用于电动转向组件的齿轮箱组件的制作方法

文档序号:13426228
用于电动转向组件的齿轮箱组件的制作方法

本发明涉及一种用于电动转向组件的齿轮箱组件。



背景技术:

电动转向系统使用电动机产生辅助转矩,所述辅助转矩被施加到转向系统的旋转部。在传统布置方案中,这种转矩辅助驾驶员转动方向盘。因为电动机在相对高的速度下工作最佳并且因为紧凑型电动机产生相对低的转矩,所以在电动机的输出装置和转向柱之间通常通过减速齿轮箱进行连接。

最广泛使用的电动辅助转向减速箱的类型是构造与附图中的图1示出类似的相对简单的蜗轮蜗杆构造。齿轮箱通常包括齿轮箱壳体,所述齿轮箱壳体容纳蜗杆轴和齿轮。蜗杆轴连接到电动机的输出装置。电动机可以固定到壳体的端面,乃至位于壳体内。由位于距离电动机最近的端部处的主轴承和位于距离电动机最远的端部处的尾轴承支撑蜗杆轴,所述两个轴承通常包括滚珠轴承,所述滚珠轴承被支撑在螺接到蜗杆轴上的内轴承座圈和固定到壳体的外轴承座圈内。轴承的功能是允许蜗杆轴旋转而同时一定程度地限制轴向和径向移动,如将解释的那样。齿轮连接到齿轮箱的输出轴并且定位成使得齿轮的齿啮合蜗杆轴的齿。

通过选择适当的设计参数,这种类型的齿轮箱能够提供紧凑尺寸内的大减速比。它们使用单个齿轮组,所述单个齿轮组具有齿之间的通常小于0.05的低滑动摩擦系数,使得它们是“能够反向驱动的”,即,使得齿轮能够几乎尽可能如蜗杆驱动齿轮一样高效地驱动蜗杆。最后一项属性对于一类EPS系统的安全性而言至关重要,在所述EPS系统中,方向盘物理连接到行路轮,从而使得在电动机或者电动机控制和驱动系统的任何其它零件发生故障时也能够提供一定的转向效果。

已知的是,应用在电动辅助转向(EPS)设备中的减速齿轮箱因作用在它们输出轴处的外部扭转振动而倾向于发出震颤声。这些振动因表面崎岖不平或者不平衡轮而在行路轮处发生。替代地,机械噪音能够源自由驾驶员施加在方向盘处的突然转矩反转。

图1中示出了蜗轮蜗杆齿轮箱中发出震颤声的主要部位:

(a)在蜗杆蜗轮齿的啮合部处;和

(b)在轴向定位蜗杆轴的“主”滚珠轴承处。

部位(a),即,所谓的“弹簧蜗杆”机构处的震颤声的众所周知的解决方案趋于使得部位(b)处的震颤声问题恶化。在附图的图1中示出了这种现有技术布置方案的示例。在“弹簧蜗杆”机构中,诸如片簧的偏压设施施加偏压力,所述偏压力推动蜗杆轴与齿轮啮合,选择所述偏压力使得在低齿轮转矩下实现了蜗轮蜗杆齿的双齿面接触,而同时确保在较高齿轮转矩条件下过渡为蜗杆和蜗轮之间的单齿面接触。

偏压设施需要蜗杆轴少量径向移动,并且这通过允许蜗杆轴围绕其位于齿轮平面中的轴线在其标称位置的两侧围绕一轴线枢转一小角度(通常小于+/-0.5度)而实现,所述轴线标称地位于(b)处的主轴承的中心处。这种移动通过以下控制:

(i)在部位(c)处的专门构造的尾轴承,允许所述尾轴承在诸如直线轴承的竖直引导装置中小幅移动(通常小于+/﹣0.5mm),和

(ii)部位(b)处的主轴承在其滚珠和其座圈槽的侧部之间具有充分的内部轴向空隙,以允许通常小于+/﹣0.5度的小铰接(即,倾斜)角度。

不幸的是,在部位(b)处的轴承中的所述轴向空隙不可避免地允许内外座圈之间的相对轴向游隙高达+/﹣0.2mm,从而当输出轴处的转矩脉冲反转时促发轴承发出震颤噪音。能够通过将大轴向偏压力施加到蜗杆轴部分而部分(但并非是全部)地抑制这些震颤噪音。

