[发明专利]一种电动助力转向管柱的蜗轮轴承座防异响结构

说明书

技术领域

本发明属于汽车转向助力领域，特别是指一种电动助力转向管柱的蜗轮轴承座防异响结构。

背景技术

电动助力转向系统(EPS—Electric Power Steering)是汽车转向系统的发展方向。该系统仅由电动机直接提供转向助力，省去了传统的液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此电动助力转向系统作为一种新的转向技术，正在逐渐替代已具有几十年历史的液压转向系统。EPSc即管柱式电动助力转向系统，是指助力电机集成在转向管柱上的电动助力转向系统。

EPS的工作原理及组成如图l所示，主要由车速传感器、转向盘转动传感器(包括扭矩传感器105和转速传感器)、控制器、功率驱动电路、离合器和直流电动机103、输入轴102、方向盘101、扭杆104、输出轴106等组成。方向盘产生转向力带动输入轴转动并将转动传递给扭杆，传感器探测到扭杆的信号后，电子控制单元(ECU)根据各传感器输出的信号决定电动机的转动方向和最佳助力转矩，向电动机和离合器发出控制信号，通过功率驱动电路控制直流电动机的转动，电动机103的输出经过蜗轮蜗杆减速机构110减速增扭后，驱动齿轮齿条机构109，产生相应的转向助力，通过拉杆107带动车轮108转向。

在EPSc系统中，如图2所示，包括有输出轴122、蜗轮下轴承123、减速机构壳体124、蜗轮125、蜗轮上轴承128、轴承支撑座126、下护管127、传感器单元129、扭杆130及蜗杆121。减速机构壳体与下护管组成一个容纳空间，用于容纳转向管柱系统。由于电机本身的特性，其转速远快于车辆需要的转向速度，而力矩又远低于车辆需要的助力力矩，因此电机的输出需要通过蜗杆机构进行减速增扭后再传递给转向管柱的输出轴。目前的技术方案中，蜗轮与转向管柱输出轴同轴，压装固定在管柱输出轴上，管柱输出轴也用轴承支撑在减速机构壳体上；蜗杆两端用轴承支撑在减速机构的壳体上，一端用联轴器与电机输出轴相连。这样，当电机旋转时通过联轴器带动蜗杆转动，蜗杆通过与蜗杆啮合将动力传至转向管柱输出轴，实现助力。

现有技术中转向助力电机通电工作时将输出扭矩通过蜗杆121与蜗轮125的啮合传递到输出轴122上，蜗轮组件(包括输出轴122、蜗轮下轴承123、蜗轮125、蜗轮上轴承128、轴承支撑座126)要压装到减速机构壳体124中，为防止变形，轴承支撑座126与减速机构壳体124要有一定的间隙。由于蜗轮是斜齿轮，蜗轮两端的蜗轮下轴承123和蜗轮上轴承128会承受力，轴承支撑座126也会受到力的作用，运动过程中轴承支撑座126与减速机构壳体124撞击会产生噪音，当整车行驶在颠簸路面上时转向管柱内部就会产生一定程度的振动噪音，影响驾驶者的听觉感受。

发明内容

本发明的目的是通过轴承支撑座与减速机构壳体间隙消除结构，在保证轴承支撑座与减速机构壳体之间装配可行性情况下使得轴承支撑座与减速机构壳体之间的间隙配合可以被有效的消除，从而避免整车在恶劣的颠簸路面上行驶时产生来自于电动转向管柱内部的噪音问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电动助力转向管柱的蜗轮轴承座防异响结构，包括有输出轴、蜗轮下轴承、减速机构壳体、蜗轮、蜗轮上轴承、轴承支撑座、下护管、传感器单元、扭杆及蜗杆；

所述减速机构壳体与所述下护管组成容纳空间，用于容纳所述输出轴、蜗轮下轴承、蜗轮、蜗轮上轴承、轴承支撑座、传感器单元、扭杆及蜗杆；

所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述输出轴与所述蜗轮固定连接；所述输出轴穿过所述下护管并通过所述扭杆与输入轴连接；所述蜗轮上轴承和所述蜗轮下轴承分别固定于所述输出轴上；所述轴承支撑座用于支撑轴承；

在上轴承支撑座与下护管之间设置有一波形弹簧，所述波形弹簧受下护管的下压力产生变形和预紧力；所述变形和预紧力传递至上轴承支撑座及蜗轮上轴承。

所述波形弹簧为由两个W形弹簧以并列方式且两端呈弧形连接为一体结构。

一个所述W形弹簧的中间波峰高于另一个所述W形弹簧的中间波峰。

波峰高的W形弹簧在波峰处设置有开口，且该波峰稍平，位于扭矩传感器输出端。

所述蜗轮外表面为斜齿轮结构。

本发明的有益效果是：