一种双小齿轮式电动助力转向系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种双小齿轮式电动助力转向系统，其包括助力电机、传动齿轮副和驱动齿轮副，所述传动齿轮副和驱动齿轮副外分别设有传动壳体和驱动壳体且所述传动壳体和驱动壳体为分体式设置。所述传动壳体包括第一有齿段壳体和传动齿轮壳体，所述驱动壳体包括第二有齿段壳体和驱动齿轮壳体。所述齿条的壳体由所述第一有齿段壳体和所述第二有齿段壳体联接装配组成，所述第二有齿段壳体可沿圆周方向相对第一有齿段壳体旋转。通过调整驱动壳体和传动壳体沿圆周方向的装配相位差，来弥补齿条的两段有齿段的齿向相位误差，提高齿轮副之间的配合精度。在降低工艺难度及设备成本、加工成本的基础上，进一步降低电动助力转向系统的故障率，延长使用寿命。
【专利说明】一种双小齿轮式电动助力转向系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆转向系统领域，具体涉及一种双小齿轮式电动助力转向系统。
【背景技术】
[0002]为了减轻驾驶员在车辆转向时的负担，车辆中通常采用电动助力转向系统来协助驾驶员完成车辆转向动作。对于不同前轴载荷的车辆，助力电机安装的位置也不同，现有的电动助力转向系统按照助力电机安装位置的不同可以分为以下几种结构形式:C-EPS(Column Electric Power Steering,管柱式电动助力转向系统)、P_EPS (Pinion ElectricPower Steering,齿轮式电动助力转向系统)和 R-EPS (Rack Electric Power Steering,齿条式电动助力转向系统)。
[0003]对于前轴载荷中等的车辆，助力电机及减速器与转向器齿轮相连，即采用的是P-EPS结构形式。在车辆实际搭载电动助力转向系统的过程中，由于车辆发动机、变速箱、底盘环境以及温度场等对电动助力转向系统的影响，存在无法布置P-EPS的情况。基于此，在 P-EPS 的基础上，延伸出 DP-EPS (Duo-Pinion Electric Power Steering,双小齿轮式电动助力转向系统)，图1-4所示为现有的双小齿轮式电动助力转向系统示意图,它包括助力电机4和两副独立的齿轮齿条传动副，即传动齿轮副10和驱动齿轮副20，传动齿轮副10由传动齿轮11和齿条30啮合组成，驱动齿轮副20由驱动齿轮21和齿条30啮合组成。图2所示为图1的内部结构示意图。该电动助力转向系统采用双小齿轮式结构。传动齿轮副10用于传递驾驶员手打方向盘的力矩，驱动齿轮副20用于传递驱动电机的助力力矩。
[0004]现有的双小齿轮式电动助力转向系统采用的齿条30具有两段有齿段，即第一有齿段31和第二有齿段32，第一有齿段31、第二有齿段32分别与传动齿轮11、驱动齿轮21相啮合，如图3所示，图3所示为齿条30的结构示意图。
[0005]由于齿条30的两段有齿段的齿参数不同，且传动齿轮11-齿条30的啮合面和驱动齿轮21-齿条30的啮合面之间应保证一定的相位差要求，在对齿条30进行加工时，对加工设备的精度要求比较高。图4所示为齿条30的两段有齿段的齿向相位差示意图，虚线A为第一有齿段的齿的节线所在平面的垂直线，虚线B为第二有齿段的齿的节线所在平面的垂直线，虚线A与虚线B之间的夹角a即为加工齿条30时需要保证的相位差。特别是当加工设备无法经一次装夹就完成对齿条30的加工时，二次装夹会造成夹角a的误差增加，此时，对保证齿条30的相位差的加工工艺要求就更高，引起设备加工成本的增加或产品质量合格率的下降。
[0006]如果加工出的齿条30的两端有齿段的齿向相位差不能满足使用要求,在双小齿轮式电动助力转向系统装配于车辆时，会造成装配困难，或者在使用车辆时发生故障，均会影响车辆的使用寿命。
