專利名稱：用于電動助力轉向系統(tǒng)的變速箱總成的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳動總成的改進，具體地，本發(fā)明涉及結合有蝸桿蝸輪機構的助力轉 向總成，所述蝸桿蝸輪機構用于將扭矩從電動馬達傳遞至與蝸桿蝸輪機構操作地連接的轉 向柱或輸出軸。
背景技術：
為車輛提供助力轉向系統(tǒng)是眾所周知的，助力轉向系統(tǒng)包括電動馬達，其具有定 子和轉子；輸入軸，其操作地連接于轉子并適于與轉子一起旋轉；輸出軸，其與轉向柱相關 聯；以及變速箱，其適于響應由扭矩傳感器獲得的輸出軸中的扭矩的測量值而將扭矩從輸 入軸傳遞至輸出軸。馬達通常操作成隨著所測得的扭矩增加而施加增加的扭矩于輸出軸 上，從而施加有助于使車輛轉向的輔助扭矩。采用蝸桿蝸輪變速箱將扭矩從輸入軸傳遞至輸出軸(蝸桿通常設置在輸入軸上 而蝸輪通常設置在輸出軸上)的轉向系統(tǒng)在本領域中是眾所周知的。采用這些系統(tǒng)的一個 問題在于，當在崎嶇不平的道路上行使時或當在低負載情況下轉向輪左右搖擺時，尤其令 駕駛員能注意到的是蝸桿和蝸輪之間的敲擊。如果蝸桿蝸輪齒不總是完全嚙合，就可能產 生駕駛員可以聽到的噪音。這種不正確的嚙合可能是由于制造誤差、尺寸熱變化、因扭轉載 荷導致的扭曲、以及運行期間的磨損造成的。為了克服這個問題，已進行了各種嘗試。例如， 可設置L形片彈簧形式的彈性偏壓裝置，所述L形片彈簧形式的彈性偏壓裝置在殼體和支 撐軸承裝置之間起作用，該支撐軸承裝置支撐蝸桿軸的距馬達最遠的端部。L形彈簧施加輕 的偏壓載荷于軸承裝置上，以保持蝸桿蝸輪接合。

發(fā)明內容
依據第一方面，本發(fā)明提供了一種用于電動助力轉向裝置的變速箱總成，其包 括電動助力轉向系統(tǒng)，其包括殼體；電動馬達，電動馬達相對殼體固定并具有轉子 和定子；輸入軸，輸入軸操作地連接至轉子；輸出軸，輸出軸操作地連接至轉向柱；以及扭 矩傳感器，扭矩傳感器用于產生表示輸出軸中的扭矩的輸出信號；馬達用于根據來自扭矩 傳感器的輸出信號而向輸出軸施加扭矩，而且其中，設置在輸入軸上的蝸桿齒輪用于與輸 出軸上的蝸輪齒輪嚙合，且第一軸承裝置設置成在輸入軸的遠離馬達的端部處相對殼體支 撐輸入軸，電動助力轉向系統(tǒng)還包括彈性偏壓裝置，彈性偏壓裝置用于作用在第一軸承裝 置上，以朝向蝸輪齒輪偏壓輸入軸；殼體；輸入軸，其承載蝸桿齒輪，并且相對殼體在一端處由第一軸承總成支撐而在另一 端處由第二軸承總成支撐；輸出軸，其承載蝸輪齒輪，蝸輪齒輪相對殼體固定并與輸入軸上的蝸桿齒輪嚙合； 以及
彈簧總成，其在殼體和第一軸承總成之間作用；其中，在中立位置中，蝸桿和蝸輪完全嚙合，并且彈簧總成沿第一方向離開中立位 置而施加偏壓力到第二軸承上，以確保蝸桿和蝸輪完全接合，彈簧總成還提供了在蝸桿和 蝸輪試圖脫開的情況下抵抗第二軸承沿與第一方向相對的第二方向移動的阻力；其特征在于，彈簧總成具有圍繞中立位置階躍變化的彈性應變率，以使得隨著彈 簧自其中立位置沿第一方向移動時彈簧總成施加在第二軸承總成上的力的變化率比隨著 彈簧沿第二方向離開中立位置移動時的力的變化率小。