可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置及转向系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车转向系统领域，具体涉及一种可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置及转向系统。
【背景技术】
[0002]随着汽车技术的迅速发展，车辆的可靠性、安全性和舒适性成为车辆企业发展必须面对的问题。车辆转向系统的性能对车辆的整体性能有着重要的影响，因此越来越受到人们的关注。汽车转向技术先后经历了传统机械式转向系统、液压助力转向系统、电控液压动力转向系统到现在应用的电动液压动力转向系统和电动助力转向系统。但上述系统都不能或较难根据车辆运行工况对操纵稳定性的要求实施主动修正控制，也不能对驾驶员的转向误操作进行补偿，因而未能使与操纵稳定性最为密切的转向系统的性能发挥其最大作用。而当前世界最前沿的研宄热点则集中在操控性和安全性更优的新一代转向技术一一主动转向系统。
[0003]“主动转向”是指:除了驾驶员的转向操作外，汽车自身也具有转向功能，即通过主动对车轮转向角的调节，提高车辆的稳定性、主动安全性和操纵舒适性。主动转向系统目前主要有两种型式:机械式叠加转向和线控转向。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种尺寸较小、安全性高、且便于布置的用于汽车主动转向的变传动比转向装置及汽车转向系统。
[0005]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:一种可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系I及行星轮系II，所述动力驱动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮及蜗杆；所述行星轮系I主要由输入轴、太阳轮1、行星架1、行星轮I及齿圈I组成，所述蜗轮空套在输入轴上，所述输入轴一端与太阳轮I相连，所述行星架I 一端连接在蜗轮上，另一端与行星轮I相连，所述行星轮I分别与太阳轮I及齿圈I啮合；所述行星轮系II主要由输出轴、太阳轮I1、行星架I1、行星轮II及齿圈II组成，所述太阳轮II与输出轴相连，所述行星架II设置在齿圈I上，所述行星轮II设置在行星架II上，所述齿圈II固定在车身上，所述行星轮II分别与太阳轮II及齿圈II啮合。
[0006]进一步，还包括端盖，所述端盖对应固定在齿圈I及齿圈II的端面上
[0007]进一步，所述行星轮系I为单排行星轮结构；所述行星轮系II为双排行星轮结构。
[0008]本发明还提供一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘、扭杆、蜗轮蜗杆减速机构、万向节、转向操作机构支架及齿轮齿条转向器，还包括可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架设置在输入轴上，所述输入轴通过万向节与转向盘相连，所述输出轴通过万向节与齿轮齿条转向器相连。
[0009]本发明的有益效果在于:该转向装置整体结构较小，极大的节约了安装空间，便于布置；通过设置机械传动装置与动力驱动装置的动力耦合，实现了变传动比转向；采用机械式叠加转向，转向稳定性好、故障率低、可靠性高，操控过程更加灵活；采用单排行星轮结构与双排行星轮结构相结合的形式，整体结构传动效率高、档位数变化多、工艺性好、制造费用低、换档平稳、操纵性能好。
【附图说明】
[0010]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0011]图1为可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置的结构示意图；
[0012]图2为图1的结构简图；
[0013]图3为汽车转向系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0015]如图所示，本实施例中的可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系I及行星轮系II，所述动力驱动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮2及蜗杆3 ;所述行星轮系I主要由输入轴1、太阳轮I 11、行星架I 4、行星轮I 5及齿圈I 6组成；所述蜗轮2空套在输入轴I上，所述输入轴I 一端与太阳轮I 11相连，所述行星架I 4 一端连接在蜗轮2上，另一端与行星轮I 5相连，所述行星轮I 5分别与太阳轮I 11及齿圈I 6啮合；所述行星轮系II主要由输出轴9、太阳轮II 12、行星架II 13、行星轮II 8及齿圈II 7组成，所述太阳轮II 12与输出轴9相连，所述行星架II 13设置在齿圈I 6上，所述行星轮II 8设置在行星架II 13上，所述齿圈II 7固定在车身上，所述行星轮II 8分别与太阳轮II 12及齿圈II 7啮合。
[0016]在本实施例中，行星轮系I中的齿圈I 6与行星轮系II中的行星架II 13连接在一起，助位移电机驱动蜗杆3旋转，进而蜗杆3带动蜗轮2旋转，行星架I 4与蜗轮2连接，旋转的蜗轮2通过行星架I 4带动行星轮I 5转动；另一方面，手动输入的转向力带动太阳轮
