一种电动循环球转向器及转向助力系统的制作方法

本申请涉及车辆转向助力系统领域，特别是涉及一种电动循环球转向器及转向助力系统。

背景技术：

1、在汽车电动化、智能化的发展趋势下，轻卡市场已逐渐应用电动循环球转向器，其主要是由电机驱动，通过蜗轮蜗杆机构使机械循环球转向器进行减速增扭，实现转向助力。

2、其中，机械循环球转向器部分是沿用手动式的结构，在使用与试验中会出现螺杆弹道点蚀的现象。在转向器工作中，由于其自身的结构特点，螺杆会受到螺母所传递的反作用力的径向分力，然而目前螺杆两端的轴承所能承担的径向支撑的作用有限，且杆身中部所承担的径向力极易超出其所能承受的范围，导致螺杆产生弯曲变形，从而降低转向螺杆的使用寿命。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型提供了一种电动循环球转向器及转向助力系统，以解决电动循环球转向器中的螺杆受到的径向力超出其承受能力，而产生弯曲变形，导致螺杆的使用寿命缩短的问题。

2、本实用新型第一方面提供了一种电动循环球转向器，所采用的技术方案是：

3、一种电动循环球转向器，包括转向器壳体和位于所述转向器壳体内的机械部分和电气部分，所述机械部分包括蜗轮蜗杆机构、滚珠丝杠机构和齿条齿扇机构，所述滚珠丝杠机构包括传动连接的螺杆和螺母；其中，

4、所述蜗轮蜗杆机构分别与所述电气部分和所述螺杆传动连接，以将所述电气部分输出的扭矩增大后传递到所述螺杆上，使所述螺杆带动所述螺母轴向往复运动；

5、所述齿条齿扇机构分别与所述螺母和摇臂轴传动连接，以当所述螺母运动时，促使所述齿条齿扇机构带动所述摇臂轴转动；

6、其中，所述螺母与所述转向器壳体接触，以减少所述螺杆所承受的径向力；以及，

7、所述螺杆的两端分别设置有角接触式球轴承，以径向支撑所述螺杆。

8、作为优选方案之一，所述电气部分包括传感器、磁环、电机和电机控制器，所述磁环用于安装在方向盘的转向轴上，所述传感器安装在所述螺杆上；其中，

9、所述传感器，与所述电机控制器电连，用于采集所述转向轴的转向信号，并将所述转向信号传输至所述电机控制器；

10、所述电机控制器，与所述电机电连，用于基于所述转向信号，控制所述电机以目标状态转动；

11、所述电机，与所述蜗轮蜗杆机构连接，以将所述电机转动所产生的扭矩输出到所述蜗轮蜗杆机构上。

12、作为优选方案之一，所述转向器壳体轴向从上往下依次包括上盖、减速器壳体、机转上盖和机转壳体，其中，所述上盖与所述减速器壳体围合形成第一空腔，用于容纳所述电气部分和所述蜗轮蜗杆机构；所述机转上盖与所述机转壳体围合形成第二空腔，用于容纳所述滚珠丝杠机构和所述齿条齿扇机构；

13、其中，所述第一空腔和所述第二空腔连通，以允许所述螺杆穿过。

14、作为优选方案之一，两个所述角接触式球轴承均位于所述第二空腔内，且分别位于所述螺母的轴向两侧。

15、作为优选方案之一，所述蜗轮蜗杆机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述电气部分的输出轴与所述蜗杆传动连接，所述蜗轮与所述螺杆传动连接；

16、当所述蜗杆接收所述电气部分输出的第一扭矩转动时，带动所述蜗轮以第二扭矩转动，从而使所述蜗轮带动所述螺杆转动；

17、其中，所述第二扭矩大于所述第一扭矩。

18、作为优选方案之一，所述滚珠丝杠机构包括若干个循环球，所述螺杆和所述螺母的螺旋槽共同形成球道，所述球道内填充有多个所述循环球。

19、作为优选方案之一，所述齿条齿扇机构包括相互啮合的齿条和齿扇，所述螺母的端面加工形成所述齿条，所述齿扇与所述摇臂轴传动连接；

20、当所述螺母运动时，经由所述齿条带动所述齿扇旋转，从而带动所述摇臂轴转动。

21、作为优选方案之一，所述齿扇远离所述齿条的部分外缘与所述转向器壳体的内缘活动接触。

22、作为优选方案之一，所述电气部分还包括扭杆，所述扭杆分别与所述转向轴和所述螺杆连接。

23、本实用新型第二方面还提供了一种转向助力系统，配置有本实用新型第一方面所提的电动循环球转向器。

24、与现有技术相比，本申请包括以下优点：

25、本实用新型提出一种电动循环球转向器，包括转向器壳体和位于转向器壳体内的机械部分和电气部分，机械部分包括蜗轮蜗杆机构、滚珠丝杠机构和齿条齿扇机构，滚珠丝杠机构包括传动连接的螺杆和螺母；其中，蜗轮蜗杆机构分别与电气部分和螺杆传动连接，以将电气部分输出的扭矩增大后传递到螺杆上，使螺杆带动螺母轴向往复运动；齿条齿扇机构分别与螺母和摇臂轴传动连接，以当螺母运动时，促使齿条齿扇机构带动摇臂轴转动；其中，螺母与转向器壳体接触，以减少螺杆所承受的径向力；以及，螺杆的两端分别设置有角接触式球轴承，以径向支撑螺杆。