如上所述,如果能够针对特定水平(假设4Nm)的齿轮转矩水平保持双齿面接触,则齿轮震颤声将在一般驾驶中不构成严重问题。所述4Nm称作“跳出(kick-out)”转矩,原因在于其是使得齿面接触力的“法向”分量正好足以克服偏压设施的向内作用从而致使蜗杆轴向外枢转的齿轮转矩。蜗杆轴的向外枢转移动受到其竖直引导件在尾轴承处允许的行程限制。实现4Nm的跳出转矩所需的在蜗杆轴尾轴承上的向下偏压力通常为大约12N,这等同于蜗杆中部处的大约20N的向下力。只有主轴承在齿接触平面中枢转,针对转矩传递的两个方向而言所述跳出转矩才相等。如果蜗杆轴如图1所示在主轴承中心处枢转,或者蜗杆轴在除了齿接触点之外的平行于标称蜗杆轴线的任何水平平面中枢转,则因由齿轮转矩导致产生的力的轴向分量产生的力矩,跳出转矩针对转矩传递的两个方向而言不同。

采用上述齿轮震颤声抑制的“弹簧蜗杆”方法的显著劣势在于,作用在尾轴承上的偏压设施导致齿轮箱中产生过量的静止(即,背景)摩擦。与没有蜗杆轴铰接的所谓的“固定中心齿轮箱”相比,增加通常为大约0.5Nm。这种增加起因于当蜗杆和齿轮齿被ARS推动啮合时在蜗杆和齿轮齿的齿面之间产生的额外的滑动摩擦。齿的“楔形”形状和以下事实都会恶化这种效果,所述齿的“楔形”形状是它们的斜率或者“压力角”的函数,所述事实为在蜗杆轴处感觉到的额外旋转阻力在齿轮轴线处测量时由减速比(通常为大约20:1)倍增。



技术实现要素:

根据第一方面,本发明提供了一种用于电动辅助转向设备的齿轮箱组件,其包括:

齿轮箱壳体,所述齿轮箱壳体容纳蜗杆轴和齿轮,

所述蜗杆轴由位于距离电动机最近的端部处的主轴承和位于距离所述电动机最远的端部处的尾轴承相对于所述壳体支撑,所述齿轮由输出轴支撑,所述输出轴具有脱离所述齿轮箱组件的至少一个端部,

其中,所述主轴承和所述尾轴承相对于所述壳体能够自由移动通过限制的运动范围,使得所述蜗杆轴能够枢转离开所述齿轮,这通过所述主轴承围绕枢轴的倾斜来促进,所述枢轴相对于所述壳体固定。

其特征在于,所述齿轮箱组件布置成使得所述枢轴反作用于当将齿轮转矩沿着第一方向而不是沿着相反的第二方向施加到所述齿轮时产生的所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量,并且

其特征在于,一张紧装置设置成反作用于当沿着所述第二方向而非沿着所述第一方向将齿轮转矩施加到所述齿轮时产生的所述蜗杆轴齿负荷的轴向分量。

在本说明书的意义中,术语“齿轮转矩的第一方向”可以指的是这样的方向,所述方向趋于导致齿轮的接触蜗杆的齿移动离开电动机并且导致趋于使得蜗杆轴移动离开电动机的轴向力分量F2轴向。在示出的示例性实施例中,这对应于齿轮的顺时针转动。类似地,术语“齿轮转矩的第二方向”可以与第一方向相反,即,接触蜗杆的齿轮齿被偏压而朝向电动机移动,并且生成的轴向力F1轴向趋于使得蜗杆轴朝向电动机移动。

