一种轻量化电动助力转向器蜗轮的制作方法

本实用新型涉及一种蜗轮，尤其涉及一种轻量化电动助力转向器蜗轮。

背景技术：

汽车电动助力转向器(简称为EPS)，是一种机电一体化的新一代汽车转向系统，它根据作用在转向盘上的转矩信号和车速信号等，通过电动控制装置使电机产生相应大小的驱动力，协助驾驶人员进行转向操纵，并最终获得最佳转向特性的伺服系统。

驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电动控制单元，电动控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力；汽车不转向时，电动控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。

蜗轮作为EPS中传递力矩的核心部件，其安全性、稳定性直接关系到车辆驾驶的安全与舒适。现有的电动助力转向器蜗轮一般采用金属齿轮加塑胶外圈的结构，金属齿轮自身较重，且存在与塑胶外圈发生脱落的隐患。

经过检索暂未发现与本申请相同或相似的专利文献。

综上，如何设计一种电动助力转向器蜗轮，使其能在保证自身性能的同时减轻自身的重量，且能避免塑胶外圈发生脱落现象是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种轻量化电动助力转向器蜗轮，其能在保证自身性能的同时减轻了自身的重量，且避免了塑胶外圈发生脱落现象。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种轻量化电动助力转向器蜗轮，包括塑胶外圈，其还包括圆环状的金属芯和圆环状的塑胶骨架，塑胶骨架的内周面堪嵌在金属芯的外周面上，塑胶外圈的内周面堪嵌在塑胶骨架的外周面上，从而使得金属芯、塑胶骨架和塑胶外圈连接在一起。

优选的，所述圆环状的塑胶骨架包括骨架内圈体、设置在骨架内圈体外围位置的骨架外圈体和设置在骨架内圈体与骨架外圈体之间的环形连接部；沿骨架内圈体的轴向，在骨架内圈体的内周面上设置有多个轴向堪块，沿圆环状金属芯的轴向，在金属芯的外周面上设置有多个轴向堪槽，通过将多个轴向堪块分别堪嵌到多个轴向堪槽中，从而将塑胶骨架的内周面堪嵌在金属芯的外周面上。

优选的，沿骨架内圈体的周向，在骨架内圈体的内周面上还设置有环形的周向堪块，沿圆环状金属芯的周向，在金属芯的外周面上设置有环形堪槽，通过将环形的周向堪块堪嵌到环形堪槽中，从而将塑胶骨架的内周面堪嵌在金属芯的外周面上。

优选的，在骨架外圈体的外周面上还设置有多个外圈体堪块，在塑胶外圈的内周面上设置有多个外圈堪槽，通过将多个外圈体堪块分别堪嵌到多个外圈堪槽中，从而将塑胶外圈的内周面堪嵌在塑胶骨架的外周面上。

优选的，每个外圈体堪块均为梯形状，梯形状外圈体堪块的小头端连接在骨架外圈体的外周面上，每个外圈堪槽也均设置成与外圈体堪块相匹配的梯形状，通过将多个梯形状外圈体堪块分别堪嵌到多个梯形状外圈堪槽中，从而将塑胶外圈的内周面堪嵌在塑胶骨架的外周面上。

优选的，所述金属芯的内周面设置为花键面。

优选的，在环形连接部上还设置有多条加强筋。

优选的，所述塑胶骨架采用玻纤增强尼龙，塑胶外圈采用耐磨工程塑料。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用金属芯和塑胶骨架替代了传统蜗轮中的金属齿轮，显著减少了产品重量且塑胶外圈通过注塑堪嵌的方式与塑胶骨架结合，提高了二者之间的结合力，避免了传统蜗轮中金属齿轮与塑胶外圈发生脱落的情况，因此，本实用新型在保证自身性能的同时减轻了自身的重量，且避免了塑胶外圈发生脱落现象。通过轴向堪块和轴向堪槽堪嵌配合，既能将塑胶骨架和金属芯牢牢的结合在一起，增加强度，又能形成周向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对转动。通过周向堪块和环形堪槽堪嵌配合，既能进一步增加塑胶骨架和金属芯之间的结合强度，又能形成轴向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对轴向窜动。塑胶骨架和塑胶外圈均可采用注塑成型的方式制成，从而减小了加工难度，大幅提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中塑胶骨架的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中金属芯的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中塑胶外圈的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的塑胶骨架中位于一个外圈体堪块处的局部立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中金属芯的立体结构示意图；

图中：1. 塑胶外圈，2. 金属芯，211. 轴向堪槽，3. 塑胶骨架，311. 骨架内圈体，312. 骨架外圈体，313. 环形连接部，4. 轴向堪块，5. 周向堪块，6. 环形堪槽，7. 外圈体堪块，8. 外圈堪槽，9. 加强筋，10. 花键面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例1：如图1至图4所示，一种轻量化电动助力转向器蜗轮，包括塑胶外圈1，还包括圆环状的金属芯2和圆环状的塑胶骨架3，塑胶骨架3的内周面堪嵌在金属芯2的外周面上，塑胶外圈1的内周面堪嵌在塑胶骨架3的外周面上，从而使得金属芯2、塑胶骨架3和塑胶外圈1连接在一起。转轴（图中未示出）穿过圆环状的金属芯与金属芯通过过盈配合连接，金属芯、塑胶骨架和塑胶外圈连接在一起后再对塑胶外圈进行机加工，将塑胶外圈加工成齿轮状，形成塑胶外齿圈。金属芯和塑胶骨架之间采用金属嵌件注塑的结构连接在一起，塑胶骨架和塑胶外圈之间通过注塑堪嵌的结构连接在一起。