由此，本發(fā)明提供了一種偏壓彈簧總成，由于在那個范圍內的相對低的彈性應變 率，所述偏壓彈簧總成采用隨著蝸桿和蝸輪磨損幾乎無變化的接近恒定的力將蝸桿和蝸輪 推在一起；而且，由于沿第二方向運動的相對高的彈性應變率，所述偏壓彈簧總成提供了相 當高的力，以抵抗蝸桿和蝸輪的任何試圖的分離。由此，需要更大的大齒輪扭矩來使蝸桿蝸 輪齒的非扭矩傳遞(即非接觸)齒面之間出現給定量的空隙(齒隙)。結果，要求高水平的 扭矩振蕩(例如來自路面引起的擾動)來產生聽得見的重復的齒撞擊噪音(即敲擊)。自安裝位置沿第一方向的變化率優(yōu)選選擇成在因磨損導致的沿第一方向的所預 計的移動范圍內，彈性力基本恒定。由此，可使沿第一方向離開中立位置的彈性應變率選擇 成大約10-13Nm、且最優(yōu)選11或12Nm的力施加于軸承。針對自中立位置沿第一方向移動， 彈簧總成的類型、形狀和尺寸也可選擇成提供接近恒定的力作用在軸承上。任何這種類型 的移動通常都是由于蝸桿或蝸輪的偏心或者齒或軸承隨時間產生的磨損而產生的。對于沿第二方向的移動，在階躍變化之后的彈性應變率優(yōu)選相當高，以使得彈簧 總成強烈地抵抗任何這種移動。彈簧總成沿第二方向離開中立位置所具有的彈性應變率為 階躍變化前的彈性應變率的至少兩倍(例如在20Nm至^Nm之間)或者也許至少三倍。在 階躍變化之后彈簧的向外偏轉剛度實際上比彈簧抵抗蝸桿離開蝸輪之前大得多。彈簧總成可包括扁彈簧(有時稱為片彈簧或懸臂彈簧)，扁彈簧具有第一端，其 固定到殼體上；以及第二端，其具有作用在第一軸承裝置上的末端。由此，彈簧從固定于殼 體的端部懸臂伸出，且如果在中立位置時彈簧稍微彎曲，則彈簧施加力于軸承上。所述末端 可以與彈簧的自由端成直角地延伸。如果彈簧從所述末端到彈簧緊固于殼體的位置之間的長度為軸承所需的移動量 的幾倍，則隨著由于磨損導致它向大齒輪移動，彈簧將向軸承提供接近恒定的偏壓力。可存在有隨彈簧總成移動通過中立位置而發(fā)生的彈性應變率的階躍變化，或者隨 彈簧總成移動通過中立位置而的彈性應變率的階躍變化在沿第二方向稍偏離中立位置的 位置處。彈性應變率可隨后在階躍變化的任一側上進一步逐漸地變化，即一側比另一側低。階躍變化的位置是可調整的。由此，可包括用于允許在制造期間或制造之后調整 所述位置的機構。為了針對沿第二方向離開中立位置的移動來提供更高的彈性應變率并提供彈性 應變率的階躍變化，設置有起到支點作用的支座，支座在片彈簧固定于殼體的位置和彈簧 的所述末端之間接觸片彈簧。隨著彈簧沿第二方向朝中立位置移動并通過中立位置，片臂 將接觸支座。這實際上意味著臂的僅相當短的長度可獲得彎曲，所述彎曲賦予較短片彈簧 具有自然更高彈性應變率的效果。采用支點尤其適用于利用簡單的片彈簧產生彈性應變率 的階躍變化。
