專利名稱：齒輪組件的改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及齒輪組件的改進，尤其是包括用于將轉矩從電動馬達 傳遞到轉向軸或者可操作地連接到轉向軸的輸出軸的蝸桿蝸輪齒輪組 件類型的電動助力轉向系統中使用的齒輪組件的改進。
背景技術：
已知為車輛提供一種動力轉向系統，該動力轉向系統包括具有
定子和轉子的電動馬達；可操作地連接到轉子并適于與轉子一起轉動
的輸入軸；與轉向軸相連的輸出軸；和適于響應通過轉矩傳感器進行 的輸出軸上的轉矩測量將轉矩從輸入軸傳遞到輸出軸的齒輪箱。馬達 典型地用于當測量的轉矩增加時向輸出軸施加增大的轉矩，從而施加 有助于減小使車輛轉向所需要努力的助力。
在簡單的布置中，輸入軸攜帶有蝸桿(worm gear),輸出軸安裝 有蝸輪(wheel gear )。蝸桿和蝸輪的齒相互嚙合以傳遞轉矩。這個系 統比較簡單且穩固，同時以較少的部件數量提供相對較高的傳動性。 但是，這種齒輪箱存在的問題是由于蝸桿和蝸輪之間的不正確嚙合引 起的噪音和振動。這可能會由于制造公差、在使用期間齒輪的熱變化 或者由于扭轉載荷和磨損引起的變形而出現。

發明內容
根據第一方面，本發明提供一種電動助力轉向系統中使用的齒輪 箱，包括 殼體；
輸入軸，所述輸入軸至少部分地位于所述殼體內，該輸入軸攜帶
有蝸桿并包括在一個端部處連接到馬達轉子的裝置；輸出軸，所述輸出軸部分地位于所述殼體內，并攜帶有蝸輪；
第一軸承裝置，所述第一軸承裝置在蝸桿的遠離所述輸入軸的連 接到馬達轉子的端部的一側處支撐所述輸入軸；和第二軸承裝置，所 述第二軸承裝置在蝸桿的另一側處支撐所述輸入軸；
(第一)偏壓裝置，所述偏壓裝置用于向所述輸入軸施加軸向載荷， 所述偏壓裝置作用在所述第一軸承裝置的一部分上。
軸向載荷的施加偏壓第二軸承裝置中的軸向間隙，由此我們指軸 向預載荷施加到第二軸承，該第二軸承將軸承座圈在軸向上保持在適 當的位置上并抵抗由于蝸桿和蝸輪的接合引起的輸入軸上的任何載荷 (否則它會使第二軸承座圏相對于彼此軸向運動)。第二軸承中的軸向 間隙是有害的咔嗒咔嗒的噪音的來源。蝸桿的齒上的接觸力向輸入軸 施加軸向載荷，它的方向與蝸輪的旋轉方向相反。第一偏壓裝置施加 的軸向預載荷抑制第二軸承內座圈相對于外座圏的運動，從而減輕第 二軸承產生的"t嗒啼嗒聲。
第一偏壓裝置可以施加大于作用在蝸輪上的蝸桿的齒側面產生的 最大期望軸向反作用力的軸向載荷。
還可以設置有適于向輸入軸施加徑向載荷的另外的(第二)偏壓 裝置，其也可以作用在第一軸承裝置上。另外的偏壓裝置可以作用在 殼體和第一軸承裝置之間。它可以包括板簧，板簧在一個端部處連接
到殼體，并在它的另一個端部處作用在第一軸承裝置上，可能作用在 外座圏上。
因此，第二偏壓裝置可以以傾斜運動(即相對于軸的軸線大體徑 向地)偏壓輸入軸，該傾斜運動以第二軸承裝置為中心。
為了在受到這種傾斜載荷時允許第一軸承裝置相對于殼體運動， 第二軸承裝置可以適于允許輸入軸在軸承內相對于殼體的一定程度的 傾斜。這個傾斜軸承優選為最靠近馬達的軸承，以對于給定量的傾斜 最小化馬達轉子和輸入軸之間的未對準。軸承可以允許高達+/-0.1度
或者更高(高達+/-0.2度或者+/-0.2度附近)的傾斜角度。
