CN203294176U - 四轮机动车电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种四轮机动车电动助力转向装置，包括输入轴、输出轴、扭杆和电机，输出轴上设有涡轮，电机的轴连接蜗杆，涡轮与蜗杆啮合，扭杆一端通过销与输出轴轴定位周向固定，扭杆另一端与输入轴花键配合，输出轴与输入轴花键配合，输出轴上设有多头螺旋槽段，输出轴在设有多头螺旋槽的轴段上套有丝杆套，丝杆套内壁设有沿周向延伸的环形槽，丝杆套的环形槽与输出轴的螺旋槽之间设有钢球，钢球落入输入轴的缺口槽中，丝杆套与蜗轮之间设有回位弹簧，输入轴通过轴承支撑于上壳体，输出轴通过轴承支撑于下壳体，上壳体与下壳体通过法兰连接，将输入轴、输出轴以及输出轴上的涡轮轴向定位。本实用新型结构简单，回正速度快。

Description

四轮机动车电动助力转向装置

技术领域

本实用新型涉及一种助力转向装置，具体涉及一种四轮机动车电动助力转向装置。 

背景技术

传统的四轮机动车转向***为液压或机械式。机械式的转向手感偏重，液压式的转向***的液压泵一直处于工作状态，油耗大。汽车电动助力转向器（EPS）是一种电机一体化的新一代汽车转向***。它是在机械转向器的基础上，根据作用在转向盘上的转矩信号和车速信号，通过电子控制装置使电机产生相应大小的辅助力，协助驾驶员进行转向操纵，并获得最佳转向特性的伺服***。中国专利CN1084688C公开了一种用于汽车的电动助力转向器，它是由输入轴与输出部件通过扭杆相互连接，再由磁环和附属传感器获取旋转速度，该转向器结构复杂，回正速度慢。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种四轮机动车电动助力转向装置，该电动助力转向装置的结构简单，回正速度快，且还具有装配时间短，装配效率高的优点。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种四轮机动车电动助力转向装置，包括输入轴、输出轴、扭杆和电机，所述输出轴上设有涡轮，所述电机的轴连接蜗杆，所述涡轮与蜗杆啮合，所述输出轴设有轴向孔，所述输出轴的一轴向端设有外花键段，所述输入轴设有三级阶梯孔，所述输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔分别设有内花键，所述输入轴的三级阶梯孔大径端的端面设有多个沿轴向延伸的缺口槽，所述扭杆的一端伸入输出轴的轴向孔中，通过销与输出轴轴定位周向固定，所述扭杆的另一端伸入输入轴的三级阶梯孔中，通过设于扭杆另一端的外花键与输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔的小径端的内花键配合，所述输出轴的外花键段与输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔的大径端的内花键配合，所述输出轴的外花键段与涡轮之间的轴段上设有多头螺旋槽，输出轴在设有多头螺旋槽的轴段上套有丝杆套，所述丝杆套内壁设有沿周向延伸的环形槽，丝杆套的环形槽与输出轴的螺旋槽之间设有钢球，所述钢球落入输入轴的缺口槽中，所述丝杆套与蜗轮之间设有回位弹簧，所述输入轴通过轴承支撑于上壳体，所述输出轴通过轴承支撑于下壳体，上壳体与下壳体通过法兰连接，将输入轴、输出轴以及输出轴上的涡轮轴向定位。 

所述丝杆套的内壁的上、下轴向两端各设有一个沿周向延伸的环形槽，丝杆套的两个环形槽与输出轴的螺旋槽之间均设有多个钢球，丝杆套的上端的环形槽与输出轴的螺旋槽之间的钢球落入输入轴的缺口槽中。 

所述上壳体设有蜗杆安装腔和涡轮安装腔，所述蜗杆安装腔与涡轮安装腔相割，所述蜗杆两端分别设置轴承，通过轴承支撑于上壳体的蜗杆安装腔中，所述蜗杆安装腔与电机的安装座固定连接。 

所述输入轴为阶梯轴，所述上壳体设有第一阶梯孔，所述输入轴上设有第一轴承，通过第一轴承轴向定位在上壳体的第一阶梯孔中，第一轴承的上端设有第一油封。 

所述输出轴为阶梯轴，所述下壳体设有第二阶梯孔，所述输出轴上设有第二轴承和第三轴承，所述第二轴承位于涡轮下方支撑涡轮，第三轴承下端设有弹性挡圈，通过弹性挡圈轴向定位在下壳体的第二阶梯孔中，所述弹性挡圈的下端设有第二油封。 