支座或支點在中立位置可剛好接觸片彈簧，以使得沿第二方向離開中立位置的任 何移動均處于更高的彈性應變率下。或者，在中立位置，支點可與片彈簧稍間隔開。這允許在更高的彈性應變率開始 起作用之前，以與沿第一方向離開中立位置的移動相關的較低彈性應變率沿第二方向移動 小的量。這可以有益于因軸承或軸或蝸桿的偏心或被容納的構件的不對準而允許采用恒定 (或接近恒定)的偏壓力使軸承沿第二方向離開中立位置移動小的量。支點可以是基本剛性的，以使得片彈簧壓靠在支點上時支點不移動或不變形?；?者，支點可為彈性的，以使得當受到片盤簧壓制時支點壓縮。這給予了輔助彈性力，所述輔 助彈性力可允許更精細地調整針對沿第二方向離開中立位置移動的彈性應變率。支座可沿固定于殼體的臂的長度在大約中間位置處(即殼體的固定點和彈簧的 彎曲處之間的中間位置)接觸L形彈簧。支座可比此更靠近固定端或更靠近所述彎曲處接 觸彈簧。例如，支座可定位在距固定端或自由端的三分之一處。針對沿第二方向離開中立 位置的運動，與設置成更接近固定端相比，將支點設置成更靠近所述彎曲處可產生大得多 的彈性應變率。支座可包括殼體的一部分或者為固定到殼體上的剛性或半剛性部件。支座可通過 固定片彈簧的同一緊固件而固定到殼體上。支座可包括端蓋的一部分，該端蓋覆蓋軸承裝置和輸入軸的最遠離馬達的端部。支座可包括U形桿，U形桿具有跨在片彈簧上的中間部分以及與殼體中的孔接合 的兩個臂。至少一個臂可通過膠或平頭螺釘或一些其它合適的緊固件而固定在所述孔中。支座可在中立位置接觸片彈簧或者可與片彈簧間隔開。在支座為剛性的情況下， 彈性間隔物可定位在彈性支座和片彈簧之間并接觸彈性支座和片彈簧。例如，一旦片彈簧 已設定于中立位置，就可將間隔物加入。支座相對殼體的位置可以是可調整的，并且支座相對片彈簧的位置也可以是可調 整的。這允許在制造過程中將片彈簧設定成將所需偏壓施加給軸承并允許相對片彈簧精確 地定位支座。這樣，能調整并準確控制彈性應變率的階躍變化的位置。由此，依據第二方面，本發(fā)明提供了一種將第一方面的包括支座和片彈簧的變速 箱總成進行組裝的方法，其包括以下步驟設定片彈簧的中立位置，以對軸承裝置施加預定的偏壓；以及隨后設定支座相對 片彈簧的位置。所述方法可包括將支座設定成在中立位置輕輕接觸片彈簧。所述方法可包括步驟在設定支座之前，通過使輸入軸旋轉經過多圈來平置(bed down)所述總成。所述方法可包括一旦片彈簧已設定于中立位置，則在固定的支座與片彈簧之間 加入彈性材料間隔物。這允許在制造過程中，包括相對殼體固定的剛性部分的支座通過間 隔物延伸來接觸片彈簧。彈簧距固定部分越遠，則將被添加的間隔物越寬。所述方法可包括加入熔融的或半液態(tài)形式的間隔物，并且隨后冷卻或以其它方 式硬化間隔物材料。將認識到的是，可采用不依賴于片彈簧的其它彈簧總成。片彈簧為優(yōu)選的，因為除 了突伸到殼體中的所述末端之外，片彈簧幾乎是平的，在空間受限的情況下，這使得變速箱總成的包封更容易。


現在將僅通過實例來說明參照附圖且如附圖所示的本發(fā)明的兩個實施例，在附圖 中圖1是包括變速箱總成的電動助力轉向總成的剖視圖；圖2是變速箱殼體的軸側圖，其中變速箱殼體裝配有片彈簧、輸入軸以及輸出軸；圖3是圖1的變速箱殼體的部分切除的軸側圖；圖4是依據本發(fā)明的變速箱殼體的類似的部分切除的軸側圖，其提供了片彈簧的 彈性應變率的階躍變化；圖5(a)為與圖1的剖視圖類似的依據本發(fā)明的變速箱總成的第一實施例的剖視 圖、(b)為沿方向A的局部視圖、(c)為在將蓋子去除的情況下沿方向A的局部視圖、以及 (d)和(e)僅為蓋子的視圖；圖6為與圖1的剖視圖類似的依據本發(fā)明的變速箱總成的第二實施例的剖視圖、 (b)為沿方向W的局部視圖、(C)為沿線Y做出的剖視圖、以及(d)為沿線X做出的剖視圖；圖7為與圖1的剖視圖類似的依據本發(fā)明的變速箱總成的第三實施例的剖視圖、 (b)為沿方向W的局部視圖、(C)為沿線Y做出的剖視圖、以及(d)為沿線X做出的剖視圖； 以及圖8為第三實施例的修改形式的剖視圖。
具體實施例方式如附圖的圖1所示，馬達1包括定子2和轉子3，馬達1用于將輔助扭矩施加于與 轉向柱軸操作地連接的輸出軸10。馬達安裝到殼體4的一側上。輸入軸5的與轉子的一端 花鍵連接的一端延伸穿過開口進入到殼體的內腔中。輸入軸的另一端延伸穿過位于殼體的 與所述開口相對的側上的開口，且第一軸承裝置6和第二軸承裝置7定位在所述開口中、且 敞開式地相對殼體分別支撐輸入軸。輸入軸5承載位于兩個軸承裝置之間的蝸桿齒輪8，蝸桿齒輪8適于與設置在輸出 軸10上的帶齒蝸輪9接合，其中輸出軸10穿過殼體。軸承(未示出)相對殼體4支撐與 輸出軸5的軸線正交的輸出軸10，以使蝸桿齒輪和蝸輪齒輪嚙合。在使用時，來自適于測量輸出軸10(或者與輸出軸操作地連接的轉向軸)中的扭 矩的扭矩傳感器(未示出)的輸出被傳遞至電子控制單元(ECU)，繼而產生對馬達1所產生 的扭矩進行控制的馬達驅動信號。馬達1隨后將扭矩經由馬達轉子3傳遞至輸入軸5并傳 遞到輸出軸10上，以提供輔助車輛駕駛員的助力。軸承裝置6、7中的每一個軸承裝置都包括球軸承或滾柱軸承盒，球軸承或滾柱軸 承盒具有與輸入軸配合的軸承內座圈和圍繞內座圈間隔開的軸承外座圈，軸承(bearings) 設置在軸承內座圈和軸承外座圈之間。只要滿足設計人員制訂的誤差和承載要求，可采用 任何眾所周知的軸承總成。第二軸承裝置7固定于殼體4并用作樞軸，輸入軸5可圍繞該樞軸傾斜。這基本 防止軸5在其穿過軸承時的所有徑向移動。
第一軸承總成6相對于殼體4在軸向上受約束(如下文所述)但能夠抵抗為片彈 簧形式的偏壓裝置11所施加的偏壓力而在徑向上自由移動。片彈簧為L形，且片彈簧具 有長臂，其一端處通過螺栓或螺釘12與殼體附接；以及第二長臂，其與第一長臂成直角地 延伸，以限定靠在第一軸承總成6的軸承上的末端。這可在附圖的圖2中清楚地看到。針對大齒輪尺寸和位置變化(由于制造誤差)范圍、溫度和齒磨損狀態(tài)，實際上為 彎曲梁或懸臂梁的偏壓裝置14用來將蝸桿偏壓成與大齒輪嚙合并允許蝸桿采用完全嚙合 條件(即在接合的蝸桿和大齒輪的齒的任一側上的齒面之間無間隙)。所述偏壓裝置沿第 一方向朝大齒輪施加偏壓力，如附圖的圖3所示。力的大小依賴于片彈簧被彎曲的程度。針對在大齒輪處測得的扭矩值的范圍(例如在一個應用中高達4N-m)，需要保持 這個完全嚙合條件，以在崎嶇不平道路上大約直線前進行駛時防止齒輪敲擊。需要相對大 齒輪在蝸桿上徑向施加20N的力，以在4N-m大齒輪扭矩下保持完全嚙合。當施加更高的扭 矩時，隨后蝸桿將移動離開大齒輪并且在齒的不傳遞所述扭矩的側面將產生間隙。圖1所 示的齒輪系統(tǒng)的最大扭矩額定值為42N-m。