第一軸承可以構造并布置成通過僅抵抗徑向載荷而不抵抗軸向載荷(當然是在中心點周圍的有限范圍內)來支撐蝸桿，同時，第二軸 承可以構造并布置成抵抗軸向和徑向載荷兩者。在每種情況下，負載 通過輸入軸的運動施力口。
更優選地，軸承可以布置成使輸入軸能夠自由地在一個平面中繞 第二軸承樞轉鉸接。這個平面的朝向使得輸入軸能夠自由地運動到與 蝸輪嚙合和脫離。
輸入軸可以在另外的偏壓裝置的載荷的作用下被偏壓成與蝸輪嚙 合，該另外的偏壓裝置是諸如板簧之類的彈性彈簧的形式，其作用在 殼體和最優選的第一軸承之間。
在設置板簧的情況下，板簧施加的力迫使蝸桿與蝸輪嚙合，從而 去除沖擊，并由此去除兩組齒輪齒的齒側面之間的呻嗒呻嗒聲。
為了實現所需的樞轉運動，第一軸承可以自由地相對于齒輪箱殼 體在所述平面中平移。而且，第二軸承可以具有充分大的間隙，以允 許該樞轉運動。
第一彈性偏壓裝置可以與第一軸一起旋轉，在這種情況下，它作 用在馬達轉子和第 一軸之間。
可選地，它可以在齒輪箱殼體中在旋轉上靜止，在這種情況下， 它作用在齒輪箱殼體和第一或第二軸承的外座圏之間。
第一彈性偏壓裝置可以向輸入軸在遠離馬達的方向上施加軸向載 荷，它也可以通過張力或者壓縮力在遠離馬達的方向上施加軸向載荷， 例如，它可以拉動或者推動輸入軸。在每種情況下，它可以作用在第 一軸承裝置上。它可以位于輸入軸的離馬達最遠的端部處。
彈性偏壓裝置可以包括第一軸承裝置的作用在設置在輸入軸或者 以其他方式固定到輸入軸上的反作用面的一部分。它可以布置成朝向 殼體拉動輸入軸或者朝向殼體推動輸入軸。這是方便的，因為它允許 容易的裝配，并且在一些情況下可以通過更換第一軸承裝置而改型。
可選地，它可以作用在第一軸承裝置的分別相對于輸入軸和殼體 固定的任何兩個部分之間。在又一個可選例中，它可以作用在殼體和 笫一軸承裝置的一部分之間。彈性偏壓裝置可以包括張緊元件，例如諸如巻簧或者板簧之類的 張緊彈簧。彈簧在一個端部處可以通過第一軸承或者一些相對于輸入
軸軸向固定的其他元件附接到輸入軸。它在另一個端部處可以固定到 殼體或者相對于殼體軸向固定的某個部分。例如，它可以在每一個端
部處附接到第一軸承組件的不同部分。
彈性偏壓裝置可選地可以是諸如彈性體元件或者其他的可壓縮材 料之類的壓縮元件。這可以包括作用在相對于輸入軸固定的第一反作 用面和相對于殼體固定的第二反作用面之間的由可壓縮材料形成的軸 襯。第一反作用面可以包括第一軸承裝置的軸向固定到輸入軸的一部 分，例如外軸承座圏。第二反作用面包括第一軸承裝置的相對于殼體 固定的不同部分或者殼體自身的一部分。
在優選結構中，第二反作用面可以包括插入到殼體中的筒套。筒 套可以容納第 一軸承裝置。
另外的線性推力軸承可以設置在彈性偏壓裝置和第一反作用面和 /或第二反作用面，該推力軸承能夠使第 一軸承裝置相對于殼體滑動， 盡管存在通過彈性偏壓裝置施加的力。反作用面、推力軸承和第一軸 承裝置可以全部設置在可以固定到齒輪箱殼體的筒中。
第一軸承裝置可以包括主軸承組件，該主軸承組件通過擰到輸入 軸上的端螺母相對于輸入軸軸向固定，或者可以壓配。它可以位于通 過檸到輸入軸的端部上的端螺母限定的第一反作用面之間。當然，它 也可以以其他的方式固定在適當的位置處。軸承裝置還包括為主軸承 組件提供第二反作用面并定位軸承座圈的軸承蓋。這個第二反作用面 設置在主軸承組件的最靠近蝸桿的一側上。
