一种压紧装置及助力转向系统

文档序号:495286 发布日期:2022-01-07 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种压紧装置及助力转向系统 (Pressing device and power-assisted steering system ) 是由 李丰军 周剑光 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及转向机技术领域,具体公开了一种压紧装置及助力转向系统,该压紧装置包括调节组件和压紧组件,其中调节组件对压紧组件远离传动杆的一端进行限位;由于,偏压力件设于调节组件和压紧组件之间,第一偏压力件对第二偏压力件施加使第二偏压力件靠近传动杆的偏压力。所以,第二偏压力件沿远离调节组件的方向运动,进而第二偏压力件驱动压紧组件向靠近传动杆的方向运动。因此,压紧组件给予传动杆一个预紧力,使传动杆始终与传动件预紧啮合。该装置解决了弹簧在长期的使用中存在弹簧塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题。(The invention relates to the technical field of steering machines, and particularly discloses a pressing device and a power-assisted steering system, wherein the pressing device comprises an adjusting component and a pressing component, wherein the adjusting component limits one end, far away from a transmission rod, of the pressing component; since the biasing force member is provided between the adjustment assembly and the hold-down assembly, the first biasing force member applies a biasing force to the second biasing force member to bring the second biasing force member closer to the transmission lever. Therefore, the second biasing member moves in a direction away from the adjustment assembly, and the second biasing member drives the hold-down assembly in a direction toward the drive link. Therefore, the pressing component gives a pretightening force to the transmission rod, so that the transmission rod is always in pretightening engagement with the transmission part. The device solves a series of problems of spring plastic deformation, spring rebound weakening, spring creep deformation and the like in long-term use of the spring.)

一种压紧装置及助力转向系统

技术领域

本发明涉及转向机技术领域,尤其涉及一种压紧装置及助力转向系统。

背景技术

双小齿轮电动助力转向系统(DP-EPS)是汽车底盘技术发展的重要方向之一,在未来线控技术以及智能驾驶领域有着广阔的应用前景。

双小齿轮电动助力转向系统主要包括齿条、转向齿轮轴、驱动齿轮轴、齿条衬套、蜗轮蜗杆、压紧装置、拉杆总成、轴承、传感器、电机总成等,其中压紧装置是转向系统的一个重要组成部分,对实现系统的功能以及齿条的稳定工作有着重要的作用。

双小齿轮电动助力转向系统传动机构的核心结构是齿条、齿轮轴等结构,为了实现齿条与齿轮轴之间的啮合传动,并消除齿轮副之间的间隙及冲击噪音,需要在齿条的齿背侧施加一定的预紧力。齿背侧预紧力的施加可以实现齿条与齿轮轴的预紧啮合,增加了齿轮副啮合的重合度。

当前,大多通过弹簧的弹力作为预紧力作用于齿背,但是,弹簧在长期的使用中存在弹簧塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题,导致压块预紧力的减弱,从而对齿条与齿轮轴的啮合传动产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于:提供一种压紧装置及助力转向系统,以解决相关技术中弹簧在长期的使用中存在弹簧塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题,导致压块预紧力的减弱,从而对齿条与齿轮轴的啮合传动产生不良影响的问题。

一方面,本发明提供一种压紧装置,用于压紧传动杆,所述压紧装置包括:

调节组件和压紧组件,所述调节组件对所述压紧组件远离所述传动杆的一端进行限位;

以及,

偏压力件,设于所述调节组件和所述压紧组件之间,所述偏压力件对所述压紧组件施加使其靠近所述传动杆的偏压力;

其特征在于,所述偏压力件包括分体设置的第一偏压力件和第二偏压力件,所述第一偏压力件对所述第二偏压力件施加使所述第二偏压力件靠近所述传动杆的偏压力。

作为压紧装置的可选技术方案,所述调节组件用于与相邻部件活动连接,所述调节组件被设置为通过改变所述调节组件的固定位置以改变所述偏压力件的偏压力。

作为压紧装置的可选技术方案,所述偏压力件为磁性偏压力件,所述第一偏压力件为第一磁体,所述第二偏压力件为第二磁体,所述第一磁体与所述调节组件固接,所述第二磁体与所述压紧组件固接,所述第一磁体和所述第二磁体相对的一端相互排斥。

