一种重型循环球式双模电动动力转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种重型循环球式双模电动动力转向器，包括转向器壳体总成、输入轴与螺杆总成、齿扇轴总成、支撑座总成、涡轮、蜗杆、内端盖总成、转角转矩传感器、外端盖总成、梅花连接套总成、电机总成，其以电机总成为动力源，通过蜗轮、蜗杆将动力传递给输入轴与螺杆总成，输入轴与螺杆总成通过齿扇轴输出转矩与角位移，其具有角度位置与转矩助力两种控制模式。本发明专利技术提供了一种重型循环球式双模电动动力转向装置，采用大减速比机构与转角转矩传感器等取代了循环球式液压动力转向器中的转阀结构，在不增加额外空间的情况下，实现了液力传动向智能化电传动的转变，较同等体积循环球式液压动力转向器相比，功率需求降低300％，输出最大转矩提升5％。

Heavy circulation ball type dual mode electric power steering device

The invention provides a heavy-duty circulating ball type dual-mode electric power steering gear, including steering gear housing assembly, input shaft and screw assembly, gear shaft assembly, supporting seat assembly, turbine and worm, within the end cap assembly, rotation torque sensor and the outer end cover assembly, a connecting sleeve total plum a motor assembly, the motor as the power source, the power is transmitted to the input shaft and the screw assembly through the worm gear, input shaft and screw assembly through the gear shaft torque and angular displacement, the angular position and torque control mode power two. The invention provides a heavy circulating ball type dual-mode electric power steering device with large reduction ratio and angle torque sensor mechanism to replace the circulating ball type hydraulic power steering rotary valve structure of the reactor, at no additional space, to achieve the transformation of hydraulic transmission to intelligent electric drive, a the same volume of circulating ball type hydraulic power steering gear, power demand is reduced by 300%, the maximum torque output increased by 5%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机电系统及机动车应用领域，具体涉及一种重型循环球式双模电动动力转向装置。
技术介绍