可以設置至少部分地包圍主軸承座圏并在一個端部處支撐軸承蓋 的張緊管。張緊管遠離蝸桿朝向輸入軸的端部延伸，并在它的另一個 端部處限定第三反作用面，彈性偏壓裝置作用在所述第三反作用面上。
在這個布置中，彈性偏壓裝置包括諸如彈性體彈簧或者橡膠塊之 類的壓縮彈簧。它被壓縮而遠離蝸桿推動張緊管，這又拉動軸承蓋以 抵靠第一反作用面按壓主軸承，從而在遠離連接到馬達的端部的方向上拉動輸入軸，從而偏壓第二軸承并提供軸向預載荷。
軸承裝置可以額外地包括另 一軸承組件，該另 一軸承組件包括固 定座圏和活動座圏，該固定座圏固定到齒輪箱殼體，該活動座圏可以 通過設置在固定座圈和活動座圏之間的滾動元件(例如球)相對于固 定殼體運動，從而限定推力軸承。活動座圏為偏壓裝置提供反作用面， 其中活動座圏可以在相對于輸入軸的軸線的徑向上運動，同時防止運 動軌道垂直于樞轉運動的平面而平移。
組件可以構造并布置成使得擰緊輸入軸上的端螺母或者將第一軸 承夾緊到輸入軸的動作通過壓縮彈性體彈簧而向偏壓裝置施加預載 荷。
在可選例中，代替張緊管的端部和固定到殼體的第三反作用面之 間設置在壓縮狀態工作的偏壓裝置，而可以將張緊彈簧在一個端部處 固定到張緊管。它可以在它的另 一端部處可操作地固定到齒輪箱殼體 的一部分或者固定到固定于殼體的支撐支架上。可以在彈簧的每個端 部處設置鉤。 一個鉤可以接合到張緊管中的孔中，另一個鉤可以圍繞 固定到殼體的支撐支架的一部分鉤住。
支撐支架可以包括框架，該框架在支撐軸襯中滑動配合，該支撐 軸襯布置成安裝在殼體的容納輸入軸的攜帶第一軸承裝置的端部的一 部分中的凹部內。可以設置用于調整框架在軸襯中的位置并有效地將 框架推入主殼體中的軸襯或者從中拉出的裝置。
框架可以包括垂直于輸入軸的軸線延伸的棒。彈簧的鉤可以固定 到這個棒上。
用于彈簧的定位棒可以在它的端部處支撐在設置在支撐框架中的 半圓形定位凹槽內。可以設置在裝配后將支撐框架密封到支撐軸襯同 時允許接觸可調緊固件的蓋。蓋的內部可以設置有另一個半圓形凹槽， 該另一個半圓形凹槽包圍定位棒，以防止它從適當的位置滑出。蓋可 以搭扣配合到框架上。
如上所述，框架和它的蓋至少部分地位于軸襯內。可調緊固件可 以包括螺栓，該螺栓與位于軸襯中的細長凹槽內的可變形塊內的捕獲螺母接合，使得螺栓的旋轉朝向軸襯并遠離殼體拉動螺母和塊。這使 塊變形，以將軸襯夾緊在殼體中的適當位置處。
應當理解，可以想到偏壓裝置可以作為第一軸承組件的整體部分 設置。這樣的優點是它可以在一次處理中作為第一軸承組件的安裝的 一部分被安裝或者移除。位于輸入軸的自由端部處在維護時也易于接
可以調整偏壓裝置以允許對提供的載荷大小進行一定程度的控 制。在可用的情況下，這可以通過調整在輸入軸的端部上位置來實現。
重要的是保證施加在蝸桿和蝸輪之間的嚙合力不太大，這是因為 嚙合力會在齒輪箱中產生摩擦。這可以通過設置具有相對低的載荷(例 如彈簧等級)的偏壓裝置實現。如果需要，本領域技術人員可以通過
反復試驗或者提供可調的偏壓裝置為任何給定的系統提供適合的載
荷。例如，對絕大多數電動助力應用，在蝸輪處測量到的高達0.5N的 嚙合力或許是可以接受的。
輸入軸可以設置有用于連接到馬達的轉子的裝置，可以在殼體中 設置開口，以允許實現馬達和輸入軸之間的連接。輸入軸優選地伸出 該開口，該開口也用于定位第二軸承裝置。因此，在優選布置中，第 一軸承裝置設置在蝸桿的離馬達最遠的側上。