作为压紧装置的可选技术方案,所述第一磁体和所述第二磁体均为永磁体;

或,所述第一磁体和所述第二磁体均为电磁体;

或,所述第一磁体和所述第二磁体一个为永磁体,另一个为电磁体。

作为压紧装置的可选技术方案,所述压紧组件包括压块和滑片,所述滑片设置于所述压块远离所述调节组件的一端,所述滑片与所述传动杆的表面形状适配。

作为压紧装置的可选技术方案,所述滑片上嵌设有滚动体,所述滚动体与所述传动杆滚动连接。

作为压紧装置的可选技术方案,所述滑片与所述压块之间设有海绵体,所述海绵体储存有润滑油。

作为压紧装置的可选技术方案,所述海绵体与所述滚动体对应设置。

作为压紧装置的可选技术方案,所述调节组件上设置有检测孔。

另一方面,本发明还提供一种助力转向系统,包括:

转向机构,包括壳体和传动杆,所述传动杆设于所述壳体内;

转向操作机构,包括方向盘以及与所述方向盘传动连接的传动件,所述传动件与所述传动杆的传动侧传动连接;

还包括上述任一方案中的压紧装置,所述压紧装置抵接于所述传动杆的非传动侧。

作为助力转向系统的可选技术方案,所述壳体包括安装孔,所述压紧装置安装于所述安装孔内,所述压紧组件能够沿所述安装孔的轴向滑动。

作为助力转向系统的可选技术方案,所述压紧组件包括压块,所述压块的外周设有活动支撑件。

作为助力转向系统的可选技术方案,所述调节组件与所述安装孔连接。

作为助力转向系统的可选技术方案,所述压紧装置还包括防松件,所述防松件与所述调节组件伸出所述安装孔的部分连接。

本发明的有益效果为:

本发明提供一种压紧装置,该压紧装置包括调节组件和压紧组件,其中调节组件对压紧组件远离传动杆的一端进行限位;由于,偏压力件设于调节组件和压紧组件之间,第一偏压力件对第二偏压力件施加使第二偏压力件靠近传动杆的偏压力。所以,第二偏压力件沿远离调节组件的方向运动,进而第二偏压力件驱动压紧组件向靠近传动杆的方向运动。因此,压紧组件给予传动杆一个预紧力,使传动杆始终与传动件预紧啮合。因此,该装置解决了弹簧在长期的使用中存在弹簧塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题,导致压紧组件预紧力的减弱,从而对传动杆与传动件的啮合传动产生不良影响的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中助力转向系统的结构示意图;

图2为本发明实施例中压紧装置与壳体的装配示意图;

图3为本发明实施例中压紧装置的结构示意图一;

图4为本发明实施例中压紧装置的结构示意图二;

图5为本发明实施例中压紧装置的结构示意图三;

图6为本发明实施例中压紧装置的剖视图;

图7为本发明实施例中压紧装置的爆炸图;

图8为本发明实施例中压块的压力与第一磁体和第二磁体间距的关系图;

图9为本发明实施例中第一磁体和第二磁体的结构示意图;

图10为本发明实施例中滑片的结构示意图;

图11为本发明实施例中海绵体的结构示意图。

图中:

100、壳体;101、安装孔;200、传动杆;

1、压紧装置;

11调节组件;111、检测孔;

12、压紧组件;121、压块;1211、安装槽;1212、密封凹槽;122、滑片;1221、限位孔;

13、第一磁体;14、第二磁体;15、滚动体;16、海绵体;17、活动支撑件;18、防松件;19、橡胶塞。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置,而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

