[发明专利]一种电动动力转向装置的齿扇轴总成及其装置

摘要

本发明提供一种电动动力转向装置的齿扇轴总成(3)，包括：齿扇轴(31)、齿扇轴侧盖板(32)、齿扇轴调整销(33)、齿扇轴调整螺母(34)、齿扇轴螺塞(35)及滚针轴承(36)。本发明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％。与现有技术相比，本发明的齿扇轴优异效果在于：整体强度高，承受冲击震动的能力强，使用可靠；间隙调整方便，提高了车辆直线行驶的稳定性，保证了良好的驾驶手感；齿扇轴侧盖板(7)的设计与电动循环球转向机总壳体联接方便，易于加工，成本低，适合批量生产。

主权项

1.一种电动动力转向装置，所述转向装置包括：壳体总成(1)、输入轴与螺杆总成(2)、支撑座总成(4)、蜗轮(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)、齿扇轴总成，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(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)；所述蜗轮(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)上并且安装在蜗轮(5)的外部，转角转矩传感器(8)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；所述齿扇轴总成(3)包括：齿扇轴(31)、齿扇轴侧盖板(32)、齿扇轴调整销(33)、齿扇轴调整螺母(34)、齿扇轴螺塞(35)及滚针轴承(36)；其中，所述齿扇轴(31)包括齿扇和轴，所述齿扇加工有扇形齿轮结构，所述轴的一端设置有环形凹槽，齿扇轴调整销插入齿扇轴环形凹槽，所述齿扇轴螺塞套设在齿扇轴调整销外部并且与齿扇轴调整销具有一定的间隔，所述轴的一端设置齿扇轴侧盖板，所述齿扇轴侧盖板与轴之间设置滚针轴承(36)；沿着轴的轴向方向上，所述侧盖板与轴的一端具有一定的间隔，所述侧盖板上设置贯穿的孔，所述的齿扇轴调整销(33)从环形凹槽延伸穿过侧盖板上的孔，所述调整螺母(34)套在齿扇轴调整销(33)上并设置并抵靠在齿扇轴侧盖板(32)的外部；所述齿扇加工有渐开线锥齿的扇形齿轮结构；所述齿扇轴还包括橡胶垫，所述橡胶垫设置在凹槽内的端面与齿扇轴调整销的端面之间，并且所述的调整销压紧橡胶垫；所述的调整销设置在凹槽内的第一端部的直径要大于调整销其它位置的直径；第一端部的直径是其它位置直径的1.6‑2.2倍；所述电动动力转向装置通过方向盘正向或反向转动输入轴时，由于输入轴与螺杆轴之间通过弹性扭杆连接且存在一定角度，所以，螺杆轴与输入轴在达到角位移空行程极限时，才能够与输入轴同轴转动，转角转矩传感器轴向与输入轴、螺杆轴连接，控制系统通过采集转角转矩传感器的输出转矩值，计算出电机总成的目标转矩，以转矩控制模式驱动电机总成输出助力转矩；电机总成的目标转矩计算公式如下：其中，电机总成的目标转矩T_m(t)(N·M)为系统计算输出值；电动转向器一级传动比i_m(常数)为系统设定值，即蜗轮与蜗杆的传动比；电动转向器二级传动比i_n(常数)为系统设定值；转向器正效率η_m(0～1)为系统设定值；方向盘转角θ_sw(t)(rad)为传感器采集值，单位时间内方向盘转动角度；原地转向阻力矩T_w(N·M)为系统设定值；车速v_(t)(km/h)为传感器采集值；前桥外轮转角i_s是转向杆系角传动比，常数，为系统设定值；车轮最大转向角θ₀(rad)为设计输入值；方向盘半径R₀(m)为系统设定值。