實驗已表明，如果未結合偏壓裝置，則因誤差、溫度以及摩擦而可能產生的齒隙大 小變化范圍通常在0. 3mm左右。為了對此進行補償，需要蝸桿相對大齒輪的徑向位移范圍 為齒隙變化的大約兩倍(因為14度壓力角)，即總計0. 6mm(或與標稱蝸桿軸線位置相距 +/-0. 3mm)。這個位移范圍通過以下方式來提供允許蝸桿軸圍繞較大球軸承樞轉(標稱地 在豎直面內移動)，并通過片彈簧11作用在較小球軸承的外座圈上使所述移動朝大齒輪偏 向。在圖1所示的具體設計中，從蝸桿的接合中心到相應軸承的中心長度距離之間的 比意味著片彈簧應施加20X48/[48+38. 5]N( = 11N)的力。在殼體中設置成容納第一軸承裝置的開口可以裝襯有彈性襯套，以避免金屬間撞 擊形成的噪音。通過以下事實設置行程絕對極限(例如與所述名義軸線相距0. 500mm)，即針對直 徑22mm的軸承而言，所述襯套中的孔被做成基本橢圓形，所述橢圓形沿第一及第二軸線的 尺寸為23mm。襯套孔沿與第一及第二方向成直角的軸線的尺寸標稱地為22mm，以防止軸承 沿所述正交軸線產生不希望的移動。注意到，重要的是對更小扭矩下出現的嚙合力進行限制，因為這導致將顯著量的 靜態(tài)摩擦引入到變速箱的運轉中，且這對效率和良好路感而言為有害形式。如在大齒輪處 所測量的，20N的嚙合力將形成0. 4N的摩擦力。最大可接受值通常為大約0. 5N。為了使其能夠作為蝸桿軸的樞軸中心，至少在所涉及的小角度位移(約+/-0. 33 度)的范圍內，第二軸承可被指定為“C3”間隙等級(即具有最大標準間隙選擇)。這將允許 軸承在所要求的不對準下運行而無過度摩擦和磨損。為了防止在崎嶇不平的道路上直線前 進行駛時由于發(fā)生偶發(fā)性變速箱扭矩反向而導致敲擊，第二軸承可軸向預加載大約100N。 通過借助壓縮的多波彈簧16使輸入軸偏壓離開馬達軸，可經由軸來施加所述預加載。蝸桿軸5和馬達轉子3之間的連接可經由在70處的彈性齒狀聯接盤或卡盤來完 成，彈性齒狀聯接盤或卡盤與分別在馬達軸和輸入軸的相鄰端部中形成的配合齒接合。這 種布置允許蝸桿軸和馬達轉子之間少量的彎曲順從，并由此允許所需的蝸桿軸位移。在制造過程中，變速箱與偏壓彈簧11組裝完成并以正常方式“試運行”(參見圖3)。所述試運行過程可包括迫使變速箱軸旋轉幾圈、且同時可如圖3的箭頭F所示經由彈 簧11的末端向蝸桿軸軸承6施加過度嚙合負載。如圖4所示，一旦完成了前述程序，物理支座30就移動成與偏壓片彈簧在某個優(yōu) 選位置處輕輕接觸，所述某個優(yōu)選位置處于彈簧的固定于變速箱殼體4的端部和彈簧的接 觸軸承6的端部之間但遠離彈簧的這兩個端部。支座隨后固定(依靠)于變速箱殼體。支座30的作用在于顯著增加彈簧11的向外偏轉剛度，當蝸桿試圖與大齒輪分離 時，隨著片彈簧接觸支座，使得片彈簧的彈性應變率產生階躍變化。值得注意的是，當扭矩 施加于變速箱時，就是齒面(側面)的壓力角(即斜度)形成了所述分離動作。因此，由于 支座30所以需要更大的大齒輪扭矩，以使蝸桿蝸輪齒輪的非扭矩傳遞(即非接觸)齒面之 間出現給定量的空隙(齒隙)。結果，需要更高水平的扭矩振蕩(例如來自路面引起的擾 動)來產生聽得見的重復的齒撞擊噪音(即敲擊)。