基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置及轉向系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車轉向系統(tǒng)領域，具體涉及一種基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置及轉向系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]汽車電動助力轉向技術目前比較成熟的形式有采用蝸輪蝸桿機構的助力轉向和采用輪系機構的助位移轉向。兩種助力轉向各有優(yōu)勢，將兩種助力形式結合起來、共同實現(xiàn)汽車的助力轉向是目前汽車助力轉向的一大趨勢，該轉向形式可提高汽車的操縱穩(wěn)定性和行車安全性，實現(xiàn)汽車安全性和靈活性的完美融合。
[0003]如本領域公知的那樣，行星輪系包括:太陽輪、行星齒輪、行星架以及齒圈，其中太陽輪、行星架、齒圈均可作為固定構件、輸入構件或者輸出構件，從而實現(xiàn)傳動比(或超速比)的改變。由于行星輪系具有這個優(yōu)勢，因此其被廣泛的應用于各種機械設備當中。
[0004]在行星輪系統(tǒng)中，齒輪之間存在背隙。背隙是指當一個齒輪嚙合傳動時，在其嚙合的輪齒后方形成的空隙。在主動齒輪與被動齒輪的速度恒定時，背隙沒有任何危害；但是當主動齒輪與被動齒輪的速度由于某些原因不恒定時，在主動齒輪與從動齒輪的輪齒完全脫開之前，從動齒輪的另一個輪齒與主動齒輪該輪齒的后部相撞，由此背隙將會產生噪音。
[0005]在汽車轉向裝置中，轉向過程中由于背隙而引起的噪音會使駕駛員感到不適，且隨著輪齒的磨損越來越大，情況會越來越嚴重。
[0006]現(xiàn)有用于減小背隙的方法包括靜態(tài)法及動態(tài)法，但是現(xiàn)有的方法都存在一個問題:無法同時減小行星輪系中行星輪與太陽輪以及行星輪與齒圈之間存在的背隙。

【發(fā)明內容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、可有效減小行星輪系中行星輪與太陽輪以及行星輪與齒圈之間背隙的基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置及轉向系統(tǒng)。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:一種基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，包括機械傳動裝置及動力驅動裝置，所述動力驅動裝置包括助位移電機、相互嚙合的蝸輪及蝸桿；所述機械傳動裝置主要由輸入軸、太陽輪、行星架、行星輪、齒圈、輸出齒輪及輸出軸組成，所述蝸輪空套在輸入軸上，所述太陽輪與蝸輪相連接，所述行星架設置在輸入軸一端，所述行星輪設置在行星架上并分別與太陽輪及齒圈嚙合，所述輸出齒輪與輸出軸相連，且與齒圈內嗤合。
[0009]進一步，所述行星輪為雙齒輪結構，主要由齒輪1、齒輪I1、彈性構件、推力軸承及徑向軸承組成，所述齒輪I及齒輪II通過徑向軸承并列套裝在行星架上，所述彈性構件及推力軸承分別設置在兩齒輪間并將兩齒輪相互連接起來。
[0010]進一步，還包括端蓋，所述端蓋固定在齒圈的兩端面上。
[0011 ] 一種汽車轉向系統(tǒng)，包括從上至下依次連接設置的轉向盤、扭桿、蝸輪蝸桿減速機構、萬向節(jié)、轉向操作機構支架及齒輪齒條轉向器，還包括上述基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，所述轉向操作機構支架設置在輸入軸上，所述輸入軸通過萬向節(jié)與轉向盤相連，所述輸出軸通過萬向節(jié)與齒輪齒條轉向器相連。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:該轉向裝置整體結構較小，節(jié)約安裝了空間，便于布置；通過機械傳動裝置與動力驅動裝置的動力耦合，實現(xiàn)了變傳動比轉向；行星輪為雙齒輪結構，兩齒輪結構間嵌有彈性構件及推力軸承，可達到減小行星輪與齒圈、太陽輪與行星輪之間背隙的目的；整體結構傳動效率高、工藝性好、制造費用低、換檔平穩(wěn)、操縱性能好。
【附圖說明】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0014]圖1為基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1的結構簡圖；
[0016]圖3為行星輪的結構示意圖；
[0017]圖4為汽車轉向系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0019]如圖所示，本發(fā)明的基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，包括機械傳動裝置及動力驅動裝置，所述動力驅動裝置包括助位移電機、相互嚙合的蝸桿I及蝸輪2 ;所述機械傳動裝置主要由輸入軸3、太陽輪9、行星架8、行星輪4、齒圈5、輸出齒輪6及輸出軸7組成，所述蝸輪2空套在輸入軸3上，所述太陽輪9與蝸輪2相連接，所述行星架8設置在輸入軸3 —端，所述行星輪4設置在行星架8上并分別與太陽輪9及齒圈5嚙合，所述輸出齒輪6與輸出軸7相連，且與齒圈5內嚙合。