可以在輸入軸和附接到輸入軸的任何馬達轉子之間設置柔性聯軸節。
第一軸承裝置和第二軸承裝置中的每一個均可以包括通過一個或 者多個軸承(例如滾針軸承或者球軸承)可旋轉地聯接的兩個軸承元 件。這些元件可以限定軸承座圏，該軸承座圈限定軸承的路徑。
根據第二方面，本發明提供一種電動助力轉向系統，包括根據
本發明的第一方面的齒輪箱組件；固定到所述殼體和所述齒輪箱組件
的輸入軸的電動馬達；可操作地連接到所述齒輪箱的輸出軸的轉向軸； 用于測量所述輸出軸中的轉矩的轉矩傳感器；用于至少根據所測量到 的轉矩產生馬達控制信號的控制器；以及用于響應所述控制信號向所 述馬達施加驅動信號的馬達驅動電路。


下面僅通過例示的方式參考附圖描述附圖中所示的本發明的兩個
實施方式，其中
圖1是根據本發明的齒輪箱組件的第一實施方式的簡化的剖視
圖2是圖1的組件的一部分的詳細視圖3是圖1和圖2中所示的組件的第一軸承裝置的組成部件的分 解立體圖4是本發明的齒輪箱組件的第二實施方式的一部分的剖視圖； 圖5是圖4的笫二實施方式中使用的第一軸承裝置的幾個內部零 件的分解立體圖6是圖5的零件裝配后的立體圖7是包括軸承裝置和彈性偏壓裝置的齒輪箱組件的第三實施方 式的分解立體圖；以及
圖8 (a)是第三實施方式的盒的放大分解圖，圖8(b)示出了裝 配后并且在插入到齒輪箱殼體之前的盒。
具體實施例方式
圖1示出了齒輪箱組件的第一實施方式。它包括鑄造的金屬殼體 100。殼體為連接到設置在殼體內的輸入軸120上的蝸桿110的馬達提 供了配合面。馬達的轉子130可以從圖的左側看到。馬達和殼體通過 螺栓或者其他的緊固件(未示出)相互固定到一起。輸入軸120通過 位于齒輪箱殼體100中的凹部內的兩個軸承組件140、 150支撐， 一個 軸承組件朝向一端。
蝸輪160也設置在輸出軸170上，該輸出軸170也通過輪的每一 側上的軸承(未示出)支撐。這些軸承也支撐在殼體中的凹部(未示 出)中。這個輸出軸是通常轉向軸的一部分，該轉向軸將轉向輪可操 作地連接到車輛的一個或者多個負重輪。圖中的軸朝向讀者延伸到紙
ii的外部。
蝸輪160和蝸桿120的齒是互補的且相互嚙合，使得蝸桿120借 助于馬達產生的旋轉使蝸輪160低速旋轉。這樣，通過馬達產生的旋 轉傳遞到轉向軸。通過適當地控制馬達，這樣可以為轉向提供助力轉 矩，以幫助車輛的駕駛員。
支撐輸出軸的軸承(未示出)相對于殼體基本上固定，以防止攜 帶蝸輪的輸出軸相對于殼體軸向或者徑向運動。支撐具有蝸桿的輸入 軸的軸承140、 150布置成為輸入軸提供一定程度的運動，尤其是偏壓 蝸桿從而使蝸桿與蝸輪接觸。這是通過向輸入軸120施加朝向蝸輪160 的徑向載荷實現的。
在使用板簧180形式的偏壓裝置的實施例中，該板簧180的一端 185固定到殼體100的外側，并凸出通過殼體100中的開口 186到達 軸承組件中的一個上，所述一個軸承組件在下文中稱作第 一軸承裝置。 最靠近馬達的軸承150下文中稱作第二軸承裝置。
除了向輸入軸120施加徑向載荷之外，該組件也被i殳計成向輸入 軸施加軸向載荷，以偏壓第二軸承150的間隙。在這個實施方式中， 通過遠離馬達推壓第一軸承裝置140的固定到輸入軸120的一部分實 現該軸向載荷。
