述纠偏本体(41)的外周面并与所述孔类部件抵接;和/或,间隔凸设于所述纠偏本体(41)的内周面并与所述轴类部件抵接。
5.根据权利要求4所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述形变凸部(42)包括自所述纠偏本体(41)的内周面向外周面凸出的凸起;
和/或,
自所述纠偏本体(41)的外周面向内周面凸出的凸起。
6.根据权利要求5所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述弹性公差环(40)的径向厚度为其内径的2%~5%。
7.根据权利要求5所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述形变凸部(42)的底部形成有形变槽(43),所述形变槽(43)的横截面为扇形、矩形或梯形。
8.根据权利要求7所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述形变槽(43)的横截面为扇形,所述形变凸部(42)的轴向长度为1.2mm~3.0mm,所述形变凸部(42)的周向弧长为0.8mm~2.0mm。
9.根据权利要求4所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述形变凸部(42)至少部分嵌入该所述压装部件内。
10.根据权利要求9所述的同轴度调节装置,其特征在于,嵌入有所述形变凸部(42)的所述压装部件的硬度小于所述弹性公差环(40)的硬度。
11.根据权利要求4所述的同轴度调节装置,其特征在于,所述形变凸部(42)设置在所述弹性公差环(40)的内周面,所述形变凸部(42)的占用面积为所述弹性公差环(40)内周面的表面积的33%~55%;
或者,
所述形变凸部(42)设置在所述弹性公差环(40)的外周面,所述形变凸部(42)的占用面积为所述弹性公差环(40)外周面的表面积的33%~55%。
12.根据权利要求1至11任一项所述同轴度调节装置,其特征在于,制成所述弹性公差环(40)的材料的屈服强度大于450MPa。
13.一种蜗轮蜗杆转向机,包括:
驱动单元;
蜗杆(2),所述蜗杆(2)的输入端和所述驱动单元的输出轴通过联轴器(5)连接,所述驱动单元用于驱动所述蜗杆(2)转动;
蜗轮(3),所述蜗轮(3)与所述蜗杆(2)啮合,所述蜗轮(3)连接有驱动齿轮轴(4);
其特征在于,
还包括如权利要求1至12任一项所述的同轴度调节装置;
所述蜗杆(2)的输入端和所述联轴器(5)的被动端(52)之间设置所述弹性公差环(40);
和/或,所述驱动齿轮轴(4)和所述蜗轮(3)之间设置所述弹性公差环(40);
和/或,所述驱动单元的输出轴和所述联轴器(5)的主动端(51)之间设置所述弹性公差环(40)。
14.一种蜗轮蜗杆转向机,包括:
驱动单元;
蜗杆(2),所述蜗杆(2)的输入端和所述驱动单元的输出轴连接,所述驱动单元用于驱动所述蜗杆(2)转动;
蜗轮(3),所述蜗轮(3)与所述蜗杆(2)啮合,所述蜗轮(3)连接有驱动齿轮轴(4);
其特征在于,
还包括如权利要求1至12任一项所述的同轴度调节装置;
所述蜗杆(2)的输入端和所述驱动单元的输出轴之间设置所述弹性公差环(40);
和/或,所述驱动齿轮轴(4)和所述蜗轮(3)之间设置所述弹性公差环(40)。
15.一种装配装置,其特征在于,用于对权利要求1至12任一项所述同轴度调节装置进行装配;所述装配装置包括:
第一夹紧结构,用于夹紧所述同轴度调节装置中的一个压装部件;
第二夹紧结构,用于夹紧所述同轴度调节装置中的另一个压装部件,所述第一夹紧结构和所述第二夹紧结构中的一个能够摆动;
压装机,用于驱动所述第一夹紧结构带动所夹紧的所述压装部件轴向靠近另一个所述压装部件,以将孔类部件套设于轴类部件外,并使弹性公差环(40)夹设于轴类部件的外周面和孔类部件的内周面之间。
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