实用新型内容[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种双小齿轮式电动助力转向系统，该电动助力转向系统的齿条的壳体采用分体式结构，在安装齿条的壳体的过程中，通过调整传动壳体和驱动壳体之间装配角度，从而可以弥补齿条在加工时形成的两段有齿段的齿向相位误差。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0009]一种双小齿轮式电动助力转向系统，包括助力电机、传动齿轮副和驱动齿轮副，所述传动齿轮副由传动齿轮和齿条啮合组成，所述驱动齿轮副由驱动齿轮和齿条啮合组成。所述传动齿轮副和驱动齿轮副外分别设有传动壳体和驱动壳体且所述传动壳体和驱动壳体为分体式设置。所述传动壳体包括第一有齿段壳体和传动齿轮壳体，所述驱动壳体包括第二有齿段壳体和驱动齿轮壳体，所述齿条的壳体由所述第一有齿段壳体和所述第二有齿段壳体联接装配组成，所述第二有齿段壳体可沿圆周方向相对第一有齿段壳体旋转。
[0010]进一步的，所述第一有齿段壳体的联接装配端包括第一法兰，所述第二有齿段壳体的联接装配端包括第二法兰和止口结构，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓连接在一起。
[0011 ] 进一步的，所述第二法兰上设有若干个弧形腰孔，所述止口结构上设有相互连通的注塑槽和定位孔，所述注塑槽在所述止口结构的设置方向为沿圆周方向。所述第一法兰上设有若干个与所述腰孔相对应的螺孔、以及与所述注塑槽相对应的注塑孔。塑料熔体可通过所述注塑孔注入所述注塑槽和所述定位孔内并待塑料熔体冷却凝固后将第一有齿段壳体与所述第二有齿段壳体之间沿圆周方向相互固定住。
[0012]进一步的，所述传动壳体设有第一安装脚，所述第一安装脚与所述第一有齿段壳体为一体式结构。所述驱动壳体设有第二安装脚，所述第二安装脚与所述第二有齿段壳体为分体式结构，所述第二安装脚能够沿圆周方向绕所述第二有齿段壳体做旋转调整。
[0013]进一步的，所述止口结构还设有密封槽，所述密封槽通过密封圈进行密封。
[0014]进一步的，所述第一有齿段壳体和所述传动齿轮壳体为一体式结构，所述第二有齿段壳体和所述驱动齿轮壳体为一体式结构。所述传动齿轮安装在所述传动齿轮壳体内部，所述驱动齿轮安装在所述驱动齿轮壳体内部。
[0015]进一步的，所述第二安装脚包括橡胶件和钣金冲压件。
[0016]采用本实用新型具有如下的有益效果:
[0017]1、本实用新型所述双小齿轮式电动助力转向系统采用分体式壳体结构，可以通过调整驱动壳体和传动壳体沿圆周方向的装配相位差，来弥补齿条在做齿加工时留下的两段有齿段的齿向相位误差，使得传动齿轮和驱动齿轮均更好地与齿条相啮合，提高齿轮副之间的配合精度。降低了电动助力转向系统的故障率，延长使用寿命。
[0018]2、由于可以在装配阶段来弥补齿条的两段有齿段的齿向相位误差，因此可以降低齿条的加工精度要求，进而降低齿条加工的工艺难度，甚至可以使用单齿加工设备进行两次装夹来加工齿条的两段有齿段。工艺难度的降低，可以降低设备成本和加工成本。
[0019]3、通过注塑的方式将驱动壳体和传动壳体沿圆周方向固定住，避免壳体错位和松动，使得电动助力转向系统的工作可靠性增强，进一步降低了电动助力转向系统的故障率。
【专利附图】
【附图说明】[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0021]图1为现有的双小齿轮式电动助力转向系统的结构示意图；
[0022]图2为现有的双小齿轮式电动助力转向系统的内部结构示意图；
[0023]图3为齿条的结构示意图；
[0024]图4为齿条的两段有齿段的齿向相位差示意图；
[0025]图5为本实用新型一种双小齿轮式电动助力转向系统实施例的结构示意图；
[0026]图6为本实用新型实施例的驱动壳体的部分结构示意图；
[0027]图7为本实用新型实施例的第二法兰的结构示意图；
[0028]图8为沿图6中C-C方向的止口结构的剖视示意图；
[0029]图9为本实用新型实施例的传动壳体的部分结构示意图；
[0030]图10为沿图9中D-D方向的第一法兰的剖视示意图；
[0031]图11为本实用新型实施例的第二安装脚的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]本实用新型实施例的一种双小齿轮式电动助力转向系统，包括助力电机4、传动齿轮副10和驱动齿轮副20，所述传动齿轮副10由传动齿轮11和齿条30啮合组成，所述驱动齿轮副20由驱动齿轮21和齿条30啮合组成。