附圖中的圖2的放大圖和圖3的分解圖更詳細地示出了第一軸承 裝置。它包括位于反作用面142和鎖緊端螺母143之間的空間中主軸 承組件141,該反作用面142通過輸入軸的直徑的階梯變化限定，該 鎖緊端螺母143擰到輸入軸120的一端上，以將主軸承組件的一個座 圏夾緊在輸入軸上固定的軸向位置中。
主軸承的另一座圏與在主軸承最靠近蝸桿110的一側上環繞輸入 軸120的環形形式的軸承蓋144接觸。設置張緊管145，并且軸承蓋 144可以與管的最靠近蝸桿的一端整體形成。如圖所示，蓋和管是分 離的、可以相互連接的元件。蓋具有從管向內伸出的環形脊。張緊管 145的內徑大于它所包圍的輸入軸的那部分以及鎖緊螺母的那部分。 管145遠離蝸桿朝向輸入軸的端部延伸，并在它的另一端部處限定向
12外伸出的環形脊146，該環形脊146限定面向蝸桿的第三反作用面。 該第三反作用面提供一個表面，彈性反作用裝置作用在該表面上。
彈性偏壓裝置包括靠近伸出脊146緊貼地包圍張緊管145的外部 安裝以在一個端部處接合第三反作用面的橡膠襯套或者彈性體彈簧 147。彈性體彈簧147的厚度基本上與軸村(collar)相同。彈簧遠離 脊的端部與包圍張緊管的一部分的活動軸承座圏148a接觸。值得注意 的是，這個活動座圏自由地在張緊管上滑動。與這個活動座圏相連的 是固定到殼體的固定座圈148c。固定座圈可以壓配合到殼體100中的 凹部中。球軸承隔離圏148b包括四個位于固定座圏和活動座圏之間并 位于兩個座圏中的細長線性凹槽149內的鋼球。這些可以從圖3中最 佳地看到，在圖3中可以清晰地看到凹槽149。
張緊管145的伸出脊146和活動座圏148a之間的間隔以及彈性體 彈簧147的自由長度一起選擇成使得襯套在使用時被壓縮。從而，通 過鋼球作用在固定座圏上的活動座圏反作用彈性體彈簧中的壓縮載 荷。當彈簧試圖解壓到它的自由長度時，它推動張緊管遠離蝸桿，從 而拉動軸承蓋以將主軸承按壓到第一反作用面上，從而在遠離連接到 馬達的端部的方向上拉動輸入軸，使輸入軸與蝸輪接合。
固定座圏148c和活動座圏148a之間的鋼球148b抑制活動座圏 (從而約束主軸承)相對于殼體在平行于凹槽(軸承位于其中)的方 向上運動。這些凹槽的方向選擇為平行于通過板簧180施加載荷的方 向。這允許板簧180裝載第一軸承裝置。
雖然附圖中沒有示出，但是第二軸承組件150必須能夠通過允許 它在通過板簧180施加的力的作用下繞第二軸承關節樞轉鉸接而適應 輸入軸的這個運動。
在可選方案中，代替張緊管的端部和固定到殼體的第三反作用面 之間設置受壓縮而工作的偏壓裝置，而是將張緊彈簧在一個端部處固 定到張緊管。在它的另一個端部處可以可操作地固定到齒輪箱殼體的 一部分。可以在彈簧的每一個端部處設置鉤， 一個鉤可以接合張緊管 中的孔，另一個鉤可以圍繞固定到殼體的支撐構件的一部分鉤住。附圖的圖4至圖6示出了這種類型的第一軸承裝置的實施方式。 與第一實施方式相同的零件盡可能地用相同的標號標注。
如同笫一實施方式的情況一樣，主軸承座圏142在由輸入軸限定 的反作用面和鎖緊端螺母143之間固定到輸入軸120。在一個端部處 限定軸承蓋的張緊管145延伸超過該軸的自由端部。張緊管145設置 有開口 145a，設置在張緊彈簧202的一個端部處的鉤201鉤住該開口 145a。彈簧202的另一個端部也設置有鉤203，鉤203與通過支撐構 件的框架205支撐的棒204接合。這個支撐構件可操作地連接到主殼 體IOO，以反作用于彈簧中的張力。
