中型卡车电动助力转向装置及汽车的制作方法

本实用新型涉及总质量为6吨到8吨的中型卡车的电动助力转向装置领域，尤其涉及了中型卡车电动助力转向装置及汽车。

背景技术：

非独立悬挂的商用车将陆续采用循环球式电动转向装置，该装置有蜗轮蜗杆和循环球两级减速机构，电动机通过此两级减速，将方向盘手力放大，从而起到助力效果。原装置采用分体式结构，分蜗轮蜗杆减速部分和循环球减速部分，再通过螺栓或调整螺母将两个减速机构的壳体连接一体，这样会使装置体积加大、重量变沉并且轴系定位不准确，装配时需要调整间隙，从而影响装配效率和效果。

另外，一根循环球螺杆上要安装螺母、轴承、蜗轮和传感器，彼此都需要很高的定位精度，而蜗杆安装在壳体上，如果壳体不是一个整体，不是一次装夹加工成型，而是通过装配时再调整间隙，很难确保装配精度，从而降低产品品质、可靠性和使用寿命，非常具有实用性。

中国专利2018214061428提供一种一体化壳体的技术方案，该技术方案的壳体能够进行一体化安装设计，但是该设计在适用到中型卡车时存在一些问题，比如安装架整体尺寸过大，会产生一定的震动，而且该转向机构所需要承受的扭矩较大，传统结构的零部件很难满足要求，同时传统的电动机和控制器分开设置占用了较大空间，不便于集成化的发展。

本实用新型涉及的电动助力转向装置适用于总质量6到8吨的中型卡车的动力转向需要。

技术实现要素：

本实用新型根据现有电动助力转向装置所需要的扭矩较大，需要可靠的支撑等优点，提供了中型卡车电动助力转向装置及汽车。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

中型卡车电动助力转向装置，包括壳体，壳体为一体化成型壳体，

蜗轮蜗杆组件，蜗轮蜗杆组件包括蜗轮和蜗杆；蜗轮蜗杆组件安装在壳体内为电动助力转向装置的一级减速机构；

循环球减速组件，循环球减速组件包括循环球螺母和与循环球螺母配合的螺杆；循环球减速组件安装在壳体内为电动助力转向装置的二级减速机构；

齿扇组件，齿扇组件包括齿扇，齿扇与循环球螺母啮合；齿扇组件安装在壳体内为电动助力转向装置的输出机构；

蜗轮蜗杆组件与循环球减速组件配合带动循环球减速组件运转实现二级减速，循环球减速组件与齿扇配合带动齿扇运转实现扭矩的输出；

壳体包括用于安装循环球减速组件的第一壳体和用于安装蜗杆的第二壳体，第一壳体和第二壳体一体成型，第一壳体内一体成型有隔壁，隔壁将第一壳体内的空间分隔成一侧用于安装蜗轮的第一安装室和另一侧用于安装循环球减速组件的第二安装室，隔壁上设置有用于螺杆从第二安装室穿入至第一安装室的安装通道，蜗轮与螺杆同轴设置带动螺杆同步转动；

还包括传感器组件，传感器组件包括传感器转子和传感器定子，传感器转子安装在螺杆位于第一安装室的端部，螺杆的端部端面开设有插接孔，插接孔内固定插接有扭杆，扭杆的外部固定套接有输入轴，输入轴的外部固定套设有传感器定子，传感器定子和传感器转子配合使用用于检测传感器定子与传感器转子的角位移。

作为优选，第二壳体的开口处装配有电机组件，电机组件包括电机本体和控制器，电机本体和控制器为集成化设计，电机本体的输出轴与蜗杆通过联轴器连接。

作为优选，控制器与传感器通过导线连接。

作为优选，隔壁位于第二安装室侧的端面上开设有与安装通道同轴线设置的第一轴承室，第一轴承室内装配有第一轴承。

作为优选，第一轴承为角接触轴承。

作为优选，隔壁位于第一安装室侧的端面上开设有与安装通道同轴线设置的油封槽，油封槽内设有油封组件。

作为优选，蜗轮杆的减速比为24至26；循环球减速比为23至25。

作为优选，安装架安装在第一壳体上的齿扇安装口周围，安装架包括第一安装耳和第二安装耳，第一安装耳包括倾斜设置的第一支臂部和水平设置第一安装部；第一支臂部与第一壳体固定连接，第一安装部上开设有固定孔，第二安装耳包括沿齿扇安装口部分边沿延伸的支撑板和与支撑板一体成型的水平的第二安装部，第二安装部上开设有三个固定孔且不位于同一直线上。