双小齿轮电动助力转向系统(DP-EPS)是汽车底盘技术发展的重要方向之一,在未来线控技术以及智能驾驶领域有着广阔的应用前景。

如图1所示,本实施例提供了一种助力转向系统,包括转向机构和转向操作机构。

其中转向机构包括壳体100和传动杆200,传动杆200设于壳体100内;转向操作机构包括传动件,传动件与传动杆200在一侧传动连接;

具体地,本实施方式中传动杆200为齿条,传动件为齿轮,齿轮与齿条啮合实现传动,当然在其他实施方式中传动杆200还可以为蜗杆机构、螺杆等,与之对应的传动件可为蜗轮、齿轮等。

压紧装置作为使传动杆和传动件预紧啮合的重要装置,在转向系统中起着至关重要的作用。

现有技术中,压紧装置通常包括调节组件11、压紧组件12和弹簧,齿条的非传动侧(即齿背侧)与齿轮轴相对位置的壳体100上设置有安装孔101,沿远离齿条的方向,安装孔101内依次设置有压紧组件12和调节组件11,调节组件11与安装孔101的孔壁连接,压紧组件12沿安装孔101的轴向与安装孔101的内壁滑动配合。弹簧位于调节组件11和压紧组件12之间,压紧组件12在弹簧弹力的作用下向靠近齿条的方向滑动,因此,压紧组件12给予齿条的齿背侧一个预紧力。但是,随着长期的使用,弹簧存在塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题,导致压块121预紧力的减弱,从而对齿条与齿轮轴的啮合传动产生不良影响的问题。

如图2~7所示,本实施例提供一种压紧装置,其作用于传动杆200,对于本实施例中,传动杆200为齿条,本实施例中以齿条为例,齿条分为传动侧(指齿侧)和与传动侧相背的非传动侧(指齿背侧),传动侧和齿轮啮合。

其中,本实施例的压紧装置还包括偏压力件,偏压力件包括第一偏压力件和第二偏压力件。第一偏压力件与调节组件11固接,第二偏压力件与压紧组件12固接,第一偏压力件和第二偏压力件相对且具有相互排斥的偏压力,且随着第一偏压力件和第二偏压力件之间距离逐渐减小,第一偏压力件和第二偏压力件之间的偏压力逐渐增大。

调节组件11和压紧组件12均设置于安装孔101中,其中调节组件11与安装孔101活动连接,本实施例中为螺纹连接,且调节组件11被设置为通过改变调节组件11相对于安装孔101的固定位置以改变磁性偏压力件的偏压力范围。换言之,通过旋动调节调节组件11,改变其旋入安装孔101的深度可改变第一偏压力件和第二偏压力件的相对位置,从而实现第二偏压力件对压紧组件12施加的作用力范围即调整偏压力的范围。

具体地,第一偏压力件和第二偏压力件分别为第一磁体13和第二磁体14,第一磁体13和第二磁体14同极相对,偏压力为第一磁体13对第二磁体14施加的排斥力。压紧组件12的一端与调节组件11相对,另一端与齿条的非传动侧相对,压紧组件12沿安装孔101的轴向与安装孔101滑动运动。因此,压紧组件12对齿条施加一个由非传动侧指向传动侧的预紧力,使齿条始终与齿轮预紧啮合。因此,该装置由于未设置弹簧,解决了弹簧在长期的使用中存在弹簧塑性变形、弹簧回弹消弱、弹簧蠕变等一系列问题,导致压紧组件12预紧力的减弱,从而对齿条与齿轮的啮合传动产生不良影响的问题。

其中,第一磁体13和第二磁体14均为永磁体;或第一磁体13和第二磁体14均为电磁体;或第一磁体13和第二磁体14一个为永磁体,另一个为电磁体。对于第一磁体13和第二磁体14分别与调节组件11和压紧组件12的固定方式,可以通过胶粘的方式将第一磁体13和第二磁体14分别固定于调节组件11和压紧组件12上,也可以将第一磁体13和第二磁体14通过过盈配合的方式分别插设于调节组件11和压紧组件12上。本实施例中,第一磁体13和第二磁体14均为永磁体,长期使用不会出现明显的磁性耗损等现象。在其他实施例中,第一磁体13和第二磁体14也可均为电磁体,通过调节通入电磁体的电流大小可以调整电磁体的磁力强度,进而调节第一磁体13和第二磁体14之间的磁力大小;另外,第一磁体13和第二磁体14也可以设置成一个为永磁体,另一个为电磁体,通过调节通入电磁体的电流大小可以调整电磁体的磁力强度,进而调节第一磁体13和第二磁体14之间的磁力大小。