支撐支架包括框架205,框架205具有環形基部和兩個間隔開的 從基部延伸的支撐臂206和207，這兩個支撐臂206和207安裝有棒 204。棒位于臂的頂部中的半圓形凹槽內。
框架的環形基部滑動配合在支撐軸襯208中，該支撐軸襯208壓 配在主殼體100中的凹部內。穿過框架中的開口的螺栓209與螺母210 接合，該螺母210被約束在具有平行側邊的漸縮塑料塊211中，而該 塑料塊211又位于框架或者支撐軸襯中的具有平行側邊的細長狹槽 內。擰緊螺栓能夠在框架和殼體之間拉動塑料塊，從而將框架固定到 殼體。
為了控制張緊，螺栓鎖定到安裝在端螺母上的墊圏。這確定了軸 襯可以推入到殼體中多遠，這可以設定彈簧中的張力。
在裝配的時候，蓋212位于支撐框架上，以密封組件并防止有害 的污垢進入彈簧或者主軸承。
應當理解，可以想到偏壓裝置可以作為第一軸承組件的整體部分 設置。這樣的優點是它可以在一次處理中作為第一軸承組件的安裝的 一部分被安裝或者移除，并為提供軸向栽荷的問題提供了緊湊的整體 式解決方案。
當然，在本發明的教導的范圍內，可以作出很多種修改。應當理 解使用板簧為輸入軸提供斜置力不是本發明的關鍵部分。也可以設置 用于移動輸入軸的其它類型的彈簧或者裝置。附圖的圖7示出了又一個可選實施方式。用于圖l的相同的標號 盡可能地表示相同的零件。在這個布置中，第一軸承裝置300相對于 殼體支撐在盒體310中。盒體310相對于殼體100固定，并允許輸入 軸120繞第二軸承150鉸接，以去除蝸桿到蝸輪的間隙并提供減小由 于第二軸承軸向間隙而發出寸嘹聲所需的彈性偏壓。盒體310的結構 可以從附圖中的圖8 (a)和圖8 (b)中清楚地看到。
如圖7所示，盒體310位于殼體中，盒體上的凸起315與殼體中 的狹槽313接合以確保正確的定向。盒體310的基部處的向內指向的 環形凸起318限定反作用面，并且它具有環形側壁，該環形側壁與基 部一起限定空間(void)。凸起內、基部中的孔允許輸入軸120順暢地 通過。位于前述空間內的是蓋320，蓋320限定凹槽，環形彈簧330 位于該凹槽中。該彈簧包括彈性體元件。在彈簧330的頂部上設置有 限定線性推力軸承345的笫一環形座圏340，它面對相似的座圏360， 并與座圏360通過位于隔離圏350中的四個鋼球間隔開。球在每個座 圏340、 360中的兩個平行凹槽341、 342中運轉。凹槽位于與筒的中 心軸線垂直的平面中，允許活動座圏360相對于筒體310的一定的徑 向運動。筒體壁上的對準突出部317與軸承座圏中的開口配合，以保 證凹槽正確地對準。第一軸承140位于活動座圏的頂部上，該第一軸 承140的外徑與活動座圏的內徑為輕微的過盈配合。第一軸承的外徑 上的肩部與活動座圈的端面配合。盒體中的三個卡齒在軸向上保持活
動座圏和第一軸承子組件。這樣封閉筒的端部。裝配后的筒可以在附 圖中的圖8 (b)看到。
在裝配之前，所有零件均松散地堆放在筒體310中。然后輸入軸 120穿過筒以被第一軸承裝置140支撐。這個軸承140壓配到輸入軸 上，并且當它繼續被按壓時，由于部件被朝向反作用面318擠壓，因 此它壓縮彈簧330。最后，軸承140接觸輸入軸120上的肩部110,所 以不能在進一步被推壓。這限定了彈簧330上的載荷。