彈簧的向內剛度(即它的第一彈性應 變率)保持未被支座改變。重要的是，當設定支座的位置時(注這應在零變速箱扭矩下進行)，在支座和偏 壓彈簧之間僅存在有非常輕微的接觸。如果存在有重接觸，由于偏壓彈簧11的末端將額外 的力施加在軸承6上，那么變速箱的靜態(tài)摩擦將增加。相反，支座和彈簧之間的任何間隙將 使敲擊減少的可能性降低。值得注意的是，因為可在嘗試間調整支座，所以在支座不受總成內的累積尺寸誤 差影響的情況下，可以精確地設定支座相對變速箱殼體的最終位置，以確保實現所需功能。 值得注意的是，在首先安裝時具有較低彈性應變率的偏壓彈簧11的功能也未顯著地受到 總成內的累積尺寸誤差的影響。下面給出采用這種支座的變速箱的幾個可替代布置，該支座用于給予彈簧總成以 彈性應變率階躍變化。第一實施例如圖5所示，支座31結合到軸承蓋板13中，軸承蓋板13的另外功能包括密封殼 體4中的孔口 14。板13通過穿過所述板中的橢圓孔16的螺釘15而固定到殼體上。在螺 釘依然未緊固時，這些孔允許所述板在其標稱位置的任一側上移動小距離(在圖5中沿豎 向)。這使支座31能與彈簧11輕輕接觸，如在本發(fā)明的前面說明中所述?？深A計的是，在 大規(guī)模生產條件下，通過將所述板相對彈簧自動定位的方法并且?guī)缀跬瑫r通過輔助裝置相 對殼體臨時夾住所述板，以使得選定位置不受后續(xù)緊固螺釘的干擾，可優(yōu)化這個過程的控 制。通過板中的兩個精確槽17與殼體中的兩個精確制造(例如通過機械加工)的豎立構 件18接合，所述板被引導防止旋轉。在裝配板13之前，或者至少在板被最終定位且螺釘15 被擰緊之前，組裝并試運行變速箱。支座31的接觸區(qū)域可采用各種可替代圖如所示的形 狀，但是理想的是避免任何會在彈簧11中引起主要應力集中的形式。第二實施例在圖6所示的可替代實施例中，可替代支座40通過彎桿41的中間部分形成，在彎 桿41中，腿42、43以直角形成于所述中間部分的任一側。桿的腿定位在殼體4的平行孔 44,45內。殼體中的至少一個螺紋孔46與孔44中的至少一個孔相交，使得螺釘47可插入 到所述孔中，并且一旦所述螺釘47已被擰緊，則螺釘47可用于使桿41相對殼體保持在固 定位置。螺釘47可為如圖6c所示的帶頭螺釘或者螺釘47可為平頭螺釘。通過鎖定螺母(未示出)和/或通過涂布粘接劑至任一陽螺紋和/或陰螺紋，螺釘47可被進一步緊固。 通過具有彼此遠離且定位在殼體的所述一對孔44、45中的一對所述腿，防止桿圍繞與所述 桿的腿平行的軸線旋轉?；蛘撸梢匀鄙僖粋€腿，并且中間部分可延伸離開單個腿且定位在 殼體的槽或叉部中。在螺釘或多個螺釘依然未擰緊時，腿滑動配合到孔中，以允許所述桿在 其標稱位置的任一側上移動小距離(在圖6中沿豎向)。這使支座40能與彈簧11輕輕接 觸，如本發(fā)明的前述說明中所述。可預計的是，在大規(guī)模生產條件下，通過將桿相對彈簧自 動定位的方法，可優(yōu)化這個過程的控制。在裝配所述桿之前或者至少在所述桿被最終定位且螺釘47被擰緊之前，組裝并 試運行變速箱。