作为优选，螺杆上过盈配合有安装套，传感器转子焊接在安装套上。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

在壳体内部铸造出一个内壁，将涡轮蜗杆减速机构和循环球减速机构分开，在一个壳体的两侧布置循环球减速机构室和蜗轮蜗杆减速机构室，利用机械设备一次装夹加工，保证铸造内壁上的螺杆轴承座位置和壳体上的蜗杆的轴承座位置精度，从而确保涡轮蜗杆轴系和循环球螺杆螺母轴系的尺寸精度和位置精度；不需要去进行间隙调整，确保了装配的精度和装配的效率。

电机和控制器做成一个部件，减少了总成的空间尺寸以及零部件的优化，而且简化了安装程序，同时对扭杆轴系进行设计，保证各部件之间的连接可靠性，同时节约空间，而且传感器安装方便。

同时对安装架的结构进行设计，舍弃了传统的散射型的安装架，减小了安装架的尺寸跨度，使助力装置安装在车辆上时更加稳定，而且两个安装座一个设计为臂状，另一个设计为板状，强度更高，安装也更加方便。

附图说明

图1是装置的整体结构示意图；

图2图1循环球减速组件与蜗杆的内部装配图；

图3是蜗轮蜗杆的内部装配图；

图4是图2的局部放大图。

图中的附图标记对应以下技术名称：1—第一壳体、2—第二壳体、3—隔壁、4—第一安装室、5—第二安装室、8—第三壳体、9—第四壳体、14—安装通道、18—蜗轮、19—蜗杆、20—螺杆、21—循环球螺母、22—齿扇、24—油封组件、25—第一轴承、26—第二轴承座、27—定子、28—转子、29—输入轴、30—安装套、31—摇臂、40—电机、41—固定孔、42—蜗轮盖、45—联轴器、46—插接孔、47—扭杆、48—安装架、49—第一安装耳、60—第二安装耳、61—第一支臂部、62—第一安装部、63—支撑板、64—第二安装部。

具体实施方式

实施例1

如图1至图4所示，本实施例提供中型卡车电动助力转向装置，包括壳体，壳体为一体化成型壳体，蜗轮蜗杆组件，蜗轮蜗杆组件包括蜗轮18和蜗杆19；蜗轮蜗杆组件安装在壳体内为电动助力转向装置的一级减速机构；循环球减速组件，循环球减速组件包括循环球螺母21和与循环球螺母21配合的螺杆20；循环球减速组件安装在壳体内为电动助力转向装置的二级减速机构；齿扇组件，齿扇组件包括齿扇22，齿扇22与循环球螺母21啮合；齿扇组件安装在壳体内为电动助力转向装置的输出机构；蜗轮蜗杆组件与循环球减速组件配合带动循环球减速组件运转实现二级减速，循环球减速组件与齿扇22配合带动齿扇22运转实现扭矩的输出；壳体包括用于安装循环球减速组件的第一壳体1和用于安装蜗杆19的第二壳体2，第一壳体1和第二壳体2一体成型，第一壳体1内一体成型有隔壁3，隔壁3将第一壳体1内的空间分隔成一侧用于安装蜗轮18的第一安装室4和另一侧用于安装循环球减速组件的第二安装室5，隔壁3上设置有用于螺杆20从第二安装室5穿入至第一安装室4的安装通道14，蜗轮18与螺杆20同轴设置带动螺杆20同步转动。

第一壳体1包括柱状的第三壳体8和沿柱状壳体周向侧面延伸的第四壳体9，齿扇组件安装在第三壳体8内与安装在第三壳体8内的循环球螺母21啮合，第三壳体8的一端为循环球减速组件安装口，第三壳体8的另一端为蜗轮18安装口，螺杆20安装在第二安装室5内且一端穿过安装通道14与蜗轮18配合；很显然第三壳体8和第四壳体9内的腔室是连通的，且第三壳体8和第四壳体9为一体成型。