参见附图8,本实施方式通过设置一对磁体提供偏压力,由于磁力的作用力与磁体之间的距离的立方呈反比,当两个磁体之间的距离逐渐减小时,其相互作用的排斥力呈指数式增长,因此,相较于弹簧的弹力而言,磁力具有比弹簧力增长更加迅速的优点。本发明正是通过设置包括一对磁体的偏压力件,从而实现偏压力的快速建立和反馈,当齿条发生弯曲变形或者位置偏移时,本实施方式的磁性偏压力件可快速形成施加于齿条的偏压力,使齿条保持与齿轮啮合,由此提高了压紧装置反馈的及时性和转向系统的工作可靠性。

对于第一磁体13和第二磁体14的形状,如图9所示,本实施例中,第一磁体13和第二磁体14沿垂直于安装孔101的轴线方向的截面相同。第一磁体13和第二磁体14沿安装孔101的轴线方向的厚度不同。

如图8或9所示,第一磁体13和第二磁体14均为永磁体,则第一磁体13的轴向厚度为h1,第二磁体14的轴向厚度为h2,其中h2/h1≥2。

进一步地,第一磁体13沿安装孔101的轴线方向的厚度h1不小于2mm,第二磁体14沿安装孔101的轴线方向的厚度h2不小于4mm。例如,第一磁体13的厚度为第二磁体厚度的一半,第一磁体13的厚度为3.5mm,第二磁体14的厚度为7mm、第一磁体13的厚度为4mm,第二磁体14的厚度为8mm,或者第一磁体13的厚度为5mm,第二磁体14的厚度为10mm等。

本实施例中第一磁体13和第二磁体14的轴向间距为d,即第一磁体和第二磁体相对的轴向端面之间的轴向距离为d,则d≥1.5mm。通过上述设置,确保第一磁体13和第二磁体14之间的斥力变化范围保持在200N-500N之间,由此对齿条提供恰当的偏压力,避免压力过大对齿条和齿轮造成损坏,也避免压力过小造成的偏压失效。

如图6、7和10所示,对于压紧组件12的具体结构,可选地,压紧组件12包括压块121和滑片122,滑片122设置于压块121远离调节组件11的一端,滑片122与传动杆200的表面形状适配,用于与传动杆200抵接。本实施例中,滑片122的形貌和与其抵接的传动杆200的形貌一致,滑片122与压块121相对的端面和压块121与滑片122相对的端面一个设置有插接槽,另一个设置有插接销,该设置使滑片122只能沿压块121的轴线方向与压块121相对运动,且该设置方便滑片122的更换。

还需注意的是,滑片122由工程塑料制成。具体地,由PA66(聚酰胺66)制成,其具有抗冲击性强、硬度高、刚性大的优点,因此其不仅满足滑片122对传动杆200的支撑作用,还有利于减小传动杆200对滑片122的磨损和冲击。

在传动杆200和滑片122发生相对滑动时,传动杆200和滑片122属于面接触,该设置容易造成传动杆200和滑片122的接触面发生磨损,进而影响其本身的强度。针对该缺陷,本申请在滑片122表面设置有多个限位孔1221;多个滚动体15分别设置于多个限位孔1221内且限位孔1221允许其内的滚动体15在内滚动,滚动体15为滚珠,滚动体15部分伸出限位孔1221且用于与传动杆200抵接。本实施例中,通过滚动体15与传动杆200之间的滚动摩擦可以减小滑片122和传动杆200之间的摩擦磨损。