与现有技术布置方案相比,本发明的齿轮箱在各个实施例中由于不需要大的防震颤偏压弹簧来保持蜗杆和蜗轮接触,减小了齿轮箱中的静止摩擦,在现有技术布置方案中,蜗杆轴针对顺时针和逆时针齿轮转矩都围绕其中央轴线枢转,并且一直反作用于针对两个方向的轴向力。在其位置处,小心控制在施加齿轮转矩时产生的力矩由于能够使用更低的静止蜗轮偏压力而允许更低的静止摩擦。

在最优选的实施例中,枢轴可以定位在齿轮和蜗杆的齿之间的接触平面下方。这样确保针对沿着第一方向的齿轮转矩的轴向力抵抗法向力。

因为蜗杆轴轴线位于接触平面上方,所以包含枢轴的平面可以与接触平面间隔开基本相等的竖直距离。

在便利的布置方案中,张紧装置可以通过沿着所述蜗杆轴的轴线产生反作用力而反作用于针对沿着第二方向的给定齿轮转矩产生的轴向力。

张紧装置因此可以反作用于针对齿轮转矩的第二方向的力的与蜗杆轴的轴线共线的轴向分量。这导致产生了有利的力矩,所述力矩抵抗因由沿着第二方向的齿轮转矩导致产生的力的法向分量而导致的蜗杆轴离开齿轮的移动。这显著改进了现有技术,其中,沿着第二方向的齿轮转矩的轴向分量实际上与法向分量一起作用以推动蜗杆离开齿轮。

张紧装置可以定位在蜗杆轴的尾轴承的端部处。

张紧装置可以沿着蜗杆轴的轴线产生力,在没有施加齿轮转矩的条件下,所述力受到枢轴的反作用并且致使蜗杆轴被推动到齿轮上。

张紧装置可以包括张紧弹簧,所述张紧弹簧作用于尾轴承和轴之间,以产生抵抗因沿着所述第二方向的齿轮转矩而产生的轴向力的力,从而阻止所述蜗轮轴朝向所述电动机移动。对于沿着第一方向的齿轮转矩而言,张紧装置没有产生抵抗力并且替代地允许枢轴反作用于施加到蜗杆轴以使其离开电动机的力。

弹簧可以仅仅沿着一个方向有效,从而不会抵抗因沿着第一方向的齿轮转矩引起的蜗杆轴离开电动机的尝试移动,使得枢轴而非张紧弹簧能够反作用于这些轴向力。

张紧装置可以包括蜗杆轴尾轴承的轴承座,所述轴承座是直线轴承布置的一部分,所述直线轴承布置还包括两个平行的大体竖直阵列的轴承,诸如,钢球,所述轴承在移动部分中的大体竖直槽的平行对中滚动或者滑动,所述移动部分与尾轴承一起在轴承座的固定部分中移动,所述固定部分固定到壳体,所述张紧装置还包括弹簧,所述弹簧作用在蜗杆轴和轴承座的移动部分之间,所述轴承座将轴承保持在槽中,所述弹簧针对齿轮转矩的第二方向抵抗所述蜗杆轴的轴向移动。

张紧装置的弹簧可以被在蜗杆轴的非驱动端部处的可调节螺母预先压缩向轴承座,以便防止轴承脱离与所述槽的接触。

张紧装置的弹簧可以具有高弹簧系数,使得对于蜗杆轴朝向电动机的小幅移动,反向轴向力快速增大。

张紧装置可以产生朝向齿轮按压蜗杆轴的力矩,为了平衡这一点,可以设置偏压弹簧,所述偏压弹簧以将蜗杆轴离开齿轮偏压的力作用在尾轴承上。可以选择由该偏压弹簧产生的力,以几乎(但非全部)抵消由张紧装置产生的力矩。

蜗杆轴可以被支撑为使得其能够在沿着所述第二方向施加齿轮转矩时相对于所述主轴承轴向滑动,但是不能在沿着所述第一方向施加齿轮转矩时相对于所述主轴承轴向滑动。

利用这种构造,组件可以布置成使得在使用中主轴承一直围绕枢轴旋转/倾斜并且这限定了枢转点,针对沿着第一方向(顺时针方向)的齿轮转矩蜗杆轴围绕所述枢转点倾斜,在蜗杆轴相对于主轴承略微轴向移动或者没有轴向移动时,而且针对第二方向(逆时针方向)的齿轮转矩,蜗杆轴因在蜗杆轴和轴承之间的其它轴向滑动运动而在其它地方具有虚拟枢转中心。