I11旋转，太阳轮I 11与行星轮I 5啮合，行星轮I 5又与齿圈I 6啮合，齿圈I 6获得来自手动输入及助位移电机的转向力。齿圈I 6与行星架II 13固连，将齿圈I 6上的转向力传递给行星架II 13 ;本实施例中的行星轮系II为双排行星轮结构，两个行星轮II 8间相互嗤合，一个行星轮II 8同时与齿圈II 7嗤合，另一个行星轮II 8则与太阳轮II 12嗤合，齿圈II 7固定在车身上，行星轮II 8将动力传递给太阳轮II 12，最终从输出轴9处输出。
[0017]本实施例中还包括端盖10，所述端盖10对应固定在齿圈I 6及齿圈II 7的端面上；可用于密封，防止相互啮合的齿轮间进入杂物。
[0018]作为上述方案的进一步改进，所述行星轮系I为单排行星轮结构；所述行星轮系II为双排行星轮结构；具体的，在行星轮系II中，两个行星轮II 8间相互啮合，一个行星轮
II8还与齿圈II 7啮合，另一个行星轮II 8则与太阳轮II 12啮合；整体结构具有简单紧密、传动效率高、档位数变化多、工艺性好、制造费用低、换档平稳、操纵性能好等优点。
[0019]本发明还提供一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘14、扭杆
15、蜗轮蜗杆减速机构16、万向节17、转向操作机构支架18及齿轮齿条转向器19，还包括可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架18设置在输入轴I上，所述输入轴I通过万向节17与转向盘14相连，所述输出轴9通过万向节与齿轮齿条转向器19相连。
[0020]具体的，可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置安装于汽车转向盘14和齿轮齿条转向器19之间，可实现汽车的变传动比转向。其转向过程为:
[0021]手动输入(转向盘14输入)部分通过输入轴I向与之相连的太阳轮I 11输入至第一级行星轮系(行星轮系I );助位移电机输入部分经蜗轮2、蜗杆3传递至行星架I 4并输入到第一级行星轮系；在第一级行星轮系中，行星架I 4和太阳轮I 11同时输入，并由齿圈I 6输出。齿圈I 6与行星架II 13固连，将齿圈I 6上的运动由行星架II 13输入至第二级行星轮系(行星轮系II )中，齿圈II 7固定于车身上，行星架II 13通过太阳轮II 12对外输出，进而由齿轮齿条转向器19实现转向。
[0022]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，其特征在于:包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系I及行星轮系II，所述动力驱动装置包括助位移电机、相互啮合的蜗轮及蜗杆；所述行星轮系I主要由输入轴、太阳轮1、行星架1、行星轮I及齿圈I组成，所述蜗轮空套在输入轴上，所述输入轴一端与太阳轮I相连，所述行星架I 一端连接在蜗轮上，另一端与行星轮I相连，所述行星轮I分别与太阳轮I及齿圈I啮合；所述行星轮系II主要由输出轴、太阳轮I1、行星架I1、行星轮II及齿圈II组成，所述太阳轮II与输出轴相连，所述行星架II设置在齿圈I上，所述行星轮II设置在行星架II上，所述齿圈II固定在车身上，所述行星轮II分别与太阳轮II及齿圈II啮合。
2.根据权利要求1所述的可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，其特征在于:还包括端盖，所述端盖对应固定在齿圈I及齿圈II的端面上。
3.根据权利要求1所述的可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，其特征在于:所述行星轮系I为单排行星轮结构；所述行星轮系II为双排行星轮结构。
4.一种汽车转向系统，包括从上至下依次连接设置的转向盘、扭杆、蜗轮蜗杆减速机构、万向节、转向操作机构支架及齿轮齿条转向器，其特征在于:还包括如权利要求1-3任一项所述的可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置，所述转向操作机构支架设置在输入轴上，所述输入轴通过万向节与转向盘相连，所述输出轴通过万向节与齿轮齿条转向器相连。
【专利摘要】本发明公开了一种可实现变传动比的汽车主动转向耦合装置及转向系统，包括机械传动装置及动力驱动装置，所述机械传动装置包括并列设置的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ，行星轮系Ⅰ中的齿圈Ⅰ与行星轮系Ⅱ中的行星架Ⅱ连接在一起，手动输入部分经太阳轮Ⅰ输入至行星轮系Ⅰ，助位移电机输入部分经蜗轮、蜗杆传递至行星架Ⅰ并输入到行星轮系Ⅰ，行星架Ⅰ和太阳轮Ⅰ同时输入，由齿圈Ⅰ输出；齿圈Ⅱ固定设置，行星架Ⅱ将运动输入至行星轮系Ⅱ中，最后由太阳轮Ⅱ对外输出；该装置整体结构较小，节约了安装空间，便于布置；实现了变传动比转向，档位数变化多、传动效率高、转向稳定性好、故障率低、可靠性高，操控过程更加灵活。
【IPC分类】B62D5-04, B62D3-04
【公开号】CN104627234
【申请号】CN201510072115
【发明人】石万凯, 罗才伟, 韩振华, 李良军
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月11日