本实施例采用金属芯和塑胶骨架替代了传统蜗轮中的金属齿轮，显著减少了产品重量且塑胶外圈通过注塑堪嵌的方式与塑胶骨架结合，提高了二者之间的结合力，避免了传统蜗轮中金属齿轮与塑胶外圈发生脱落的情况。因此，本实施例在保证自身性能的同时减轻了自身的重量，且避免了塑胶外圈发生脱落现象。

如图2和图3所示，所述圆环状的塑胶骨架3包括骨架内圈体311、设置在骨架内圈体311外围位置的骨架外圈体312和设置在骨架内圈体311与骨架外圈体312之间的环形连接部313；沿骨架内圈体311的轴向，在骨架内圈体311的内周面上设置有多个轴向堪块4，沿圆环状金属芯2的轴向，在金属芯2的外周面上设置有多个轴向堪槽211，通过将多个轴向堪块4分别堪嵌到多个轴向堪槽211中，从而将塑胶骨架3的内周面堪嵌在金属芯2的外周面上。在本实施例中，多个轴向堪块4和轴向堪槽211均呈周向分布，轴向堪块4和轴向堪槽211均设置有四个。通过轴向堪块和轴向堪槽堪嵌配合，既能将塑胶骨架和金属芯牢牢的结合在一起，增加强度，又能形成周向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对转动。

沿骨架内圈体311的周向，在骨架内圈体311的内周面上还设置有环形的周向堪块5，沿圆环状金属芯2的周向，在金属芯2的外周面上设置有环形堪槽6，通过将环形的周向堪块5堪嵌到环形堪槽6中，从而将塑胶骨架3的内周面堪嵌在金属芯2的外周面上。周向堪块位于轴向堪块的中部位置处且与多个轴向堪块呈十字交叉分布在塑胶骨架的内周面上，环形堪槽也位于轴向堪槽的中部位置且与多个轴向堪槽呈十字交叉分布在金属芯的外周面上。通过周向堪块和环形堪槽堪嵌配合，既能进一步增加塑胶骨架和金属芯之间的结合强度，又能形成轴向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对轴向窜动。

如图2和图4所示，在骨架外圈体312的外周面上还设置有多个外圈体堪块7，在塑胶外圈1的内周面上设置有多个外圈堪槽8，通过将多个外圈体堪块7分别堪嵌到多个外圈堪槽8中，从而将塑胶外圈1的内周面堪嵌在塑胶骨架3的外周面上。这样设置，能进一步增加塑胶骨架和塑胶外圈之间的结合强度，避免了塑胶外圈发生脱落现象。在本实施例中，多个外圈体堪块7和外圈堪槽8均沿周向分布，外圈体堪块7和外圈堪槽8均设置为矩形状。

为进一步增加塑胶骨架3的强度，在环形连接部313上还设置有多条加强筋9，多条加强筋9呈周向分布。

所述金属芯采用45#钢材质，塑胶骨架采用玻纤增强尼龙，塑胶外圈采用耐磨工程塑料。当塑胶骨架采用玻纤增强尼龙制成，塑胶外圈采用耐磨工程塑料制成时，塑胶骨架和塑胶外圈均可采用注塑成型的方式制成。现有电动助力转向器蜗轮中的金属齿轮全部需要采用机加工制成，导致生产效率低，而本实施例中的塑胶骨架和塑胶外圈均可采用注塑成型的方式制成，从而减小了加工难度，大幅提高了生产效率。

实施例2：如图5所示，与实施例1相比，不同之处在于：每个外圈体堪块7均为梯形状，梯形状外圈体堪块7的小头端连接在骨架外圈体312的外周面上，每个外圈堪槽也均设置成与外圈体堪块相匹配的梯形状（图中未示出），通过将多个梯形状外圈体堪块分别堪嵌到多个梯形状外圈堪槽中，从而将塑胶外圈的内周面堪嵌在塑胶骨架的外周面上。通过上述设置，能进一步增加塑胶骨架和塑胶外圈之间的结合强度，进一步避免了塑胶外圈发生脱落现象。

如图6所示，所述金属芯2的内周面设置为花键面10。相应的，转轴（图中未示出）的外周面也设置为花键面，将转轴和金属芯之间通过花键配合连接在一起，能增加蜗轮与转轴之间的连接强度。

综上，本实用新型采用金属芯和塑胶骨架替代了传统蜗轮中的金属齿轮，显著减少了产品重量且塑胶外圈通过注塑堪嵌的方式与塑胶骨架结合，提高了二者之间的结合力，避免了传统蜗轮中金属齿轮与塑胶外圈发生脱落的情况，因此，本实用新型在保证自身性能的同时减轻了自身的重量，且避免了塑胶外圈发生脱落现象。通过轴向堪块和轴向堪槽堪嵌配合，既能将塑胶骨架和金属芯牢牢的结合在一起，增加强度，又能形成周向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对转动。通过周向堪块和环形堪槽堪嵌配合，既能进一步增加塑胶骨架和金属芯之间的结合强度，又能形成轴向限位，防止在受力条件下，塑胶骨架和金属芯之间出现相对轴向窜动。塑胶骨架和塑胶外圈均可采用注塑成型的方式制成，从而减小了加工难度，大幅提高了生产效率。

本实施例中所述的“多个”即指“两个或两个以上”的数量。以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。