枢轴可以包括:枢轴组件的一部分,所述枢轴组件的一部分包括:限定了枢转轴线的至少一个枢轴部分;和轴承座或者万向架,所述轴承座或者万向架支撑所述主轴承,通过枢轴预加载弹簧将所述主轴承座偏压成与所述枢轴接合

轴承座可以与主轴承或者主轴承的组成部分分离开。例如,在主轴承是环形轴承的情况中,外轴承座圈如果成适当形状,则可以作为轴承座。

枢轴预加载弹簧可以在主轴承或者主轴承座以及由蜗杆轴限定的第一肩部之间作用。第一肩部可以背朝电动机。

蜗杆轴还可以包括第二肩部,所述第二肩部背朝所述电动机和所述主轴承或者轴承座,使得在使用中,当施加零齿轮转矩以及当沿着所述第一方向施加齿轮转矩时,所述主轴承或者轴承座可接触所述第二肩部以提供蜗杆轴、主轴承和枢轴之间的确定连接,当沿着所述第二方向施加齿轮转矩时所述第二肩部与所述主轴承或者主轴承座分离开以确保所述枢轴没有反作用于沿着所述蜗杆轴生成的轴向力。

在最有利的布置方案中,张紧装置、枢轴预加载弹簧和第二肩部的位置可以设置成使得在没有施加齿轮转矩时在所述主轴承或者所述轴承座和所述第二肩部之间存在基本为零的预加载力。因此,只要沿着蜗杆轴朝向电动机施加轴向力,第二肩部和主轴承就将分离,从而确保枢轴没有反作用于轴向力。

第一和第二肩部可以由环状件限定,所述环状件从蜗杆轴突出,限定了直径的阶形变化。当然,连续环状件不是必需的并且肩部能够采取其它形式。例如,可以设置一个或者多个凸耳,所述一个或者多个凸耳从蜗杆轴朝向电动机端部伸出,弹簧/主轴承/轴承座能够反作用于所述一个或者多个凸耳。

预加载枢轴弹簧确保主轴承和轴承座不会分离,从而消除了可能的震颤声源。这能够具有相对低的弹簧刚度。

枢轴可以位于主轴承座的与电动机相对的侧部上,在一种布置方案中,枢轴可以包括一个或者多个球形端部的部件,所述部件在枢轴轴线的平面中固定到齿轮箱壳体中,使得暴露出在每个部件的端部处的半球表面,所述主轴承被按压到弹簧座或者“万向架”中,在所述弹簧座或者万向架中在对应于所述嵌入的球形端部部件的位置处设置半球托座。

球形部件可以至少部分嵌入齿轮箱壳体的面中。

蜗杆轴可以通过电动机转子销连接到电动机,所述电动机转子销具有球形头,所述球形头接合衬套,所述衬套位于蜗杆轴的端部中的孔中并且沿着孔抵抗电动机预加载弹簧自由滑动。电动机预加载弹簧可以将蜗杆轴偏压离开电动机。

轴承中的每一个均可以包括环形轴承,所述环形轴承通常包括:内轴承座圈,所述内轴承座圈连接到蜗杆轴;和外轴承座圈,所述外轴承座圈间接连接到壳体(通过枢轴或者直线轴承),内外轴承座圈通过位于每一个座圈中的轨道中的轴承而相对于与蜗杆轴的轴线一致的共用轴线自由旋转。主轴承和尾轴承应当防止内轴承(并且因此蜗杆轴)相对于外轴承(并且因此壳体)无意地径向移动。

附图说明

现在将参照附图仅仅通过示例描述本发明的一个实施例,在所述附图中:

图1是用于电动辅助转向系统的现有技术齿轮箱组件的部分截面图;

图2示出了针对蜗轮蜗杆齿轮箱中的顺时针齿轮转矩和顺时针齿轮转矩而言施加到蜗杆的齿面的力F1和F2的方向;

图3是根据本发明的用于电动辅助转向系统的齿轮箱组件的实施例的截面图;

图4是对应于图3的视图,其示出了在施加逆时针齿轮转矩时张紧装置产生的力矩;并且

图5是图3和图4的齿轮箱组件的概述,其示出了壳体中的电动机、蜗杆轴和轮轴的相对位置。

具体实施方式

图3、4和5示出了根据本发明的方面能够结合到电动辅助转向设备中的齿轮箱组件100的实施例。在使用中,齿轮箱组件100在转向设备的电动机的输出装置中提供了齿轮减速,从而允许由电动机产生的转矩传递到转向柱或者转向齿条(或者转向系统的其它部分),转矩辅助驾驶员转动方向盘或者提供了主要转向转矩源。

齿轮箱组件100包括图3和图4中示出的齿轮箱主壳体2,所述主壳体2容纳蜗杆轴3,所述蜗杆轴3通过销4a连接到电动机4的转子。蜗杆轴3包括承载蜗轮的细长轴3a。轴3由蜗杆3a的在距离电动机4最近的侧部处的主轴承5和轴3的距离电动机4最远的端部处的尾轴承6承载。两个轴承5、6包括螺接到轴3上的环形内座圈和由壳体支撑的环形外座圈,其中,一组滚珠轴承将内座圈连接到外座圈。如将描述的那样,在将转矩施加到齿轮箱组件100时,主轴承能够在使用中相对于壳体2移动少量。

通过将(固定到转子的)转子销的端部插入到形成在轴3的端部中的孔7而将蜗杆轴3连接到电动机4的转子。盘簧8位于孔中并且螺接到轴3上。弹簧8作用在孔的盲基部和衬套9之间,所述衬套9可滑动地位于孔中并且接合转子销4a。弹簧施加将蜗杆轴3偏压离开转子销4a的力,轴朝向电动机转子的任何移动均逐渐压缩弹簧。还应当注意的是,转子销具有球形头部,在所述球形头部处其接合滑动衬套9,使得蜗杆轴能够围绕转子销枢转。针对该移动的枢转点位于轴的轴线上,不过该枢转点沿着轴的位置可以根据滑动衬套9在孔7中的准确位置而变化。

蜗杆3a连接到齿轮10,所述齿轮10也容纳在壳体中。齿轮10被支撑在输出轴11上,所述输出轴11的两个端部12、13能够从齿轮箱的外部接近。输出轴11的一个端部11连接到转向轴并且向前连接到方向盘(未输出),并且输出轴11的另一个端部13连接到转向齿条并且向前连接到行路轮。因此输出轴11提供了在这个示例中从方向盘直接至行路轮的机械路径,并且齿轮将转矩从电动机传递到输出轴,以辅助驾驶员。

齿轮10和蜗轮3a均具有互补齿,所述互补齿啮合并且可以处于单接触或者双接触情况中。在单接触的情况中,在给定时刻与蜗轮啮合的每个蜗杆齿将最多接触仅仅单个齿轮齿,在双接触的情况中,至少一个蜗杆齿将在给定时刻接触两个齿轮齿的齿面。

主轴承和尾轴承允许蜗杆轴3实施一些受控的轴向移动以及蜗杆轴枢转。为了避免发出震颤声,两个轴承对于径向移动和轴向移动在内外座圈之间皆应当存在最小的游隙。现在将描述相对于壳体2支撑轴承的方式。