第三實施例參照圖7(a)至(d)，支座50通過沉積樹脂狀材料來形成，樹脂狀材料以液態(tài)形式 分配到彈簧11與相鄰且基本平行的表面51之間的間隙中。所述表面為固定于變速箱殼體 4上的相對剛性部件52的表面。例如，所述部件52可通過與殼體中的至少一個螺紋孔M 接合的至少一個螺釘53而附接到殼體4上?；蛘撸霰砻?1可為殼體4自身的延伸部 分。在分配所述材料之前或至少在所述材料硬化之前，組裝并試運行變速箱。材料55可為 固化成相對剛性狀態(tài)的材料或者為設定到限定彈性的材料。在后一種情況下，所述限定彈 性將影響固化處理后彈簧所獲得的有效率，因此在確定支座相對彈簧端部的位置時應考慮 所述限定彈性。作為前者的實例，剛性類型的材料可為環(huán)氧樹脂。后者材料類型的實例可 以為可傾注性尿烷化合物。可預計的是，在大規(guī)模生產條件下，通過自動分配所述材料的方 法，可優(yōu)化這個過程控制。修改的第三實施例圖8示出了這個實施例的另一形式，其中，所述表面51為通過將彈簧11固定于殼 體4的同一螺釘12而附接到殼體4上的相對剛性部件60的表面。
權利要求
1.一種用于電動助力轉向裝置的變速箱總成，其包括電動助力轉向系統(tǒng)，其包括殼體；電動馬達，電動馬達相對殼體固定并具有轉子和定 子；輸入軸，輸入軸操作地連接至轉子；輸出軸，輸出軸操作地連接至轉向柱；以及扭矩傳 感器，扭矩傳感器用于產生表示輸出軸中的扭矩的輸出信號；馬達用于根據來自扭矩傳感 器的輸出信號而向輸出軸施加扭矩，而且其中，設置在輸入軸上的蝸桿齒輪用于與輸出軸 上的蝸輪齒輪嚙合，且第一軸承裝置設置成在輸入軸的遠離馬達的端部處相對殼體支撐輸 入軸，電動助力轉向系統(tǒng)還包括彈性偏壓裝置，彈性偏壓裝置用于作用在第一軸承裝置上， 以朝向蝸輪齒輪偏壓輸入軸；殼體；輸入軸，其承載蝸桿齒輪，并且相對殼體在一端處由第一軸承總成支撐而在另一端處 由第二軸承總成支撐；輸出軸，其承載蝸輪齒輪，蝸輪齒輪相對殼體固定并與輸入軸上的蝸桿齒輪嚙合；以及彈簧總成，其在殼體和第一軸承總成之間作用；其中，在中立位置中，蝸桿和蝸輪完全嚙合，并且彈簧總成沿第一方向離開中立位置而 施加偏壓力到第二軸承上，以確保蝸桿和蝸輪完全接合，彈簧總成還提供了在蝸桿和蝸輪 試圖脫開的情況下抵抗第二軸承沿與第一方向相對的第二方向移動的阻力；其特征在于，彈簧總成具有圍繞中立位置階躍變化的彈性應變率，以使得隨著彈簧自 其中立位置沿第一方向移動時彈簧總成施加在第二軸承總成上的力的變化率比隨著彈簧 沿第二方向離開中立位置移動時的力的變化率小。
2.根據權利要求1所述的變速箱總成，其中，自安裝位置沿第一方向的變化率選擇成 在因磨損導致的沿第一方向的所預計的移動范圍內，彈性力基本恒定。
3.根據權利要求2所述的變速箱總成，其中，彈簧總成沿第二方向離開中立位置所具 有的彈性應變率為階躍變化前的彈性應變率的至少兩倍。
4.根據任一前述權利要求所述的變速箱總成，其中，在彈簧總成移動通過中立位置時 所發(fā)生的彈性應變率的階躍變化發(fā)生在沿第二方向稍偏離中立位置的位置處。
5.根據任一前述權利要求所述的變速箱總成，其中，階躍變化的位置是可調整的。