所述输入轴的缺口槽为四个 ，四个缺口槽沿输入轴的三级阶梯孔大径端的孔壁圆周均匀分布。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型包括输入轴、输出轴、扭杆和电机，输入轴与输出轴通过扭杆连接，输入轴与输出轴花键配合，输入轴转动时带动输出轴转动。所述输出轴上设有涡轮，所述电机的轴连接蜗杆，所述涡轮与蜗杆啮合，通过电机带动输出轴转动，起到助力的作用。且输入轴转动时，带动输出轴上的丝杆套轴向滑动，通过丝杆套上的环形槽使电位式扭矩传感器的电阻发生规律性变化，扭矩传感器的电压值变化被控制器采集，经过处理后输入到单片机进行运算，单片机输出对应的PWM脉冲信号控制电机。本实用新型仅在需要转向时，才起动电机，产生助力。且所述丝杆套内壁设有沿周向延伸的环形槽，丝杆套的环形槽与输出轴的多头螺旋槽之间设有钢球，所述钢球落入输入轴的缺口槽中，通过输入轴的缺口槽带动钢球沿螺旋槽滚动，从而带动输出轴上的丝杆套轴向滑动。该结构使得钢球的安装更方便。所述输入轴通过轴承支撑于上壳体，所述输出轴通过轴承支撑于下壳体，上壳体与下壳体通过法兰连接，将输入轴、输出轴以及输出轴上的涡轮轴向定位。这种结构使得本实用新型装配时间短、装配效率高。且结构简单，回正速度。 

本实用新型与液压动力***相比，有如下优点：不增加汽车燃油消耗，减小对环境的污染。同时电动助力转向***零件数目少，整体外形尺寸比液压助力转向小，易于整车布置和装配。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本实用新型的输入轴和输出轴的组装示意图；

图4为本实用新型的输入轴的结构示意图；

图5为图4的B-B向剖视图；

图6为图5的C向视图；

图7为本实用新型的输出轴和涡轮组合的结构示意图；

图8为图7的D-D向剖视图；

图9为图8的E向视图；

图10为本实用新型的扭杆的结构示意图。

附图中，1为输入轴，2为输出轴，3为扭杆，4为电机，5为涡轮，6为蜗杆，7为上壳体，8为下壳体,9、10为轴承,11为电机的安装座，12为扭矩传感器，13为第一轴承，14为第一油封，15为第二轴承,16为第三轴承，17为弹性挡圈，18为第二油封,19为轴向孔，20为外花键段，21为三级阶梯孔，22、23为内花键,24为缺口槽，25为丝杆套,26为钢球,27为回位弹簧，28为定位台阶，29、30为环形槽。 

具体实施方式

参见图1至图10，一种四轮机动车电动助力转向装置，包括输入轴1、输出轴2、扭杆3和电机4。所述电机4通过控制器控制。所述输入轴1的上端设置外花键，用于与方向盘相联接，所述输出轴2的下端设置外花键，用于与万向节、下轴相联接。所述输出轴2上设有涡轮5，所述电机4的轴连接蜗杆6，所述涡轮5与蜗杆6啮合。所述输入轴1通过轴承支撑于上壳体7，所述输出轴2通过轴承支撑于下壳体8，上壳体7与下壳体8通过法兰连接，将输入轴1、输出轴2以及输出轴2上的涡轮5轴向定位。所述上壳体7设有蜗杆安装腔和涡轮安装腔，所述蜗杆安装腔与涡轮安装腔相割。所述蜗杆两端分别设置轴承9、10，通过轴承9、10支撑于上壳体7的蜗杆安装腔中，所述蜗杆安装腔与电机的安装座11固定连接。所述上壳体7设有扭矩传感器12。所述输入轴1为阶梯轴，所述上壳体7设有第一阶梯孔，所述输入轴1上设有第一轴承13，通过第一轴承13轴向定位在上壳体7的第一阶梯孔中，第一轴承13的上端设有第一油封14。所述输出轴2为阶梯轴，所述下壳体8设有第二阶梯孔，所述输出轴2上设有第二轴承15和第三轴承16，所述第二轴承15位于涡轮5下方支撑涡轮5，第三轴承16下端设有弹性挡圈17，通过弹性挡圈17轴向定位在下壳体8的第二阶梯孔中，所述弹性挡圈17的下端设有第二油封18。所述输出轴2设有轴向孔19，所述输出轴2的一轴向端设有外花键段20。所述输入轴1设有三级阶梯孔21，所述输入轴1的三级阶梯孔21小径端的两级阶梯孔分别设有内花键22、23。所述两级阶梯孔由三级阶梯孔21的小径端和小径端与大径端之间的中径端组成。所述输入轴1的三级阶梯孔21大径端的端面设有多个沿轴向延伸的缺口槽24，所述扭杆3的一端伸入输出轴2的轴向孔19中，通过销与输出轴2轴定位周向固定，所述扭杆3的另一端伸入输入轴1的三级阶梯孔21中，通过设于扭杆3另一端的外花键与输入轴1的三级阶梯孔21小径端的两级阶梯孔的小径端的内花键22配合，所述输出轴2的外花键段20与输入轴1的三级阶梯孔21小径端的两级阶梯孔的大径端的内花键23配合，所述输出轴2的外花键段20与涡轮5之间的轴段上设有多头螺旋槽，输出轴2在设有多头螺旋槽的轴段上套有丝杆套25，所述丝杆套25内壁设有沿周向延伸的环形槽29，丝杆套25的环形槽29与输出轴的螺旋槽之间设有钢球26，所述钢球26落入输入轴1的缺口槽24中。所述环形槽29至少为两个。所述丝杆套25的内壁的上、下轴向两端各设有一个沿周向延伸的环形槽29，丝杆套25的两个环形槽29与输出轴2的螺旋槽之间均设有多个钢球26，丝杆套25的上端的环形槽29与输出轴的螺旋槽之间的钢球26落入输入轴1的缺口槽24中。所述丝杆套25与蜗轮5之间设有回位弹簧27。所述丝杆套25设有定位台阶28，回位弹簧27定位在蜗轮5与丝杆套25的定位台阶28之间。所述丝杆套25的外圆表面还设有沿周向延伸的环形槽30。所述输入轴1的缺口槽24为四个 ，四个缺口槽24沿输入轴1的三级阶梯孔21大径端的孔壁圆周均匀分布。 