尾轴承在这个示例中通过直线轴承连接到壳体,所述直线轴承包括固定座圈14和移动座圈15。固定座圈14通过肩部16固定而不可动地相对于壳体定位,可动座圈固定到尾轴承6的外座圈。尾轴承的内座圈固定到蜗杆轴3,使得蜗杆轴能够轴向滑动通过内座圈。直线轴承的每个座圈均包括一对直线槽17,滚珠轴承能够沿着所述一对直线槽17滚动和滑动。直线槽在平行于齿轮平面的平面中延伸,使得尾轴承允许蜗杆轴的尾端朝向和离开齿轮移动。因为蜗杆轴在距离电动机最近的侧部处通常被主轴承约束,所以尾轴承的该上下移动导致蜗杆轴围绕主轴承的位置枢转。

提供了张紧装置。所述张紧装置包括弹簧19,所述弹簧19作用在尾轴承6的内座圈和螺母19a或者其它止动件之间,所述螺母19a或者其它止动件固定到蜗杆轴的端部并且超过尾轴承(即,尾轴承和电动机之间的距离小于螺母和电动机之间的距离)。螺母在正常使用期间不能沿着蜗杆轴轴向移动。张紧弹簧19包括围绕轴3螺接的盘簧,盘簧的轴线与蜗杆轴的轴线一致。

压缩弹簧19趋于致使蜗杆轴移动离开电动机并且因此与电动机预加载弹簧8一起发挥作用。在组装期间能够手动调节螺母19,以设置张力并且因此精细调整蜗杆轴3相对于静止电动机的轴向位置。如将显而易见的那样,这个张紧弹簧的行为还产生了将蜗杆3a推到蜗轮10上的有利的枢转力矩。

为了防止蜗杆轴因两个弹簧8、19的作用而与电动机的端部分离开,蜗杆轴3在距离电动机最近的端部处设置有突出环形件,所述突出环形件限定了背朝电动机的第一肩部20。在此称作枢轴预加载弹簧21的另一盘簧21在蜗杆轴上位于肩部和蜗杆之间,并且在一个端部处接合肩部。弹簧21的另一个端部接触主轴承5的内座圈,所述内座圈也可滑动地在蜗杆轴上位于弹簧和蜗杆3a之间。主轴承5的外座圈随后位于轴承座23中,所述轴承座23接触枢轴销22并且能够围绕枢轴销22枢转(这限定了主轴承5的枢转点),所述枢轴销22固定到齿轮箱主壳体2并且面向电动机4。

在蜗杆轴上还设置第二肩部,当没有施加齿轮转矩时第二肩部与主轴承的内座圈接触。如能够观察到的那样,第二肩部也靠近第一肩部背朝电动机。在力通过第二肩部抵达主轴承和轴承座时,枢轴将反作用于使蜗杆轴移动离开电动机的任何尝试。

蜗杆轴朝向电动机的任何移动使得第二肩部与主轴承分离,使得主轴承没有反作用于沿着蜗杆轴的轴向力并且因此枢轴没有反作用于沿着蜗杆轴的轴向力。弹簧21保持主轴承5和枢轴22接触。

轴承座作为万向架,允许主轴承组件围绕枢轴22一定程度的枢转移动。枢轴销22位于蜗杆和齿轮的齿接触面下方的位置。如图所示,枢转点位于轴线上,所述轴线位于齿接触面下方几毫米处。这通过将枢轴销22安置在轴承座/万向架23的底部部分处来实现。当然,可以使用两个销而不是一个销,只要它们皆位于相对于蜗杆轴轴线偏移相同程度的位置处。注意的是,尾轴承6的直线轴承具有相对的弯曲表面,轴承在所述弯曲表面之间行进,曲线的中央轴线与电动机转子的轴线对准并且位于主轴承5的中心处或者附近。

呈小盘簧18形式的偏压设施作用在壳体2和尾轴承外座圈之间,以便沿着远离齿轮10的法向方向偏压尾轴承。该偏压设施抵抗任何枢转力,否则所述枢转力会将蜗轮推动到齿轮上,从而产生了过多的摩擦。选择该弹簧的强度,使得与弹簧8、19和21的作用相结合,确保在没有施加齿轮转矩时蜗杆和蜗轮之间产生所需的啮合力。