6.根據權利要求1、2或3所述的變速箱總成，其中，彈簧總成包括片彈簧，該片彈簧具 有第一端，其固定到殼體上；以及第二端，其具有作用在第一軸承裝置上的末端。
7.根據權利要求6所述的變速箱總成，其中，設置有起到支點作用的支座，支座在片彈 簧固定于殼體的位置和彈簧的所述末端之間接觸片彈簧，由此，隨著彈簧沿第二方向朝中 立位置移動并且隨后通過中立位置，片臂接觸支座。
8.根據權利要求7所述的變速箱總成，其中，支座支點在中立位置接觸片彈簧，以使得 沿第二方向離開中立位置的任何移動均處于較高的彈性應變率下。
9.根據權利要求6或7所述的變速箱總成，其中，支座基本上是剛性的，以使得在片彈 簧壓靠在支座上時支座不移動或不變形。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的變速箱總成，其中，支座固定到殼體的一部分上。
11.根據權利要求10所述的變速箱總成，其中，支座通過也固定片彈簧的緊固件而固 定到殼體上。
12.根據權利要求5、6、7或8所述的變速箱總成，其中，支座包括端蓋的一部分，該端蓋 覆蓋軸承裝置和輸入軸的最遠離馬達的端部。
13.根據權利要求5至10中任一項所述的變速箱總成，其中，支座包括U形桿，該U形 桿具有跨在片彈簧上的中間部分以及與殼體中的孔接合的兩個臂。
14.根據權利要求5至11中任一項所述的變速箱總成，其中，支座相對殼體和/或相對 片彈簧的位置是可調整的。
15.一種將第一方面的包括支座和片彈簧的變速箱總成進行組裝的方法，其包括以下 步驟設定片彈簧的中立位置，以對軸承裝置施加預定的偏壓；以及隨后設定支座相對片彈簧的位置。
16.根據權利要求15所述的方法，所述方法包括將支座設定成在中立位置輕輕接觸 片彈簧。
17.根據權利要求15或16所述的方法，所述方法包括一旦片彈簧已設定于中立位 置，則在固定的支座與片彈簧之間加入彈性材料間隔物。
18.根據權利要求17所述的方法，所述方法包括加入熔融的或半液態(tài)形式的間隔物， 并隨后冷卻或以其它方式硬化間隔物材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動助力轉向裝置的變速箱總成，其包括輸入軸，其承載蝸桿齒輪并相對殼體在一端處由第一軸承總成支撐而在另一端處由第二軸承總成支撐；輸出軸，其承載蝸輪齒輪，蝸輪齒輪相對殼體固定并與輸入軸上的蝸桿齒輪嚙合；以及彈簧總成，在殼體和第一軸承總成之間作用；彈簧總成沿第一方向離開中立位置而施加偏壓力到第二軸承上，以確保蝸桿和蝸輪完全接合。彈簧總成具有圍繞中立位置階躍變化的彈性應變率，以使得隨著彈簧自其中立位置沿第一方向移動時彈簧總成施加在第二軸承總成上的力的變化率要比隨著彈簧沿第二方向離開中立位置移動時的力的變化率小。
文檔編號B62D5/04GK102083676SQ200980126113
公開日2011年6月1日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權日2008年5月15日
發(fā)明者M·A·威爾克斯, M·J·沃爾什, M·阿普爾亞德 申請人:Trw汽車美國有限責任公司