[0034]参见图5-11。所述双小齿轮式电动助力转向系统的壳体为分体式结构、且由传动壳体5和驱动壳体6组成。所述传动壳体5包括第一有齿段壳体51和传动齿轮壳体52,所述第一有齿段壳体51和所述传动齿轮壳体52为一体式结构,所述传动齿轮11安装在所述传动齿轮壳体52内部。所述驱动壳体6包括第二有齿段壳体61和驱动齿轮壳体62,所述第二有齿段壳体61和所述驱动齿轮壳体62为一体式结构，所述驱动齿轮21安装在所述驱动齿轮壳体62内部。
[0035]所述齿条30的壳体由所述第一有齿段壳体51和所述第二有齿段壳体61联接装配组成。所述第一有齿段壳体51的联接装配端包括第一法兰54，所述第二有齿段壳体61的联接装配端包括第二法兰64和止口结构65，所述第一法兰54和所述第二法兰64通过螺栓连接在一起。
[0036]所述第二法兰64上设有三个弧形腰孔641，通过调节螺栓在所述腰孔641中的位置，所述第一有齿段壳体51能够沿圆周方向相对所述第二有齿段壳体61做相位调整。在所述第一法兰54和所述第二法兰64之间的螺栓锁紧之前，可在所述腰孔641的角度范围之内对所述第一有齿段壳体51做相位调整。
[0037]所述止口结构65上设有相互连通的注塑槽651和定位孔652，所述注塑槽651在所述止口结构65的设置方向为沿圆周方向。所述第一法兰54上设有三个与所述腰孔641相对应的螺孔541、以及与所述注塑槽651相对应的注塑孔542。在所述第一法兰54与所述第二法兰64装配在一起时，所述注塑孔542与所述注塑槽651相连通。[0038]由于传动部分的输入轴和转向管柱中间轴连接，同时车辆对转向的舒适度有一定的要求，因此从方向盘到转向器布置转向点(主要是十字万向节)有相应的要求，即万向节转动中心点坐标不可有变化。因此，需要将所述传动壳体5的第一安装脚53与所述第一有齿段壳体51设计为一体式结构,所述第一安装脚53与所述第一有齿段壳体51之间不能做安装调整。
[0039]另一方面，由于需要将所述第二有齿段壳体61相对所述第一有齿段壳体51做圆周方向的调整，从而使得所述齿条30的两段有齿段的齿向相位误差得到弥补，在所述第二有齿段壳体61与所述第一有齿段壳体51之间装配固定好之后，需要调整所述驱动壳体6的第二安装脚63与所述第二有齿段壳体61之间的相对安装位置。故将所述驱动壳体6的第二安装脚63与所述第二有齿段壳体61设计为分体式结构，所述第二安装脚63能够沿圆周方向绕所述第二有齿段壳体61做旋转调整。
[0040]本实用新型所述的双小齿轮式电动助力转向系统的装配工艺如下:
[0041 ] I)首先，将所述传动齿轮副10和所述传动壳体5装配安装好，此时，所述传动齿轮11和所述第一有齿段31之间良好地啮合在一起。
[0042]2)然后，根据所述驱动齿轮21和所述第二有齿段32的啮合情况，调整所述驱动壳体6与所述传动壳体5沿圆周方向的相位差，弥补所述齿条30在齿加工时遗留下来的两段有齿段的齿向相位误差，使得所述驱动齿轮21和第二有齿段32之间良好地啮合在一起。
[0043]3)两副小齿轮副安装完毕之后，将O型圈放置于所述止口结构65的密封槽653中用于防水密封，用螺栓将所述第一法兰54与所述第二法兰64装配在一起，此时螺栓处于预紧状态。
[0044]4)之后将塑料熔体通过所述注塑孔542注入所述注塑槽651和所述定位孔652，待塑料熔体冷却凝固后，所述第一有齿段壳体51与所述第二有齿段壳体61之间沿圆周方向相互固定住。使第一有齿段壳体51与所述第二有齿段壳体61在使用过程中更不易错位，同时可以减缓螺栓松动后对所述双小齿轮式电动助力转向系统的影响。
[0045]5)最后，在两副齿轮齿条传动副装配完成之后，将所述第一法兰54与所述第二法兰64之间的螺栓拧紧，采用螺栓定扭联接；并调整所述第二安装脚63相对所述驱动壳体6的周向安装位置，完成装配。
[0046]所述第二安装脚63包括橡胶件631和钣金冲压件632。所述橡胶件631对所述双小齿轮式电动助力转向系统起到减震的作用效果，所述钣金冲压件632可以绕所述驱动壳体6转动，以此来适应车辆的内部安装联接要求。