本实用新型的工作原理：当方向盘转向时会带动输入轴转动，输入轴1转动带动扭杆3扭动，同时带动输出轴2转动，且输入轴1转动时，带动输出轴2上的丝杆套25轴向滑动，通过丝杆套25上的环形槽30使电位式扭矩传感器12的电阻发生规律性变化，扭矩传感器12的电压值变化被控制器采集，经过处理后输入到单片机进行运算，单片机经运算后再输出对应的PWM脉冲信号通过桥式MOS管电路到12V直流电机4。电机4再通过蜗杆6带动涡轮5转动，涡轮5转动带动输出轴2转动，使转向的扭矩力变小，起到助力的效果。 

Claims (6)

1.一种四轮机动车电动助力转向装置，包括输入轴、输出轴、扭杆和电机，所述输出轴上设有涡轮，所述电机的轴连接蜗杆，所述涡轮与蜗杆啮合，其特征在于：所述输出轴设有轴向孔，所述输出轴的一轴向端设有外花键段，所述输入轴设有三级阶梯孔，所述输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔分别设有内花键，所述输入轴的三级阶梯孔大径端的端面设有多个沿轴向延伸的缺口槽，所述扭杆的一端伸入输出轴的轴向孔中，通过销与输出轴轴定位周向固定，所述扭杆的另一端伸入输入轴的三级阶梯孔中，通过设于扭杆另一端的外花键与输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔的小径端的内花键配合，所述输出轴的外花键段与输入轴的三级阶梯孔小径端的两级阶梯孔的大径端的内花键配合，所述输出轴的外花键段与涡轮之间的轴段上设有多头螺旋槽，输出轴在设有多头螺旋槽的轴段上套有丝杆套，所述丝杆套内壁设有沿周向延伸的环形槽，丝杆套的环形槽与输出轴的螺旋槽之间设有钢球，所述钢球落入输入轴的缺口槽中，所述丝杆套与蜗轮之间设有回位弹簧，所述输入轴通过轴承支撑于上壳体，所述输出轴通过轴承支撑于下壳体，上壳体与下壳体通过法兰连接，将输入轴、输出轴以及输出轴上的涡轮轴向定位。

2.根据权利要求1所述的四轮机动车电动助力转向装置，其特征在于：所述丝杆套的内壁的上、下轴向两端各设有一个沿周向延伸的环形槽，丝杆套的两个环形槽与输出轴的螺旋槽之间均设有多个钢球，丝杆套的上端的环形槽与输出轴的螺旋槽之间的钢球落入输入轴的缺口槽中。

3.根据权利要求1所述的四轮机动车电动助力转向装置，其特征在于：所述上壳体设有蜗杆安装腔和涡轮安装腔，所述蜗杆安装腔与涡轮安装腔相割，所述蜗杆两端分别设置轴承，通过轴承支撑于上壳体的蜗杆安装腔中，所述蜗杆安装腔与电机的安装座固定连接。

4.根据权利要求1所述的四轮机动车电动助力转向装置，其特征在于：所述输入轴为阶梯轴，所述上壳体设有第一阶梯孔，所述输入轴上设有第一轴承，通过第一轴承轴向定位在上壳体的第一阶梯孔中，第一轴承的上端设有第一油封。

5.根据权利要求1所述的四轮机动车电动助力转向装置，其特征在于：所述输出轴为阶梯轴，所述下壳体设有第二阶梯孔，所述输出轴上设有第二轴承和第三轴承，所述第二轴承位于涡轮下方支撑涡轮，第三轴承下端设有弹性挡圈，通过弹性挡圈轴向定位在下壳体的第二阶梯孔中，所述弹性挡圈的下端设有第二油封。

6.根据权利要求1所述的四轮机动车电动助力转向装置，其特征在于：所述输入轴的缺口槽为四个 ，四个缺口槽沿输入轴的三级阶梯孔大径端的孔壁圆周均匀分布。

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