从汽车行业情况来看，随着燃油车辆数量的不断增长，车辆排放对环境的污染越来越严重，同时石油作为不可再生的能源也面临着枯竭的危机，因此作为低排放或零排放的电动车辆、混合动力车辆因其具有节能、环保等优点已经成为政府和社会关注的热点，成为当今轮式车技术的核心发展主题。电动动力转向技术(EPS)由于其集成度高、节能、免维护等显著优势已在国内外家用车领域得到广泛应用，但多用于转向载荷≤2t的家用车或乘用车，而适用于电动客车、重型卡车、特种车辆等的大吨位电动动力转向技术仍处于空白状态，市场需求迫切、前景广阔。从军式需求情况来看，军用轮式车辆由于其单轴载荷大、路况复杂(如壕沟、越野山路、冰雪路面和泥泞路面等)、使用条件苛刻等因素，其操纵稳定性能要求远远高于民用车辆，轮式车辆辆底盘即要满足公路行军作战时的高机动性需求，又要满足在极端苛刻路况下具有较好的行驶稳定性和越野安全性。其中，轮式车辆转向系统则是影响轮式车辆辆操纵稳定性和行驶安全性的最直接因素，其自身性能决定着轮式车辆底盘系统的整体性能。目前，我国军用轮式车辆转向系统基本采用液压助力转向系统，执行机构为循环球式液压助力转向器，所以，车辆转向回正主要依靠转向定位参数，比如主销后倾角与主销内倾角决定，定位参数误差较大时会使车辆回正能力变差且不稳定，从而影响车辆操纵性；又如，车辆在高速行驶时会存在转向“发飘”的感觉，即转向助力过大，这是由循环球式液压助力转向器的原理决定的，液压助力转向系统中转向泵由发动机提供动力，高速时发动机转速抬升，液压助力系统压力上升，转向助力自然增大，目前新型的转向油泵虽然可以做到高速转向时油泵流量泄压下降，但并不能根本解决“发飘”的问题。从未来发展趋势来看，随着动力电池技术、混合动力技术、电机技术等的发展，轮式车辆正在向数字化、全电化、无人化、智能化的方向飞速发展，而传统轮式车辆转向系统已经不能满足未来需求，智能转向系统、主动转向系统、线控转向系统等越来越多的新型转向系统已逐渐浮出水面，而这些新型转向系统则需要依托电动动力转向技术进行扩展或升级。目前，电动动力转向技术已经在小型乘用车领域成熟应用，且在结构形式上，绝大多数为齿轮齿条式转向装置或转向管柱式转向装置，而在大吨位、重型车辆上还未使用，其主要技术问题在于：1、转向装置输出转矩大，集成度要求高，总体设计难度大。由于重型车辆转向桥载荷大(一般超过4吨)及动力转向装置布置位置的单一性(一般位于动力舱内)等实际因素，采用齿轮齿条式转向装置或转向管柱式转向装置无法满足要求，必须采用整体结构强度高、抗冲击能力强的循环球式结构，而目前的循环球式转向结构只存在于重型液压助力转向器中，与电动动力转向系统毫无关系。2、关键部件、部位结构强度要求高，系统匹配难度大。由于中型车辆不仅转向桥载荷大，该类型车辆的使用工况也较为恶劣，多在非铺装路面或泥拧越野路面下使用，车辆转向系统将承受相当大的冲击载荷，而这些冲击载荷有相当大的一部分需要动力转向装置承受，因此，动力转向装置中壳体、传动部件的强度决定了转向系统的可靠性与安全性。就循环球式液压助力转向器而言，其螺杆、齿扇轴、壳体、转向螺母等部件经常会由于外界的冲击载荷而损坏。3、机电匹配难度大。在一定的空间范围约束及供电品质约束条件下，尽量减小电机体积，有效利用电机功率特性，匹配大传动比结构，实现小功率需求，大转矩输出的特性是重型车辆电动动力转向技术的技术瓶颈。针对上述问题，本专利技术提供了一种新的转向装置，从而解决重型车辆的转向面临的各种问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种重型循环球式双模电动动力转向装置。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种电动动力转向装置，包括：壳体总成、输入轴与螺杆总成、齿扇轴总成、支撑座总成、涡轮、蜗杆、内端盖总成、转角转矩传感器、外端盖总成、梅花连接套总成、电机总成，所述壳体总成内部沿水平方向设置一端封闭一端开口的腔体，输入轴与螺杆总成安装在壳体总成的腔体内，输入轴与螺杆总成一端安装在封闭的一端，所述输入轴与螺杆总成的另一端伸出到壳体总成的腔体的外部，在壳体总成内沿与输入轴与螺杆总成垂直的方向安装齿扇轴总成并使得齿扇轴总成与输入轴与螺杆总成通过齿轮啮合；所述支撑座总成套设在输入轴与螺杆总成外部并用于限位输入轴与螺杆总成；所述蜗杆沿与输入轴与螺杆总成垂直的方向，安装在壳体总成内，所述蜗杆的一端依次同轴安装梅花连接套总成与电机总成；所述涡轮与蜗杆啮合，所述蜗杆驱动输入轴与螺杆总成转动；所述内端盖总成套设在输入轴与螺杆总成上并且安装在涡轮的外部，转角转矩传感器与轴向与输入轴与螺杆总成连接，所述外端盖总成套设在输入轴与螺杆总成上并且安装在转角转矩传感器的外部，并固定于壳体总成前端。