汽车电动助力转向器增强蜗轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种汽车配件，尤其涉及一种汽车电动助力转向器所使用的蜗轮。
【背景技术】
[0002]汽车电动助力转向器是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，用以帮助驾驶员解决转向操纵负担过于沉重的问题，主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元等组成，其中减速机构是转向器中重要的机械传动组件，该减速机构由蜗轮蜗杆传动副构成，由于减速机构内不具备良好的油润滑条件，因此减速机构中的蜗轮大都采用两种材料镶套组合结构，其齿圈部分采用自润滑性能优良的且机械性能相对较高的非金属材料，如尼龙等，而芯套部分采用金属材料，从而适应减速机构的使用要求。
[0003]通常非金属材料的齿圈采用注塑等方式与金属材料的芯套部分实现结合，使芯套镶嵌在齿圈之内，在芯套上与齿圈结合的部分设置有滚花等糙面结构，以增加齿圈与芯套之间的结合牢度，这种结构能保证齿圈与芯套之间结合良好，在一般机械上使用时不存在太大的问题，但作为汽车配件，每个零件都需要有很高的可靠性，否则很容易发生安全事故。在上述的通过滚花等糙面结构来保证齿圈与芯套之间的结合牢度的方式上，由于结合部位的滚花等糙面结构所形成的非金属材料齿圈与芯套结合面之间镶嵌的深度与宽度都很有限，而所用的尼龙等非金属材料的机械性能与芯套相比有较大的差距，当齿圈受力后很容易造成镶嵌于芯套中的那部分非金属材料的疲劳损伤，尤其是作为蜗轮的齿圈，工作时的力矩通常都仅有二、三个齿来轮流承受，且在轴向与周向均有较大的受力，因而那部分镶嵌于芯套中的非金属材料处于周期性的交变应力作用下产生疲劳损伤的可能性更大，而一但出现损伤，将影响齿圈与芯套之间的结合牢度，造成齿圈变形，不仅影响蜗轮蜗杆之间的运动的传递，更有可能对行驶中的车辆带来很大的安全隐患。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车电动助力转向器增强蜗轮，它能防止蜗轮齿圈与蜗轮芯套结合部位疲劳损伤的产生，提高蜗轮的工作可靠性。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的一种汽车电动助力转向器增强蜗轮，包括蜗轮芯套与蜗轮齿圈，所述蜗轮齿圈在蜗轮芯套外周注塑成型，所述蜗轮芯套外圈设有凸肩，在所述凸肩外圆上沿周向设置有若干结合齿，相邻两结合齿之间齿槽的宽度大于结合齿的齿厚。
[0006]在上述结构中，由于所述蜗轮芯套外圈设有凸肩，则蜗轮齿圈在蜗轮芯套外周注塑成型后，蜗轮齿圈将包覆于凸肩两侧及外侧，蜗轮齿圈工作时所承受的轴向力将通过该凸肩传递到蜗轮轴，该凸肩保证了蜗轮齿圈与蜗轮芯套之间的结合牢度；又由于在所述凸肩外圆上沿周向设置有若干结合齿，则蜗轮齿圈工作时所收到的转矩将通过该结合齿传递到蜗轮轴并驱动转向器的工作部件，该结合齿保证了蜗轮齿圈与蜗轮芯套之间的可靠连接与力矩传递；更由于相邻两结合齿之间齿槽的宽度大于结合齿的齿厚，则蜗轮齿圈在蜗轮芯套外周注塑成型后，蜗轮齿圈上嵌入蜗轮芯套结合齿部的齿的厚度为蜗轮芯套上相邻两结合齿之间齿槽的宽度，使得蜗轮齿圈上传递转矩的齿厚大于蜗轮芯套上传递转矩的齿厚，这样的结合齿厚度分配很好地适应了非金属材料蜗轮齿圈的机械性能与金属材料的蜗轮芯套的机械性能相比有较大的差距的特点，使双方承载能力相接近，与常用结构相比，大大提高了蜗轮齿圈镶嵌于蜗轮芯套中那部分材料的承载能力，避免了其产生疲劳损伤的可能性，从而防止了蜗轮齿圈与蜗轮芯套结合部位疲劳损伤的产生，提高了蜗轮的工作可靠性。
[0007]本实用新型的一种优选实施方式，所述结合齿齿顶截面为半圆形，相邻两结合齿之间的齿槽槽底截面为半圆形，所述结合齿的齿顶半圆与齿槽半圆相切，齿顶半圆半径r与齿槽半圆半径R之比r:R为1:2-1:5。采用该实施方式，结合齿及齿槽的各部位均为圆弧过渡，蜗轮齿圈与蜗轮芯套之间不会产生应力集中，结合强度高，而齿顶半圆半径r与齿槽半圆半径R之比r: R为1:2-1:5则保证了相邻两结合齿之间齿槽的宽度大于结合齿的齿厚。
[0008]本实用新型的另一种优选实施方式，所述结合齿齿顶截面为半圆形，相邻两结合齿之间的齿槽槽底截面为半椭圆形，所述结合齿的齿顶半圆与齿槽半椭圆相切，齿顶半圆半径r与齿槽半椭圆的半短轴尺寸b之比r:b为1:1_1:1.5，齿顶半圆半径r与齿槽半椭圆的半长轴尺寸a之比r: a为1:2-1: 5。采用该实施方式，结合齿及齿槽的各部位同样均为圆弧过渡，蜗轮齿圈与蜗轮芯套之间不会产生应力集中，结合强度高，且通过齿顶半圆半径r与齿槽半椭圆的半短轴尺寸b之比r:b为1:1_1:1.5及齿顶半圆半径r与齿槽半椭圆的半长轴尺寸a之比r:a为1:2-1:5，保证了相邻两结合齿之间齿槽的宽度大于结合齿的齿厚。
[0009]本实用新型的又一种优选实施方式，所述结合齿(23)呈矩形。采用该实施方式，结合齿制造方便，也便于实现相邻两结合齿之间齿槽的宽度大于结合齿的齿厚的要求。
[0010]本实用新型进一步的优选实施方式，所述凸肩截面呈矩形。采用该实施方式，其结构简单，实施方便。
[0011]本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述凸肩截面呈梯形。采用该实施方式，可适当加大蜗轮齿圈结合齿槽底部两侧的厚度，其受力状况将更佳。
[0012]本实用新型又一进一步的优选实施方式，所述蜗轮齿圈轴向高度H与蜗轮芯套外周的轴向高度L相等。采用该实施方式，蜗轮齿圈与蜗轮芯套在结合部位轴向高度相等，便于制造，亦具有良好的外观效果。
[0013]本实用新型更进一步的优选实施方式，在所述蜗轮芯套上设置有轴孔。采用该实施方式，可便于蜗轮齿圈的注塑生产及蜗轮的安装。
[0014]本实用新型另一更进一步的优选实施方式，在所述蜗轮齿圈外圈设置有蜗轮轮齿。采用该实施方式，蜗轮轮齿设置于蜗轮齿圈的外圈，可便于蜗轮蜗杆副的安装。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型汽车电动助力转向器增强蜗轮作进一步的详细说明。
[0016]图1是本实用