專利名稱：齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體涉及一種用于車輛的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向之前，得到廣泛應(yīng)用的是液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，二者都是在 機(jī)械轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因耗油量大、不利環(huán)保、結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、重量大和有不是速度感應(yīng)型的助力特性而逐漸被近年發(fā)展起來(lái)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)取代。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向克服了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的缺點(diǎn)和因工作可靠、故障少在汽車上 發(fā)展很快。特別是日本、歐洲的乘用車裝車率增長(zhǎng)迅速，使電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 本身的技術(shù)也得到了快速發(fā)展。為了滿足生產(chǎn)、生活的需要汽車必須是多品種 和多種結(jié)構(gòu)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也必須如此，以使之適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)、不同品種 汽車的需要。目前，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中普遍采用蝸輪、蝸桿減速機(jī)構(gòu)，如圖2所示， 這種機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)比大、尺寸小、工作平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)矩傳感器31、減速增扭機(jī)構(gòu)32、轉(zhuǎn)向器33、電磁離合器34、電機(jī) 35、控制器36和蓄電池等。該電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理如下轉(zhuǎn)矩傳感器31裝在轉(zhuǎn)向盤下方的轉(zhuǎn)向軸上，其作用是采集轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩和 轉(zhuǎn)角信號(hào)，并將此信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸往控制器。電機(jī)35的功能是將來(lái)自蓄電池的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后向減速增扭機(jī)構(gòu) 輸出。減速增扭機(jī)構(gòu)32的功能是降速、增扭，即在得到來(lái)自電機(jī)35的轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)矩以后，經(jīng)過(guò)減速增扭機(jī)構(gòu)32使轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)矩增加，再輸送給轉(zhuǎn)向器33。轉(zhuǎn)向器33將輸入進(jìn)來(lái)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，再進(jìn)行降速(轉(zhuǎn)速)和增扭(轉(zhuǎn)矩) 后輸出到轉(zhuǎn)向輪。
電磁離合器34的作用是為了保證電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)只在預(yù)先設(shè)定的行駛速 度范圍內(nèi)工作。在車速達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)離合器分離，并暫時(shí)停止電機(jī)的助力 作用，同時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)為機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器也自 動(dòng)分離，分離后再進(jìn)行轉(zhuǎn)向，可不必因帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而消耗體力?？刂破?6的作用是根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器提供的信號(hào)，進(jìn)行邏輯分 析計(jì)算后，發(fā)出指令控制電機(jī)和離合器的動(dòng)作，通過(guò)采集電機(jī)電流、發(fā)電機(jī)電 壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號(hào)，判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)是否正常，如出現(xiàn)異常，會(huì)自動(dòng)取 消助力作用，同時(shí)還要進(jìn)行故障診斷分析，即控制器有安全保護(hù)的故障診斷功 能。但是，這種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)普遍存在以下不足1、制造精度要求比較高； 2、制造蝸桿需要專用設(shè)備；3、蝸輪齒形部分雖采用塑料制造以使之耐磨，但 是， 一旦磨損后所產(chǎn)生的間隙會(huì)很難消除，并使蝸輪的制造工藝復(fù)雜；4、采用 蝸輪、蝸桿減速機(jī)構(gòu)能導(dǎo)致電機(jī)的安裝位置受限制，這對(duì)在車上的安裝有不利 影響。 發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有產(chǎn)品的上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供了一種制造工藝簡(jiǎn)單、 成本低、質(zhì)量可靠、使用壽命長(zhǎng)的齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下-種齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、蝸輪軸、減速增扭機(jī) 構(gòu)和轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器和蝸輪軸之間通過(guò)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)相連；所述減速增扭機(jī)構(gòu) 由一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)和二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)組成，--級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第一級(jí) 主、從動(dòng)齒形同步帶輪和齒形帶，二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)主、從動(dòng)齒形 同步帶輪和齒形帶；第二級(jí)從動(dòng)齒形同步帶輪固定在蝸輪軸上，二級(jí)減速增扭 機(jī)構(gòu)中的第二級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪與一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的第一級(jí)從動(dòng)齒形同 步帶輪連接，第一級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪與電機(jī)連接。采用本實(shí)用新型的齒形同步帶減速機(jī)構(gòu)取代蝸輪、蝸桿減速機(jī)構(gòu)，其優(yōu)
是對(duì)殼體的制造精度要求不高、齒形帶和皮帶輪由專業(yè)廠制造，質(zhì)量容易得到 保證、成本低，此外，齒形同步帶工作時(shí)不打滑、磨損后經(jīng)調(diào)整能消除間隙。