作为优选，所述壳体总成内部沿水平方向设置为一多变内径的非贯通式腔体，由作为基准面的非贯通端底面A开始依次加工第一内圆面B、二级传动腔C、第一内螺纹面D、一级传动腔E、第二内圆面F；其主体内部沿垂直方向也加工有一个多变内径的非贯通式腔体，由非贯通底面G开始依次加工有第三内圆面H、蜗杆腔I、第四内圆面J、第二内螺纹面K；所述输入轴与螺杆总成一端安装在第一内圆面B内，所述支撑座总成设置在第一内螺纹面D内，所述的涡轮设置在一级传动腔E内，内端盖总成压装于壳体总成的第二内圆面F，限位于第二内圆面F与一级传动腔E之间形成的圆形凸台；转角转矩传感器固定在内端盖总成的外侧，与输入轴与螺杆总成同轴；所述蜗杆设置在蜗杆腔内，所述蜗杆一端设置在第三内圆面H内；外端盖总成安装于壳体总成的外端盖法兰安装面N，与输入轴与螺杆总成同轴；齿扇轴总成安装于二级传动腔C；蜗杆安装在螺杆腔I内，与涡轮啮合，通过第四内圆面J的滚珠轴承及与第二内螺纹面K螺接的锁紧螺母固定；梅花连接套总成一端连接螺杆顶端，一端连接电机总成的输出花键轴；电机总成通过螺栓固定在壳体总成的电机法兰安装面M；蜗轮蜗杆将电机转矩传递给输入轴与螺杆总成，输入轴与螺杆总成将转矩转化为输入轴总成通过齿扇轴总成输出转矩。作为优选，所述壳体总成包括：壳体1A、输出轴油封、矩形密封圈、油塞、单向推力轴承、滚珠轴承、角接触轴承；输出轴油封安装于二级传动腔C内与齿扇轴总成同轴；矩形密封圈与油塞安装于壳体上部螺纹孔，用于在向二级传动腔C注入润滑油后密封注油口；单向推力轴承安装于壳体1A的第一内圆面B；滚珠轴承安装于二级传动腔C内与齿扇轴总成同轴；角接触轴承安装于一级传动腔E的第三内圆面H。作为优选，所述输入轴与螺杆总成包括：第一圆柱销、输入轴、弹性扭杆、滚针轴承、第二圆柱销、螺杆轴、钢球导管、导管压板、转向螺母29,所述螺杆轴一端沿着轴向设置变径内腔体,所述螺杆轴一端加工有通孔，所述通孔与内腔体连通，所述弹性扭杆的一端插入内腔体，所述第二圆柱销插入通孔，从而锁定弹性扭杆的一端与螺杆轴的同轴相对转动；所述滚针轴承插入变径内腔体内并抵靠在内腔体的侧部；所述输入轴中部沿着轴向设置空腔结构，所述输入轴第二端设置通孔，所述通孔与空腔结构连通，所述弹性扭杆的另一端插入输入轴的空腔结构中，所述第一圆柱销插入通孔，从而锁定弹性扭杆另一端与输入轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动动力转向装置，包括：壳体总成(1)、输入轴与螺杆总成(2)、齿扇轴总成(3)、支撑座总成(4)、涡轮(5)、蜗杆(6)、内端盖总成(7)、转角转矩传感器(8)、外端盖总成(9)、梅花连接套总成(10)、电机总成(11)，所述壳体总成内部沿水平方向设置一端封闭一端开口的腔体，输入轴与螺杆总成(2)安装在壳体总成的腔体内，输入轴与螺杆总成(2)一端安装在封闭的一端，所述输入轴与螺杆总成(2)的另一端伸出到壳体总成的腔体的外部，在壳体总成(1)内沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向安装齿扇轴总成(3)并使得齿扇轴总成(3)与输入轴与螺杆总成(2)通过齿轮啮合；所述支撑座总成(4)套设在输入轴与螺杆总成(2)外部并用于限位输入轴与螺杆总成(2)；所述蜗杆(6)沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向，安装在壳体总成(1)内，所述蜗杆(6)的一端依次同轴安装梅花连接套总成(10)与电机总成(11)；所述涡轮(5)与蜗杆啮合，所述蜗杆(6)驱动输入轴与螺杆总成(2)转动；所述内端盖总成(7)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在涡轮(5)的外部，转角转矩传感器(8)与轴向与输入轴与螺杆总成(2)连接，所述外端盖总成(9)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在转角转矩传感器(8)的外部，并固定于壳体总成(1)前端。...