三个弹簧8、19和21连同小偏压弹簧18一起限定了静止时作用在蜗杆轴上的力。

通过小心选择每个弹簧的位置和强度以及枢轴位置的定位,可以支撑蜗杆,使得当没有将外部转矩施加到齿轮箱时基本没有力施加到肩部/主轴承内座圈界面。调节螺母19a允许对此进行精细调整。而且,可以由偏压弹簧18平衡由张紧弹簧19产生的力矩,使得将蜗杆轴轻微压到齿轮上,这将阻止蜗杆3a移动直到预定的“跳出转矩”(通常为大约4Nm)。

由于蜗杆和蜗轮之间的接触角度,突然施加到蜗轮的高转矩将致使蜗杆克服偏压力而摆脱蜗轮。为了理解,我们应当首先考虑什么力在起作用。

在使用中,当施加顺时针齿轮转矩CW时,如果合力克服了静止偏压力,则主轴承5将围绕枢轴销枢转。当施加逆时针齿轮转矩ACW时,主轴承5也将试图围绕该枢轴22枢转。

为了解释蜗杆轴的尝试移动,首先考虑因齿轮转矩在蜗轮处产生的力。对于顺时针转矩CW而言,力F2沿着远离电动机的方向作用并且产生了沿着蜗杆轴的轴线的分量F2轴向以及正交于蜗杆轴轴线并远离齿轮的分量F2法向。类似地,对于逆时针转矩ACW而言,力F1沿着朝向电动机的方向作用并且产生了沿着蜗杆轴的轴线的分量F1轴向以及正交于蜗杆轴轴线并离开齿轮的分量F1法向。这在图2中示出,并且在图3中示出了力F1和F2。

轴向分量将试图致使蜗杆轴轴向滑动,并且由齿轮箱组件的各个零件根据齿轮转矩方向抵抗所述蜗杆轴轴向滑动,所述各个零件产生了也具有轴向分量的反作用力。由于这些反作用轴向分量的作用线之间的偏移,还将存在围绕枢轴销22产生的力矩Mcw和Macw,所述力矩Mcw和Macw趋于致使蜗杆轴试图离开或者朝向齿轮移动。

对于顺时针齿轮转矩而言,分量F2轴向试图使得蜗杆轴移动离开电动机。蜗杆轴的与主轴承接触的第二肩部和主轴承之间的接合抵抗蜗杆轴移动离开电动机,这意味着蜗杆轴通过主轴承和轴承座直接顶到枢轴销。枢轴反作用于所有轴向力F2轴向。因为轴向力沿着接触路径,所以轴向力产生了围绕枢轴的力矩,所述力矩将蜗杆推向齿轮,并且与张紧装置的静止偏压力一起作用,所述接触路径在枢转点上方距离d2。这抵抗力的法向分量F2法向作用并且保持蜗杆和蜗轮啮合。其意义在于对于顺时针齿轮转矩而言,轴向力产生了围绕枢轴销22的有利力矩。

对于逆时针齿轮转矩而言,轴向分量F1轴向趋于试图使得蜗杆轴向电动机移动。张紧弹簧19和枢轴弹簧8的力抵抗该轴向力,结果是枢轴没有反作用于轴向力但是张紧装置反作用于轴向力。因为轴向分量F1轴向处于齿接触平面中并且张紧弹簧力处于蜗杆轴的与齿接触平面偏移的平面中,所以产生了力矩Macw。在蜗杆轴向转子移动时,蜗杆轴上的肩部与主轴承分离,从而防止主轴承和蜗杆轴整体围绕枢轴22移动,正是这种分离自由度确保枢轴没有反作用于该力。注意的是,蜗杆轴与主轴承分离开但是枢轴偏压弹簧确保主轴承不会与枢轴分离开,从而保持枢转行为并且防止形成震颤声的潜在源。

就顺时针齿轮转矩而言,张紧弹簧19的偏压力至少部分抵消了力F1的法向分量F1法向产生的力矩。

组件可以指定成使得齿接触力的轴向分量和来自弹簧的静止力最大程度地(但是没有全部)平衡由法向分量导致的蜗杆轴的跳出作用。

再多了解一些
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