一种端面内循环返向器的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种端面内循环返向器的制作方法，以解决现有设计方法的不足，即在钢球处于受力与非受力临界点时，钢球的中心是滚珠丝杠滚道螺旋线上的切点，未加其他限制，所以导致返向器的设计长度没有理论依据，返向器设计长度不准确，而通过本设计，使返向器上钢球在受力与非受力临界点与钢球中心及滚珠丝杠中心线位于同一平面上，并使钢球在过临界点时按照抛切线运行，确保了钢球在运行时不会产生跑偏现象，避免了钢球会在临界点卡滞，甚至卡死的情况，有效增加了滚珠丝杠副返向器的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种端面内循环返向器的制作方法


[0001]本专利技术涉及汽车转向系统
，特别是涉及一种端面内循环返向器的制作方法。

技术介绍

[0002]循环球式电动助力转向器中有一个非常重要的部件，即滚珠丝杠副。影响滚珠丝杠副使用寿命的主要因素，其一为滚珠丝杠副自身的强度是否满足工作中承受的载荷？其二为滚珠丝杠副的结构设计是否符合其运行原理？目前行业中选择的解决方案的设计原理为：钢球从滚珠丝杠与滚珠螺母联合组成的滚道中以受力状态进入返向器返向通道时变为非受力状态，以及从返向器返向通道中以非受力状态进入滚珠丝杠与滚珠螺母联合组成的滚道中变为受力状态时，钢球的运行轨迹线在受力与非受力临界点都应该与滚珠丝杠螺旋线相切。其原理是没有问题的，但普遍没有注意的一个问题是：钢球在受力与非受力临界点，钢球的中心与钢球的实际受力点并不重合。在设计返向器时，只注意返向器返向通道引导线与滚珠丝杠螺旋线相切，返向器长度尺寸没有设计依据，其随意性大，致钢球实际运行轨迹与理论运行轨迹不符。如果返向器设计时长度找点不准，则钢球在受力与非受力临界点就不会按切线方向运行，就会对返向器产生额外的冲击，产生噪音，也严重影响返向器使用寿命，且返向器长期在有冲击的工况下工作会产生变形、破裂而导致滚珠丝杠副卡死，产品失效等情况，达不到产品设计寿命，也有可能引起安全事故，为此我们提出一种端面内循环返向器的制作方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种端面内循环返向器的制作方法，以解决现有设计方法的不足，即在钢球处于受力与非受力临界点时，钢球的中心是滚珠丝杠滚道螺旋线上的切点，未加其他限制，所以导致返向器的设计长度没有理论依据，返向器设计长度不准确。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种端面内循环返向器的制作方法，包括如下步骤；
[0005]S1：根据负载及工作条件选择滚珠丝杠副的规格，包括滚珠丝杠螺旋线直径尺寸d0，受力钢球数量及钢球直径d1，钢球受力接触角α，根据经验公式计算出滚道通道半径RK及偏心距e1与偏心距e2，计算或测量出钢球受力点与钢球中心的距离ΔR；
[0006]S2：在3D软件上做滚珠丝杠滚道螺旋线设计，取滚珠丝杠螺旋线直径d0 与节距P，曲线只要半圈足够返向器的设计，则笛卡尔螺旋线方程为： x＝0.5*d0*cos(t*360*0.5),y＝
±
0.5*d0*sin(t*360*0.5),z＝0.5*P*t，其中 t为可变参数，根据实际使用的需求，此处应确定滚珠丝杠的旋转方向：左旋， y取负值，右旋，y取正值，得出滚道螺旋线；
[0007]S3：根据钢球直径d1选取返向器通道孔内径d3及返向器宽度d4，开始返向器外形设计：在3D软件中，取螺旋线投影成半圆的平面为设计基准平面，以滚珠丝杠螺旋线的螺旋线投影中心、参考平面一和参考平面二为设计基准，绘出一条中心线L1与螺旋线投影相切，
得到中心线L1与滚珠丝杠螺旋线之间的角度θ，通过螺旋线投影中心作中心线L1的垂线得中心线L2，得到中心线L2与螺旋线投影的交点P0，通过螺旋线投影中心作半径为R2(R2＝d0/2+
△
R)(
△ꢀ
R＝d1*cosα)的短弧，短弧与中心线交点为P1，至此，钢球的中心、钢球的实际受力临界点都在中心线L2上，与螺旋线中线可以形成一个平面。继续返向器外形设计，将切线平移(d4
‑
d3)/2的距离，得到中心线L5，通过受力临界点P1 为圆心作直径为d4的圆与中心线L5相交，得交点即为返向器外形长度方向的第二个圆心P2，将中心线L2平移通过交点P2得中心线L4，通过中心线L1与基准面的交点P3作与中心线的垂线得中心线L3，取中心线L3与中心线L5的交点P4为返向器外形长度方向的第一个圆心，以第一个圆心P4及交点P2为返向器外形的上下圆心，返向器宽度d4为直径作跑道形返向器外形线，完成返向器外形设计；
[0008]S4：在3D软件中，调整返向器厚度及安装凸台后，开始返向舌头的切制：以滚道形状为参照向内偏置缩小后作为截面，沿滚道螺旋线为参考扫掠出套装在滚珠丝杠滚道中的返向舌头；
[0009]S5：在3D软件中，选取S3中垂直绘图平面且包含中心线L1的平面作为返向器返向通道扫掠曲线的绘制平面，以滚道螺旋线、返向器通道孔内径d3的中心线、返向器侧外形线、返向器上外形线为参考基准，做滚道螺旋线的切线，限定此切线与返向器上外形线的角度为滚道螺旋线的螺旋升角β，取返向器侧外形线与切线的交点P5，再沿返向器通道孔的中心线作一条直线，上述两线相交处以圆弧连接，得到返向器返通道的引导曲线。沿此引导曲线，以返向器通道孔内径d3为底径的马蹄形面为截面，扫掠出返向器返向通道；