在使用時，筒330允許第一軸承裝置140在筒中移動，所以軸120 可以在一個平面中與蝸輪160樞轉成嚙合和脫離，以吸收磨損、制造公差和與溫度和濕度相關的尺寸變化。筒殼體不相對于殼體運動，從 而提供固定定位，并保證彈簧載荷保持相對恒定。
運動的量由軸承的活動零件和筒體壁之間的游隙確定。
彈性體的彈簧中的壓縮載荷起到拉動蝸桿120的作用，該蝸桿120 預加載第二軸承150，以防止它產生啼嗒^嗒的噪音。壓縮載荷還起 到將盒抵靠殼體100中的肩部314固定的作用。
權利要求
1、一種在電動助力轉向系統中使用的齒輪箱組件，包括殼體；輸入軸，所述輸入軸部分地位于所述殼體內，并攜帶有蝸桿并包括在一個端部處連接到馬達轉子的裝置；輸出軸，所述輸出軸部分地位于所述殼體內，并攜帶有蝸輪；第一軸承裝置，所述第一軸承裝置在蝸桿的一側處支撐所述輸入軸，所述一側遠離所述軸的連接到馬達轉子的端部；和第二軸承裝置，所述第二軸承裝置在蝸桿的另一側處支撐所述輸入軸；第一偏壓裝置，所述第一偏壓裝置適于向所述輸入軸施加軸向載荷以偏壓所述第二軸承裝置中的軸向間隙，所述第二偏壓裝置作用在所述第一軸承裝置的一部分上；以及第二偏壓裝置，所述第二偏壓裝置適于向所述輸入軸施加徑向載荷以將所述蝸桿偏壓成與所述蝸輪相接合，所述第二偏壓裝置也作用在所述第一軸承裝置的一部分上。
2、 根據權利要求1所述的齒輪箱組件，其中彈性的所述第一偏壓裝置包括所述第一軸承裝置的一部分，并且也作用在設置在所述輸入軸上或者以其他方式固定到所述輸入軸的反作用面上。
3、 根據權利要求1或2所述的齒輪箱組件，其中所述第二偏壓裝置作用在所述殼體和所述第一軸承裝置之間。
4、 根據前述權利要求中任一項所述的齒輪箱組件，其中所述第一偏壓裝置在遠離所述馬達的方向上拉動所述輸入軸，以偏壓所述第一軸承裝置中的軸向間隙。
5、 根據前述權利要求中任一項所述的齒輪箱組件，其中彈性的所述第 一偏壓裝置包括諸如巻簧或者板簧的張力元件。
6、 根據權利要求1-4中任一項所述的齒輪箱組件，其中彈性的所述第一偏壓裝置是諸如彈性體的壓縮元件。
7、 根據權利要求5或6所述的齒輪箱組件，其中所述第一偏壓裝置包括由可壓縮材料制成的軸襯，所述軸襯作用在相對于所述輸入軸 固定的第一反作用面和相對于所述殼體固定的另一反作用面之間。
8、 根據前述權利要求中任一項所述的齒輪箱組件，其中所述第一 軸承裝置包括主軸承組件、軸承蓋和張緊管，所述主軸承組件通過擰 到所述輸入軸上的帶螺紋的端螺母相對于所述輸入軸軸向固定，所述 軸承蓋為所述主軸承組件提供反作用面，所述反作用面設置在所述主 軸承組件的最靠近所述蝸桿的 一側上，所述張緊管至少部分地包圍主 軸承座圈并在一個端部處連接到所述軸承蓋，所述張緊管遠離所述蝸 桿延伸，并在它的另一個端部處限定反作用面，所述彈性偏壓裝置作 用在該反作用面上。
9、 根據權利要求8所述的齒輪箱組件，其中所述彈性偏壓裝置包 括諸如橡膠塊的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧被壓縮，以起到遠離所述蝸 桿推動所述張緊管的作用。