26、通过采用本申请的技术方案，电动循环球转向器由电气部分和机械部分组成，在机械循环球转向器的基础上增加电气部分，当驾驶员转动方向盘时，电气部分可以根据转矩的大小和方向，给出相应的助力信号，通过蜗轮蜗杆机构的减速增扭驱动螺杆旋转，从而帮助驾驶员更轻松地实现转向；螺杆的扭矩通过滚珠丝杠机构转化为螺母上的推力，最后通过齿条齿扇机构将推力转化为摇臂轴上的输出扭矩，摇臂轴再驱动转向摇臂往复摇动从而实现转向助力。

27、由于螺母与所述转向器壳体接触，从而当螺母在螺杆上轴向往复运动时，螺杆受到螺母传递反作用力的径向分力时，径向分力会被分摊到螺母与转向器壳体之间，从而减小对螺杆所施加的径向力，减少了螺杆的弯曲变形可能性。同时，螺杆的两端分别设置有角接触式球轴承，利用角接触式球轴承能够承受径向载荷高的特性，将螺杆径向支撑在转向器壳体内，可以良好的承担连接在螺杆上的蜗轮蜗杆机构自身的径向力，保证蜗轮蜗杆机构的稳定运行。

28、其中，转向助力系统与上述电动循环球转向器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种电动循环球转向器，包括转向器壳体和位于所述转向器壳体内的机械部分和电气部分，其特征在于，所述机械部分包括蜗轮蜗杆机构、滚珠丝杠机构和齿条齿扇机构，所述滚珠丝杠机构包括传动连接的螺杆和螺母；其中，

2.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述电气部分包括传感器、磁环、电机和电机控制器，所述磁环用于安装在方向盘的转向轴上，所述传感器安装在所述螺杆上；其中，

3.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述转向器壳体轴向从上往下依次包括上盖、减速器壳体、机转上盖和机转壳体，其中，所述上盖与所述减速器壳体围合形成第一空腔，用于容纳所述电气部分和所述蜗轮蜗杆机构；所述机转上盖与所述机转壳体围合形成第二空腔，用于容纳所述滚珠丝杠机构和所述齿条齿扇机构；

4.根据权利要求3所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，两个所述角接触式球轴承均位于所述第二空腔内，且分别位于所述螺母的轴向两侧。

5.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述蜗轮蜗杆机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述电气部分的输出轴与所述蜗杆传动连接，所述蜗轮与所述螺杆传动连接；

6.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述滚珠丝杠机构包括若干个循环球，所述螺杆和所述螺母的螺旋槽共同形成球道，所述球道内填充有多个所述循环球。

7.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述齿条齿扇机构包括相互啮合的齿条和齿扇，所述螺母的端面加工形成所述齿条，所述齿扇与所述摇臂轴传动连接；

8.根据权利要求7所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述齿扇远离所述齿条的部分外缘与所述转向器壳体的内缘活动接触。

9.根据权利要求2所述的一种电动循环球转向器，其特征在于，所述电气部分还包括扭杆，所述扭杆分别与所述转向轴和所述螺杆连接。

10.一种转向助力系统，其特征在于，配置有如权利要求1-9任意一项所述的电动循环球转向器。

技术总结本申请提供了一种电动循环球转向器及转向助力系统，包括转向器壳体和位于转向器壳体内的机械部分和电气部分，机械部分包括蜗轮蜗杆机构、滚珠丝杠机构和齿条齿扇机构，滚珠丝杠机构包括传动连接的螺杆和螺母；蜗轮蜗杆机构分别与电气部分和螺杆传动连接；齿条齿扇机构分别与螺母和摇臂轴传动连接；其中，螺母与转向器壳体接触，以减少螺杆所承受的径向力；以及，螺杆的两端分别设置有角接触式球轴承，以径向支撑螺杆。通过本申请提供的转向器，解决了螺杆受到的径向力超出其承受能力，而产生弯曲变形，使用寿命缩短的问题。技术研发人员：江宇,王宁宁受保护的技术使用者：江苏智驭汽车科技有限公司技术研发日：20231130技术公布日：2024/6/30