[0010]S6：依照3D软件设计完成的零件图纸对滚珠丝杠副各零件进行加工制作，当滚珠丝杠副所有零件检验合格后，通过测量与计算确定可以装入此滚珠丝杠副的钢球大小。将两个返向器套装于滚珠螺母中，装上两端压板，拧紧相应数量的螺钉锁紧压板，用工装将滚珠螺母中滚道装满钢球，再用工装将上述已装满钢球的滚珠螺母与滚珠丝杠装配到一起，完整的滚珠丝杠副装配完成。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，每套产品需要搭配两组返向器，且两组返向器相对设置。
[0012]与现有技术相比，本专利技术能达到的有益效果是：
[0013]通过本设计，使返向器上钢球在受力与非受力临界点与钢球中心及滚珠丝杠中心线位于同一平面上，并使钢球在过临界点时按照抛切线运行，确保了钢球在运行时不会产生跑偏现象，避免了钢球会在临界点卡滞，甚至卡死的情况，有效增加了滚珠丝杠副返向器的使用寿命。
附图说明
[0014]附图1是根据本专利技术的一般滚道截面设计示意图。
[0015]附图2是根据本专利技术的一种与返向器相关的滚道螺旋线设计示意图。
[0016]附图3是根据本专利技术的一种左旋滚珠丝杠的端面内循环返向器外形设计示意图。
[0017]附图4是根据本专利技术的一种右旋滚珠丝杠的端面内循环返向器外形设计示意图。
[0018]附图5是根据本专利技术的一种左旋滚珠丝杠的端面内循环返向器钢球返向通道设计示意图。
的垂线得中心线L2305，得到中心线L2305与螺旋线投影的交点P0306，通过螺旋线投影中心203作半径为R2(R2＝d0/2+
△
R)(
△
R＝d1*cosα)的短弧307，短弧307与中心线L2305的交点为钢球的实际受力临界点P1308，至此，交点P0306、钢球的实际受力临界点P1308都在中心线L2305上，与螺旋线投影中心203可以形成一个平面。继续返向器外形设计，将中心线L1303平移d4
‑
d3/2的距离，得到中心线L5309，通过受力临界点P1308为圆心作直径为返向器宽度d4302 的圆与中心线L5309相交，得交点P2310即为返向器外形长度方向的第二个圆心，将中心线L2305平移通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种端面内循环返向器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤；S1：根据负载及工作条件选择滚珠丝杠副的规格，包括滚珠丝杠螺旋线直径d0(108)尺寸，受力钢球(102)数量及钢球直径d1(109)，钢球受力接触角α(103)，根据经验公式计算出滚道通道半径RK(104)(RK＝(0.52～0.55)*d1)及偏心距e1(105)与偏心距e2(106)(e＝(RK
‑
0.5*d1)*sinα)，计算或测量出钢球受力点与钢球中心的距离
△
R(107)(
△
R＝d1*cosα)；S2：在3D软件上做滚珠丝杠滚道螺旋线(201)设计，取滚珠丝杠螺旋线直径d0(108)与节距P，曲线只要半圈足够返向器(1)的设计，则笛卡尔螺旋线方程为：x＝0.5*d0*cos(t*360*0.5),y＝
±
0.5*d0*sin(t*360*0.5),z＝0.5*P*t，其中t为可变参数，根据实际使用的需求，此处应确定滚珠丝杠的旋转方向：左旋，y取负值，右旋，y取正值，得出滚道螺旋线(201)；S3：根据钢球直径d1(109)选取返向器通道孔内径d3(301)及返向器宽度d4(302)，开始返向器(1)外形设计：在3D软件中，取螺旋线投影成半圆的平面为设计基准平面(202)，以滚珠丝杠螺旋线(101)的螺旋线投影中心(203)、参考平面一(204)和参考平面二(205)为设计基准，绘出一条中心线L1(303)与滚珠丝杠螺旋线(101)投影相切，得到中心线L1(303)与滚珠丝杠螺旋线(101)之间的角度θ(304)，通过螺旋线投影中心(203)作中心线L1(303)的垂线得中心线L2(305)，得到中心线L2(305)与螺旋线投影的交点P0(306)，通过螺旋线投影中心(203)作半径为R2(R2＝d0/2+
△
R)(
△
R＝d1*cosα)的短弧(307)，短弧(307)与中心线L2(305)交点为受力临界点P1(308)，至此，交点P0(306)、钢球的实际受力临界点P1(308)都在中心线L2(305)上，与螺旋线投影中心(203)可以形成一个平面。继续返向器(1)外形设计，将中心线L1(303)平移(d4
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d3)/2的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晗，王伟强，郭蕾，黄钱，林晨，
申请(专利权)人：天津德科智控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：