[發(fā)明專利]用于轉向機構的軸承浮動組件和轉向機構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010626932.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113883177A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 吉彥棟;嚴柳青
• 申請（專利權）人: 舍弗勒技術股份兩合公司
• 主分類號: F16C35/077
• 分類號: F16C35/077;B62D3/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發(fā)明提供一種用于轉向機構的軸承浮動組件和轉向機構。軸承浮動組件包括襯套(30)、彈性件(40)和杯殼組件，襯套(30)的球凸端(32)的遠離周壁(31)的開口的面為第一虛擬球面的一部分，杯殼組件包括襯片(50)，襯片(50)的中部區(qū)域形成為球凹部(51)，球凹部(51)的朝向襯套(30)的面為第二虛擬球面的一部分，球凹部(51)用于抵靠住球凸端(32)，彈性件(40)安裝于襯套(30)、且用于抵靠到殼體(10)的內(nèi)腔的壁，當彈性件(40)的變形量大于某一值后，單位變形量所對應的彈性件(40)上加載的載荷的增量隨變形量的增加而增加。根據(jù)本發(fā)明的軸承浮動組件能為設置于蝸桿的軸承提供多方向的調(diào)心，且能在高載荷下為蝸桿提供減振。

技術領域

本發(fā)明涉及車輛轉向機構領域，尤其涉及用于轉向機構的軸承浮動組件和包括該軸承浮動組件的轉向機構。

背景技術

對于車輛轉向機構，尤其是電動助力轉向機構，其通常使用蝸輪蝸桿的傳動來放大電機的扭矩并驅動齒條完成轉向，此類轉向機構例如包括管柱式和雙小齒輪式的轉向機構。

上述轉向機構中的蝸桿端部通常需要有可浮動的活動狀態(tài)，一種可能的蝸桿浮動端結構為：

使用深溝球軸承，將軸承設置在塑料彈性襯圈中；彈性襯圈包括內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈與軸承過盈配合、外圈與轉向機構的殼體過盈配合，內(nèi)圈與外圈之間通過例如同步注塑的方式嵌入彈性橡膠，且在蝸輪蝸桿嚙合區(qū)域的徑向對側設有螺旋彈簧銷，螺旋彈簧銷穿過彈性襯圈的外圈而抵靠到彈性襯圈的內(nèi)圈。

上述浮動結構中的螺旋彈簧銷為蝸桿提供連續(xù)的壓緊力以保證蝸輪蝸桿的穩(wěn)定嚙合。然而，上述浮動結構存在如下不足：

(1)隨著蝸輪齒部的磨損，蝸桿需要更大的調(diào)心角度，此時彈性襯圈不能滿足變化的浮動需求。

(2)隨著蝸輪齒部的逐漸磨損，在蝸輪蝸桿的傳動方向切換時需要更長的行程來使蝸輪蝸桿進行齒形跑和，這對于沒有整合減振功能的蝸輪蝸桿系統(tǒng)，極易形成齒面的嚙合沖擊，這種沖擊還會隨著載荷的增加而惡化。雖然可以嘗試通過縮小蝸桿大端的調(diào)心軸承的軸向間隙來應對這一缺陷，然而，過小的軸向間隙又會導致蝸輪蝸桿在啟動瞬間的摩擦力矩突變、尤其在轉向來回切換時更為明顯，因此在工程上很難解決這一問題。

(3)蝸桿大端的調(diào)心軸承在蝸輪蝸桿嚙合附生力的影響下會不間斷的動態(tài)調(diào)整蝸桿軸線，以此來保證蝸輪蝸桿的穩(wěn)定配合，但浮動端的螺旋彈簧只有單一剛度、并且在單一方向上施加壓緊力。當螺旋彈簧的壓緊力與附生徑向力同向時，在每個蝸輪蝸桿嚙合傳動的瞬間，調(diào)心軸承的調(diào)心阻力矩和蝸輪蝸桿嚙合傳動摩擦力矩會相互抵消；但在高載荷的工況下(例如電機輸出力矩5Nm)下，或者說是對于蝸輪蝸桿高助力輸出的需求，調(diào)心阻力矩將不足以抵消蝸輪蝸桿嚙合傳動摩擦力矩。過高的齒面動態(tài)嚙合力除了引起過量磨損外，還容易促使相關的配合零件產(chǎn)生激勵振動、并通過殼體的振動對外傳播噪聲。

因此，如何使轉向機構能具有更高的可靠性、更長的壽命且能適應高載荷的工況是本領域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服或至少減輕上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種用于轉向機構的軸承浮動組件和轉向機構。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于轉向機構的軸承浮動組件，所述轉向機構包括殼體和設置于所述殼體的內(nèi)腔的互相嚙合的蝸輪和蝸桿，所述蝸桿的第一端用于安裝軸承，所述軸承浮動組件用于設置在所述軸承和所述殼體之間，其中，所述軸承浮動組件包括襯套、彈性件和杯殼組件，

所述襯套包括周壁和球凸端，所述周壁用于套設于所述軸承的外周，所述球凸端向遠離所述周壁的開口的方向凸出，所述球凸端的遠離所述周壁的開口的面為第一虛擬球面的一部分，

所述杯殼組件包括襯片，所述杯殼組件用于安裝于所述殼體的內(nèi)腔并接觸所述球凸端，所述襯片的至少中部區(qū)域形成為球凹部，所述球凹部的朝向所述襯套的面為第二虛擬球面的一部分，所述球凹部用于抵靠住所述球凸端，