【技术特征摘要】
1.一种电动动力转向装置，包括：壳体总成(1)、输入轴与螺杆总成(2)、齿扇轴总成(3)、支撑座总成(4)、涡轮(5)、蜗杆(6)、内端盖总成(7)、转角转矩传感器(8)、外端盖总成(9)、梅花连接套总成(10)、电机总成(11)，所述壳体总成内部沿水平方向设置一端封闭一端开口的腔体，输入轴与螺杆总成(2)安装在壳体总成的腔体内，输入轴与螺杆总成(2)一端安装在封闭的一端，所述输入轴与螺杆总成(2)的另一端伸出到壳体总成的腔体的外部，在壳体总成(1)内沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向安装齿扇轴总成(3)并使得齿扇轴总成(3)与输入轴与螺杆总成(2)通过齿轮啮合；所述支撑座总成(4)套设在输入轴与螺杆总成(2)外部并用于限位输入轴与螺杆总成(2)；所述蜗杆(6)沿与输入轴与螺杆总成(2)垂直的方向，安装在壳体总成(1)内，所述蜗杆(6)的一端依次同轴安装梅花连接套总成(10)与电机总成(11)；所述涡轮(5)与蜗杆啮合，所述蜗杆(6)驱动输入轴与螺杆总成(2)转动；所述内端盖总成(7)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在涡轮(5)的外部，转角转矩传感器(8)与轴向与输入轴与螺杆总成(2)连接，所述外端盖总成(9)套设在输入轴与螺杆总成(2)上并且安装在转角转矩传感器(8)的外部，并固定于壳体总成(1)前端。2.如权利要求1所述的转向装置，其特征在于，所述壳体总成(1)内部沿水平方向设置为一多变内径的非贯通式腔体，由作为基准面的非贯通端底面(A)开始依次加工第一内圆面(B)、二级传动腔(C)、第一内螺纹面(D)、一级传动腔(E)、第二内圆面(F)；其主体内部沿垂直方向也加工有一个多变内径的非贯通式腔体，由非贯通底面(G)开始依次加工有第三内圆面(H)、蜗杆腔(I)、第四内圆面(J)、第二内螺纹面(K)；所述输入轴与螺杆总成(2)一端安装在第一内圆面(B)内，所述支撑座总成(4)设置在第一内螺纹面(D)内，所述的涡轮(5)设置在一级传动腔(E)内，内端盖总成(7)压装于壳体总成(1)的第二内圆面(F)，限位于第二内圆面(F)与一级传动腔(E)之间形成的圆形凸台；转角转矩传感器(8)固定在内端盖总成(7)的外侧，与输入轴与螺杆总成(2)同轴；所述蜗杆设置在蜗杆腔内，所述蜗杆一端设置在第三内圆面(H)内；外端盖总成(9)安装于壳体总成(1)的外端盖法兰安装面(N)，与输入轴与螺杆总成(2)同轴；齿扇轴总成(3)安装于二级传动腔(C)；蜗杆(7)安装在螺杆腔(I)内，与涡轮(6)啮合，通过第四内圆面(J)的滚珠轴承及与第二内螺纹面(K)螺接的锁紧螺母固定；梅花连接套总成(10)一端连接螺杆顶端，一端连接电机总成(11)的输出花键轴；电机总成(11)通过螺栓固定在壳体总成(1)的电机法兰安装面(M)；蜗轮蜗杆将电机转矩传递给输入轴与螺杆总成(2)，输入轴与螺杆总成(2)将转矩转化为输入轴总成通过齿扇轴总成(3)输出转矩。3.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于，所述壳体总成(1)包括：壳体(1A)、输出轴油封(12)、矩形密封圈(13)、油塞(14)、单向推力轴承(15)、滚珠轴承(16)、角接触轴承(17)；输出轴油封(12)安装于二级传动腔(C)内与齿扇轴总成(3)同轴；矩形密封圈(13)与油塞(14)安装于壳体上部螺纹孔，用于在向二级传动腔(C)注入润滑油后密封注油口；单向推力轴承(15)安装于壳体(1A)的第一内圆面(B)；滚珠轴承(16)安装于二级传动腔(C)内与齿扇轴总成(3)同轴；角接触轴承(17)安装于一级传动腔(E)的第三内圆面(H)。4.如权利要求2所述的转向装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷强顺，刘海涛，张勇，刘富强，王成玲，李玉，王东亮，邱实，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11