[0047]本实用新型所述的双小齿轮式电动助力转向系统采用双小齿轮结构可以规避部分车辆不利环境因素的影响，同时，由于拥有两副独立的齿轮齿条传动副，所述传动齿轮副
10一般只承受手打方向盘的力矩，所述传动齿轮11的强度几乎不受所述齿条30推力大小的影响。因此，本实用新型所述的双小齿轮式电动助力转向系统既可以满足车辆对齿轮齿条线角比(影响方向盘圈数)的要求(由传动齿轮副10决定)，又能够使得电动助力驱动部分保证足够的传动强度。双小齿轮结构使得车辆具备足够的调整空间，使电动助力转向系统拥有更好的匹配性。
【权利要求】
1.一种双小齿轮式电动助力转向系统，包括助力电机(4)、传动齿轮副(10)和驱动齿轮副(20)，所述传动齿轮副(10)由传动齿轮(11)和齿条(30)啮合组成，所述驱动齿轮副(20)由驱动齿轮(21)和齿条(30)啮合组成，其特征在于:所述传动齿轮副(10)和驱动齿轮副(20)外分别设有传动壳体(5)和驱动壳体(6)且所述传动壳体(5)和驱动壳体(6)为分体式设置；所述传动壳体(5)包括第一有齿段壳体(51)和传动齿轮壳体(52),所述驱动壳体(6 )包括第二有齿段壳体(61)和驱动齿轮壳体(62 ),所述齿条(30 )的壳体由所述第一有齿段壳体(51)和所述第二有齿段壳体(61)联接装配组成，所述第二有齿段壳体(61)可沿圆周方向相对第一有齿段壳体(51)旋转。
2.按照权利要求1所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统，其特征在于:所述第一有齿段壳体(51)的联接装配端包括第一法兰(54)，所述第二有齿段壳体(61)的联接装配端包括第二法兰(64 )和止口结构(65 )，所述第一法兰(54 )和第二法兰(64 )通过螺栓连接在一起。
3.按照权利要求2所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统，其特征在于:所述第二法兰(64)上设有若干个弧形腰孔(641)，所述止口结构(65)上设有相互连通的注塑槽(651)和定位孔(652)，所述注塑槽(651)在所述止口结构(65)的设置方向为沿圆周方向；所述第一法兰(54)上设有若干个与所述腰孔(641)相对应的螺孔(541)、以及与所述注塑槽(651)相对应的注塑孔(542);塑料熔体可通过所述注塑孔(542)注入所述注塑槽(651)和所述定位孔(652)内并待塑料熔体冷却凝固后将第一有齿段壳体(51)与所述第二有齿段壳体(61)之间沿圆周方向相互固定住。
4.按照权利要求2或3所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统，其特征在于:所述传动壳体(5 )设有第一安装脚(53 ),所述第一安装脚(53 )与所述第一有齿段壳体(51)为一体式结构；所述驱动壳体(6)设有第二安装脚(63)，所述第二安装脚(63)与所述第二有齿段壳体(61)为分体式结构，所述第二安装脚(63)能够沿圆周方向绕所述第二有齿段壳体(61)做旋转调整。
5.按照权利要求4所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统，其特征在于:所述止口结构(65)还设有密封槽(653)，所述密封槽(653)通过密封圈进行密封。
6.按照权利要求5所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统,其特征在于:所述第一有齿段壳体(51)和所述传动齿轮壳体(52)为一体式结构,所述第二有齿段壳体(61)和所述驱动齿轮壳体(62)为一体式结构；所述传动齿轮(11)安装在所述传动齿轮壳体(52)内部，所述驱动齿轮(21)安装在所述驱动齿轮壳体(62)内部。
7.按照权利要求6所述的一种双小齿轮式电动助力转向系统，其特征在于:所述第二安装脚(63 )包括橡胶件(631)和钣金冲压件(632 )。
【文档编号】B62D5/04GK203567800SQ201320800402
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】蔡黎明, 王朝久, 周珑 申请人:杭州新世宝电动转向系统有限公司