为进一步减小滚动体15与传动杆200之间的摩擦磨损以及滚动体15与限位孔1221孔壁之间的摩擦磨损,通常在限位孔1221和滚动体15之间填充润滑油,但是在长期使用中,润滑油会发生氧化变质,进而影响润滑油的润滑性能。

对此,如图6、7和11所示,压紧组件12还包括设置于压块121和滑片122之间的海绵体16,压块121与滑片122相对的面凹设有安装槽1211,海绵体16置于安装槽1211内,海绵体16与滑片122抵接,海绵体16内储存有润滑油。本实施例中,当传动杆200沿其轴向发生滑动时,传动杆200会向靠近压块121方向发生弯曲变形,由于滑片122被与其对应的传动杆200和压块121抵紧,所以滑片122会发生变形,进而导致海绵体16受到挤压。海绵体16受到挤压导致内部的润滑油流出,进而润滑油流入限位孔1221内,使限位孔1221和滚动体15之间以及滚动体15和传动杆200之间得到润滑油;当传动杆200沿其轴向停止滑动时,传动杆200恢复原状,进而导致滑片122恢复原状,因此海绵体16也跟着恢复原状,再此过程中,海绵体16会将位于限位孔1221内的润滑油重新吸入海绵体16内。位于海绵体16内的油脂由于与空气的接触面积小,所以有利于缓解润滑油的氧化变质。在其他实施例中,也可以在滑片122与压块121相对的面上凹设有安装槽1211,海绵体16设置于滑片122的安装槽1211上。或者海绵体16也可直接夹设于压块121和滑片122之间。

如图2-7所示,压块121的周壁套设有活动支撑件17。本实施例中,压块121的周壁间隔设置有多个密封凹槽1212,多个活动支撑件17一一对应位于多个密封凹槽1212内,且多个活动支撑件17同时与安装孔101的内壁抵紧的同时,多个活动支撑件17还分别与多个密封凹槽1212的槽壁抵紧。一方面,设置有活动支撑件17可防止外界的灰尘水汽等从安装孔101进入到壳体100内部;其次,活动支撑件17也可以防止压块121与安装孔101的孔壁之间产生碰撞噪音。另一方面,通过设置两个或以上活动支撑件17,不但能够解决密封的问题,而且可以保证压块在安装孔101内平稳地滑动。具体地,活动支撑件17可以采用密封圈,例如橡胶密封圈等。

在长期的使用过程中,由于自身的振动等原因容易造成调节组件11与安装孔101之间的相对位置改变。为防止这一现象的发生,本装置设置有防松件18,可选地,防松件18为防松螺母,在调节组件11从安装孔101远离传动杆200的一端伸出的部分螺接有防松螺母,防松螺母与调节组件11螺纹连接并抵接于壳体100。本实施例中,由于防松螺母18与壳体100抵紧,所以调节组件11与壳体100之间存在有沿安装孔101的轴线方向的预紧力,该预紧力使调节组件11的螺纹与壳体100的螺纹之间的摩擦力增大,进而可以防止调节组件11自身发生旋转,进而可以防止调节组件11与壳体100之间发生相对移动。在其他实施例中,放松件18为插销,沿调节组件11的轴向设置有多个销孔,安装孔101的空壁上设置有卡孔,插销穿过卡孔且与对应的销孔插接。该设置同样可防止调节组件11沿安装孔101的轴向滑动。

调节组件11沿压紧组件12的滑动方向设置有检测孔111。通过设置有检测孔111可探测到齿条压块的跳动,从而可以检测转向系统在工作过程中的齿条与齿轮轴的啮合波动情况。以及观察或测量第一磁体13、第二磁体14以及压块121之间的相对距离和工作状态。本实施例中的检测孔111为调节组件11轴端的与橡胶塞19密封的配合孔。

为防止外界水气及灰尘从检测孔111进入到壳体100内,可选地,压紧装置1还包括橡胶塞19,橡胶塞19从调节组件11远离压紧组件12的一端伸入检测孔111且与调节组件11卡接。在其他实施例中,橡胶塞19与检测孔111之间也可以为螺接。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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