10、 根據權利要求8或9所述的齒輪箱組件，其中所述第一軸承 裝置還包括另一軸承組件，所述另一軸承組件包括固定座圏和活動座 圏，所述固定座圏固定到所述齒輪箱的殼體，所述活動座圏通過位于 所述固定座圏和所述活動座圏之間的滾動元件相對于固定的所述殼體 自由運動，以限定推力軸承，所述彈性偏壓裝置在所述另一軸承組件和所述張緊管反作用面之間被壓縮地定位。
11、 根據權利要求8至10中的任一項所述的齒輪箱組件，其中擰 緊所述輸入軸上的所述端螺母或者按壓所述主軸承以將所述主軸承夾 緊到所述輸入軸的動作向所述偏壓裝置施加預載荷。
12、 根據權利要求8所述的齒輪箱組件，其中包括張緊彈簧的一 偏壓裝置設置在所述張緊管的所述端部和固定到所述殼體的一反作用 面之間。
13、 根據權利要求12所述的齒輪箱組件，其中所述張緊彈簧在一 個端部處連接到所述張緊管，并在另一端部處連接到支撐支架，所述 支撐支架通過所述彈簧的所述端部上的鉤固定到所述殼體。
14、 根據權利要求13所述的齒輪箱組件，其中所述支撐支架包括框架，所述框架滑動地裝配在一支撐軸襯內，所述支撐軸襯布置成安 裝在所述殼體的一部分中的互補凹部內，所述凹部容納所述輸入軸的 攜帶有所述第一軸承裝置的端部。
15、 根據權利要求14所述的齒輪箱組件，其中所述框架包括垂直 于所述輸入軸的軸線延伸的棒，所述彈簧的所述鉤固定到所述棒。
16、 根據權利要求15所述的齒輪箱組件，其中所述彈簧的定位棒 在它的端部處支撐在設置在所述支撐框架中的半圓形定位凹槽內。
17、 根據權利要求12至16中的任一項所述的齒輪箱組件，其中 當裝配后， 一蓋將所述支撐框架密封到所述支撐軸襯。
18、 根據前述權利要求中的任一項所述的齒輪箱組件，其中所述 輸入軸設置有用于連接到馬達的轉子的裝置。
19、 根據權利要求18所述的齒輪箱組件，其中所述連接包括柔性 聯軸節。
20、 根據前述權利要求中的任一項所述的齒輪箱組件，其中所述 第二軸承裝置適于允許所述輸入軸在所述軸承內相對于所述殼體的一 定程度的傾斜。
21、 一種電動助力轉向系統，包括根據前述任一項權利要求的 齒輪箱組件；固定到所述殼體和所述齒輪箱組件的輸入軸的電動馬達； 可操作地連接到所述齒輪箱的輸出軸的轉向軸；適于測量所述輸出軸 中的轉矩的轉矩傳感器；適于至少根據所測量到的轉矩產生馬達控制 信號的控制器；以及適于響應所述控制信號向所述馬達施加驅動信號 的馬達驅動電路。
全文摘要
一種在電動助力轉向系統中使用的齒輪箱組件，包括殼體；輸入軸，其部分地位于所述殼體內，并攜帶有蝸桿并包括在一個端部處連接到馬達轉子的裝置；輸出軸，其部分地位于所述殼體內，并攜帶有蝸輪；第一軸承裝置，其在蝸桿的一側處支撐所述輸入軸，所述一側遠離所述軸的連接到馬達轉子的端部；和第二軸承裝置，其在蝸桿的另一側處支撐所述輸入軸；第一偏壓裝置，其適于向所述輸入軸施加軸向載荷以偏壓所述第二軸承裝置中的軸向間隙，所述第二偏壓裝置作用在所述第一軸承裝置的一部分上；以及第二偏壓裝置，其適于向所述輸入軸施加徑向載荷以將所述蝸桿偏壓成與所述蝸輪相接合，所述第二偏壓裝置也作用在所述第一軸承裝置的一部分上。
文檔編號B62D5/04GK101460352SQ200780020582
公開日2009年6月17日 申請日期2007年5月1日 優先權日2006年5月2日
發明者M·A·威爾克斯 申請人:Trw有限公司