[实用新型]蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构、转向系统和车辆

说明书

技术领域

本实用新型涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构、一种转向系统和一种车辆。

背景技术

电动助力转向系统安装在汽车方向盘下部，起到助力转向作用，电动助力转向系统包括管柱助力部分，其由电机和减速机构组成，电动机输出的扭矩通过电机连接机构传递到减速机构，经过减速增扭，作用在输出轴上，实现电动助力转向。助力单元是电动助力转向系统的重要一部分，通常包括控制器、传感器单元、电机和蜗轮蜗杆机构等，工作时当传感器检测到扭矩变化时，能够将信号反馈给控制器，由控制器控制电机转动从而输出扭矩，电机扭矩通过蜗轮蜗杆啮合运动实现减速增扭，进而将扭矩传递给其他转向单元，实现助力。

对于其中的蜗轮蜗杆机构，存在的问题是，啮合相对位移大，工作过程中蜗轮蜗杆会产生磨损。目前常用的减速机构，蜗轮蜗杆之间的配合结构包括两种，一种为定中心距配合结构，一种可调中心距配合结构。其中，定中心距配合结构对对壳体、蜗轮和蜗杆等的加工要求、材质要求较高，在助力过程中，壳体、蜗轮和蜗杆零件因加工精度不够或长期啮合过程中磨损，会造成啮合间隙的出现，间隙会使转向系统产生振动或异响，将直接影响汽车的转向助力性能，产生异响。因此，作为改进，采用可调中心距配合结构，设置间隙补偿结构，即获得间隙自动补偿的蜗轮蜗杆结构，从而有效减小因蜗轮和蜗杆磨损产生的间隙，提高转向管柱的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能，提升用户使用感受。

现有的间隙补偿结构通常包括螺塞、调整衬套、销以及螺旋弹簧等，直接或间接径向作用于蜗杆，通过对蜗杆施加径向力进行间隙补偿。这种机构对间隙补偿效果良好，但存在的问题是零件较多、制作成本高且装配复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构，所述间隙补偿结构结构简单、装配方便且制造成本较低，或者至少本实用新型提供一种蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构的替换方式。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构，所述蜗轮蜗杆传动机构包括壳体和设置于所述壳体中且彼此相配合的蜗轮和蜗杆，所述蜗杆包括连接于电机的第一端和背离所述电机的第二端，所述壳体上形成有第二端安装孔，所述第二端安装孔内设置有所述间隙补偿结构，所述间隙补偿结构包括套设于第二端安装孔内的衬套，所述蜗轮蜗杆传动机构还包括套设于所述衬套以用于支撑所述蜗杆的第二端的轴承，其中，所述衬套包括大致椭圆形的中央轴向通孔，所述衬套包括与所述大致椭圆形的中央轴向通孔的长轴对应的第一方向，沿所述第一方向，所述衬套在所述中央轴向通孔的一侧形成有沿所述第一方向延伸穿过所述衬套的壁的间隙，并且在相对侧在所述衬套的内壁形成有安装槽，所述间隙补偿结构还包括设置于所述安装槽中用于向所述轴承施加压力的弹簧，当所述间隙补偿结构安装到所述蜗轮蜗杆传动机构时，所述第一方向垂直于所述蜗杆的轴向和所述蜗轮的轴向。

在上述技术方案中，在将上述间隙补偿结构安装到蜗轮蜗杆传动机构中时，预先对弹簧施加一定力，使其产生形变，然后到安装槽中，此时，弹簧安装到安装槽中并产生形变，安装后蜗轮和蜗杆的中心距为设计中心距，当弹簧处于自由状态时，蜗轮和蜗杆的中心距小于设计中心距。安装好后，处于压缩状态的弹簧始终对轴承施加压力，弹簧的恢复力克服轴承与衬套的摩擦力，使蜗杆产生靠近蜗轮的趋势，并且当蜗轮和蜗杆之间的啮合因摩擦而产生间隙时，蜗杆在弹簧的作用下靠近蜗轮减小中心距，进行间隙补偿，通过所述间隙补偿结构，能够有效降低蜗轮、蜗杆和壳体三者的加工啮合间隙要求，补偿蜗轮和蜗杆磨损后的间隙，本实用新型的蜗轮蜗杆传动机构的间隙补偿结构结构简单、装配方便且制造成本较低，或者至少可以作为现有间隙补偿结构的一种可选择替换方式。

优选地，所述间隙补偿结构还包括位于所述弹簧和/或所述衬套上的用于防止所述弹簧朝向所述壳体内部窜动的弹簧限位部。

优选地，在所述衬套朝向所述壳体外的一侧，所述安装槽为打开的、所述安装槽一旁形成有与所述安装槽连通的弹簧限位槽并且所述弹簧突出形成有弹簧限位体，当所述弹簧安装到所述安装槽时，所述弹簧限位体配合插入所述弹簧限位槽中并且与所述弹簧限位槽的朝向所述壳体内的内壁相抵。

优选地，所述安装槽正对所述间隙并沿所述衬套的轴向延伸，所述弹簧为圆筒状弹性体、S形异型弹簧或Z形异型弹簧。

优选地，所述安装槽包括相对于所述第一方向对称设置的两个，所述弹簧为两端分别插入两个所述安装槽中的弹簧弹片。