[0020]在本實施例中，助位移電機驅動蝸桿I旋轉，進而由蝸桿I帶動蝸輪2旋轉，太陽輪9與蝸輪2連接成整體，旋轉的太陽輪9與行星輪4嚙合；另一方面，手動輸入的轉向力通過輸入軸3傳遞至行星架8，行星架8帶動行星輪4運動，齒圈5獲得來自手動輸入及助位移電機的轉向力；輸出齒輪6與齒圈5嚙合，將齒圈5上的轉向力從輸出軸7輸出。
[0021]作為上述方案的進一步改進，所述行星輪4為雙齒輪結構，主要由齒輪I 41、齒輪II 42、彈性構件43、推力軸承44及徑向軸承45組成，所述齒輪I 41及齒輪II 42通過徑向軸承45并列套裝在行星架8上，所述彈性構件43及推力軸承44分別設置在兩齒輪間并將兩齒輪相互連接起來。
[0022]具體的，本實施例中的彈性構件43為扭簧，扭簧設置在齒輪I 41與齒輪II 42之間并將練個齒輪結構連接起來，同時，兩齒輪內部之間還設有推力軸承44，既可實現(xiàn)兩齒輪間靈活的相對轉動，還能達到減小行星輪4與齒圈5、太陽輪9與行星輪4之間背隙的目的。
[0023]本實施例中還包括端蓋10，所述端蓋10固定在齒圈5的兩端面上；可用于密封，防止相互嚙合的齒輪間進入雜物。
[0024]一種汽車轉向系統(tǒng)，包括從上至下依次連接設置的轉向盤11、扭桿12、蝸輪蝸桿減速機構13、萬向節(jié)14、轉向操作機構支架15及齒輪齒條轉向器16，還包括上述基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，所述轉向操作機構支架15設置在輸入軸3上，所述輸入軸3通過萬向節(jié)14與轉向盤11相連，所述輸出軸7通過萬向節(jié)14與齒輪齒條轉向器16相連。
[0025]具體的，基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置安裝于汽車轉向盤11和齒輪齒條轉向器16之間，可實現(xiàn)汽車的變傳動比轉向。其轉向過程為:
[0026]手動輸入(轉向盤11輸入)部分通過輸入軸3傳遞至行星輪4，助位移電機輸入部分經蝸桿1、蝸輪2、太陽輪9傳遞至行星輪4，行星架8和太陽輪9同時輸入，并由齒圈5輸出；齒圈5與輸出齒輪6嚙合，通過輸出軸7對外輸出，進而由齒輪齒條轉向器16實現(xiàn)轉向。行星輪4采用雙齒輪結構，雙齒輪之間嵌有彈性構件43及推力軸承44，可減小行星輪4與齒圈5以及行星輪4與太陽輪9之間的背隙。
[0027]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。
【主權項】
1.一種基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，其特征在于:包括機械傳動裝置及動力驅動裝置，所述動力驅動裝置包括助位移電機、相互嚙合的蝸輪及蝸桿；所述機械傳動裝置主要由輸入軸、太陽輪、行星架、行星輪、齒圈、輸出齒輪及輸出軸組成，所述蝸輪空套在輸入軸上，所述太陽輪與蝸輪相連接，所述行星架設置在輸入軸一端，所述行星輪設置在行星架上并分別與太陽輪及齒圈嚙合，所述輸出齒輪與輸出軸相連，且與齒圈內嚙合。
2.根據權利要求1所述的基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，其特征在于:所述行星輪為雙齒輪結構，主要由齒輪1、齒輪I1、彈性構件、推力軸承及徑向軸承組成，所述齒輪I及齒輪II通過徑向軸承并列套裝在行星架上，所述彈性構件及推力軸承分別設置在兩齒輪間并將兩齒輪相互連接起來。
3.根據權利要求1所述的基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，其特征在于:還包括端蓋，所述端蓋固定在齒圈的兩端面上。
4.一種汽車轉向系統(tǒng)，包括從上至下依次連接設置的轉向盤、扭桿、蝸輪蝸桿減速機構、萬向節(jié)、轉向操作機構支架及齒輪齒條轉向器，其特征在于:還包括如權利要求1-3任一項所述的基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置，所述轉向操作機構支架設置在輸入軸上，所述輸入軸通過萬向節(jié)與轉向盤相連，所述輸出軸通過萬向節(jié)與齒輪齒條轉向器相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單排行星輪系的汽車主動轉向耦合裝置及轉向系統(tǒng)，轉向裝置包括機械傳動裝置及動力驅動裝置，所述動力驅動裝置包括助位移電機、相互嚙合的蝸輪及蝸桿；所述機械傳動裝置主要由輸入軸、太陽輪、行星架、行星輪、齒圈、輸出齒輪及輸出軸組成；汽車轉向系統(tǒng)包括轉向盤、扭桿、蝸輪蝸桿減速機構、萬向節(jié)、轉向操作機構支架、齒輪齒條轉向器及主動轉向耦合裝置；通過機械傳動裝置與動力驅動裝置的動力耦合，實現(xiàn)了變傳動比轉向，行星輪為雙齒輪結構，其間嵌有彈性構件及推力軸承，可減小行星輪與齒圈、太陽輪與行星輪之間的背隙；整體結構體積小，便于布置，傳動效率高、工藝性好、制造費用低、換檔平穩(wěn)、操縱性能好。
【IPC分類】B62D3-04, B62D1-20
【公開號】CN104627233
【申請?zhí)枴緾N201510072765
【發(fā)明人】石萬凱, 羅才偉, 李良軍
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月11日