为了便于组装，隔壁3位于第二安装室5的侧壁上开设有的与安装通道14同轴线的第一轴承25室，位于第一安装室4的隔壁3侧壁上开设有用于安装油封组件24的油封槽，第一轴承25室内装配有第一轴承25，第一轴承25为角接触轴承，角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。螺杆20与第一轴承25装配且一个端部穿入至第一安装室4，需要声明的是循环球螺母21以及螺杆20从循环球减速组件安装口装入，螺杆20的另一端装配有第二轴承座26，第二轴承座26与循环球减速组件安装口的内壁螺纹配合固定，从而起到支撑循环球组件的功能；然后密封槽内安装油封组件24，从蜗轮18安装口将蜗轮18安装至螺杆20上，第二轴承座26内的轴承也为角接触轴承。

蜗杆19安装口通过螺栓固定安装有电机40组件，电机40组件包括电机40本体和控制器，电机40本体和控制器为集成化设计，电机40本体的输出轴与蜗杆19通过联轴器45连接。

第一安装室4内还安装有传感器组件；传感器组件包括传感器转子28和传感器定子27，传感器转子28安装在螺杆20位于第一安装室4的端部，螺杆20的端部端面开设有插接孔46，插接孔46内固定插接有扭杆47，外部固定套接有输入轴29，输入轴29的外部固定套设有传感器定子27，传感器定子27和传感器转子28配合使用用于检测传感器定子27与传感器转子28的角位移，蜗轮18安装口出装配有蜗轮盖42，蜗轮盖42内安装有支撑输入轴29的轴承。

传感器的安装一般情况下先通过焊接的方式将定子27和转子28固定在输入轴29和螺杆20上，然后开始装配。但是在本实施例中，传感器转子28、涡轮和循环球螺母21需要布置在壳体内壁两侧，且都大于隔壁3的轴承孔，传感器转子28焊接好后，无法通过安装通道14，造成无法装配。而且，先装配蜗轮18再进行焊接传感器转子28这种方式也是行不通的，因为焊接传感器转子28采用的是激光焊，由于第一安装室4内壁的存在，激光焊很难发挥作用进行焊接。

所以，本实施例采用方式为，利用一个安装套30，将传感器转子28焊接在安装套30的外圆周面上，然后将安装套30采用机械装配的方法，过盈套接在螺杆20上，具有装配可靠，装配方便等优点，而且便于后期的维护和更换。

同时第二壳体2的底部预设有第二轴承安装槽，第二轴承安装槽内安装有第二轴承，蜗杆19与第二轴承配合，蜗杆19的另一端还装配有轴承座与第二壳体2的开口内壁固定连接。而且齿扇组件通过齿扇组件安装口安装至壳体内部同时与循环球螺母21配合，齿扇组件外接有摇臂31，齿扇22带动摇臂31转动。

本电动转向装置的工作过程如下，方向盘带动输入轴29以及扭杆47相对螺杆20发生偏转，使输入轴29上的传感器定子27与螺杆20上的传感器转子28发生角位移，传感器将采集的角位移信号传递至控制器，控制器根据传感器的信号以及当前车速等控制电机40转动，电机40转动带动蜗杆19转动，蜗杆19通过涡轮带动螺杆20转动，螺杆20通过循环球螺母21带动齿扇22转动，齿扇22带动摇臂31转动反馈给方向盘实现转向助力。

本实施例中的壳体上还一体成型有安装架48，安装架48上开设有固定孔41，安装架48通过固定孔41固定安装在车辆上；安装架48安装在第一壳体1上的齿扇22安装口周围，安装架48包括第一安装耳49和第二安装耳60，第一安装耳49包括倾斜设置的第一支臂部61和水平设置第一安装部62；第一支臂部61与第一壳体1固定连接，第一安装部62上开设有固定孔41，第二安装耳60包括沿齿扇22安装口部分边沿延伸的支撑板63和与支撑板63一体成型的水平的第二安装部64，第二安装部64上开设有三个固定孔41且不位于同一直线上；本段中的水平是指与齿扇22安装口所在平面平行，第二安装部64和支撑板63之间设置有加强筋；支撑板63为倾斜设置的整体呈v状的板，v状的板相当于三角形支撑所以支撑能力更强，而且相较于弧形板加工成型更加方便。

实施例2

中型卡车电动助力转向装置，本实施例与实施例1的区别之处在于：扭杆47的端部为螺钉，插接孔46的底端为螺纹孔，螺钉与插接孔46螺纹配合将扭杆47与螺杆20固定连接。

实施例3

中型卡车电动助力转向装置，本实施例与实施例1的区别之处在于：扭杆47的端部为销钉，销钉过盈插接在插接孔46内。

实施例4

汽车，本实施例中汽车为中型卡车；汽车装配了实施例1的中型卡车电动助力转向装置。