圖1為本實(shí)用新型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為一種現(xiàn)有的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。 圖1中，1—轉(zhuǎn)向盤，2—轉(zhuǎn)向軸，3—上轉(zhuǎn)向軸，4一扭桿，5—鋼球，6— 滑套，7—彈簧，8—第二級(jí)從動(dòng)齒形同步帶輪，9一齒形帶，10~定位銷，11— 蝸輪軸，12、 13—傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)，14一轉(zhuǎn)向器，15—搖臂，16—電機(jī)，17—第 —級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪，18—齒形帶，19一第一級(jí)從動(dòng)齒形同步帶輪，20~軸， 21—第二級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪；圖2中，31—轉(zhuǎn)矩傳感器，32—減速增扭機(jī)構(gòu)，33—轉(zhuǎn)向器，34—電磁離 合器，35—電動(dòng)機(jī)，36—控制器。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型的齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括電機(jī)16、 轉(zhuǎn)向器14、蝸輪軸ll，以及在電機(jī)16和蝸輪軸11之間的減速增扭機(jī)構(gòu)。所述的減速增扭機(jī)構(gòu)由兩級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)組成，第一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)由第一級(jí)主、 從動(dòng)齒形同步帶輪17、 19和齒形同步帶18組成，第二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)由第二 級(jí)主、從動(dòng)齒形同步帶輪21、 8和齒形同步帶9組成。第二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中 的主動(dòng)齒形同步帶輪21與第一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒形同步帶輪19連接。 進(jìn)一步的第一級(jí)的主動(dòng)齒形同步帶輪17與電機(jī)16連接，第二級(jí)從動(dòng)齒形同步 帶輪8與蝸輪軸11固定連接。蝸輪軸11通過(guò)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)12、 13與轉(zhuǎn)向器14 相連。所述的轉(zhuǎn)向器14為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，也適合用于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 本實(shí)用新型的工作原理如下駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤1傳感器將上轉(zhuǎn)向軸3與蝸輪軸11的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角位移 信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳至控制器，同時(shí)車速信號(hào)也傳入控制器?？刂破鞲鶕?jù)以上 兩信號(hào)確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和助力轉(zhuǎn)矩大小。同時(shí)將信號(hào)送往電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。電機(jī)輸出的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩經(jīng)第一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的第一級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪17、齒形帶18、第一級(jí)從動(dòng)齒形同步帶輪19減速增扭后，再通過(guò)第二級(jí)減速 增扭機(jī)構(gòu)中的第二主動(dòng)齒形帶輪21、齒形帶9和第二從動(dòng)齒形同步帶輪8再次 減速增扭后，傳給蝸輪軸11和與之相連接的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸12和13，最后經(jīng)轉(zhuǎn) 向器14對(duì)外輸出，完成轉(zhuǎn)向助力作用。
權(quán)利要求1、一種齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)(16)、蝸輪軸(11)、減速增扭機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器(14)，轉(zhuǎn)向器(14)和蝸輪軸(11)之間通過(guò)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)(12、13)相連，其特征在于減速增扭機(jī)構(gòu)由一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)和二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)組成，所述一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第一級(jí)主、從動(dòng)齒形同步帶輪(17、19)和齒形帶(18)，所述二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)主、從動(dòng)齒形同步帶輪(21、8)和齒形帶(9)；齒形同步帶輪(8)固定在蝸輪軸(11)上，二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的第二級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪(21)與一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的第一級(jí)從動(dòng)齒形同步帶輪(19)連接，第一級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪(17)與電機(jī)(16)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其 特征在于轉(zhuǎn)向器(14)為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。
3、 如權(quán)利要求1所述的齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其 特征在于轉(zhuǎn)向器(14)為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種齒形同步帶減速電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它包括電機(jī)(16)、蝸輪軸(11)、減速增扭機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器(14)，減速增扭機(jī)構(gòu)由一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)和二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)組成，所述一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第一級(jí)主、從動(dòng)齒形同步帶輪(17、19)和齒形帶(18)，所述二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)包括第二級(jí)主、從動(dòng)齒形同步帶輪(21、8)和齒形帶(9)；齒形同步帶輪(8)固定在蝸輪軸(11)上，二級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒形同步帶輪(21)與一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒形同步帶輪(19)連接，第一級(jí)主動(dòng)齒形同步帶輪(17)與電機(jī)(16)連接。本實(shí)用新型具有制造精度要求不高、質(zhì)量可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B62D5/04GK201052790SQ20072010671
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者瓏 周, 碩 楊, 王望予 申請(qǐng)人:杭州世寶汽車方向機(jī)有限公司