本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向器技術(shù)領(lǐng)域，具體為汽車eps電動助力轉(zhuǎn)向柱組裝生產(chǎn)線。

背景技術(shù)：

如今，電動汽車已是時代的發(fā)展方向，電動助力轉(zhuǎn)向器也已成為轉(zhuǎn)向器行業(yè)的發(fā)展方向。而目前市場上的電動助力轉(zhuǎn)向器主要還是只能用于小型乘用車的齒輪齒條式軸助力電動轉(zhuǎn)向器，純電動公交車、新能源大客車、重型汽車及各型客貨汽車等商用車仍不得不用液壓助力轉(zhuǎn)向器，能提供大輸出扭矩的純電動助力轉(zhuǎn)向器在國內(nèi)外還是個空白。同液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不用液壓裝置，沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲油罐等零部件，零件數(shù)目少，布置便，重量輕。更重要的是汽車在行駛過程中轉(zhuǎn)向助力需要根據(jù)工況進(jìn)行變化；因?yàn)樵诟咚傩旭倳r，輪胎的橫向阻力小，轉(zhuǎn)向盤變得輕飄，很難捕捉路面的感覺，也容易造成轉(zhuǎn)向過于靈敏而使汽車不易控制；所以在高速時要適當(dāng)降低助力，甚至需要提供一定反助力，才能實(shí)現(xiàn)車輛的良好操控；且這種變化必須平順過渡，只有采用電動轉(zhuǎn)向才能更好的實(shí)現(xiàn)。此外，電動助力轉(zhuǎn)向器無“寄生損失”和液體泄漏損失，在各種行駛條件下，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均可節(jié)能80％左右。綜上所述，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)即可提高汽車的運(yùn)行性能，又可節(jié)約能源、改善環(huán)境。如果能夠提供一種大輸出扭矩的電動轉(zhuǎn)向器，市場需求量必定相當(dāng)可觀；若有技術(shù)成熟的適用于商用車的電動轉(zhuǎn)向器新產(chǎn)品，那必將會得到迅速的推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可輸出大扭矩的電動助力轉(zhuǎn)向器。該轉(zhuǎn)向器解決了目前電動助力轉(zhuǎn)向器在應(yīng)用上的局限性，讓中、重型客貨車也有高效節(jié)能、轉(zhuǎn)向輕便、操控穩(wěn)定性更好的電動轉(zhuǎn)向器選用。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：汽車eps電動助力轉(zhuǎn)向柱組裝生產(chǎn)線，它包括轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，所述的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)包括助力電機(jī)控制器、助力電機(jī)、多級行星減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器輸出軸，所述的助力電機(jī)控制器的輸入端與轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)連接，助力電機(jī)控制器的輸出端與助力電機(jī)的輸入端連接，助力電機(jī)的輸出端連接多級行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端，多級行星減速機(jī)構(gòu)的輸出端與轉(zhuǎn)向器輸出軸連接，轉(zhuǎn)向器輸出軸還與轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)連接。助力電機(jī)可選用正弦波稀土永磁同步助力電機(jī)。優(yōu)選地，所述的多級行星減速機(jī)構(gòu)包括高速組行星減速機(jī)構(gòu)和低速組行星減速機(jī)構(gòu)，所述的高速組行星減速機(jī)構(gòu)、低速組行星減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器輸出軸依次串接，所述的高速組行星減速機(jī)構(gòu)和低速組行星減速機(jī)構(gòu)分別包括兩級行星減速機(jī)構(gòu)，每級行星減速機(jī)構(gòu)分別包括太陽輪、行星輪和行星架，所述的行星輪均通過軸承a安裝在行星架上，相鄰上一級的行星架與相鄰下一級的太陽輪固定連接，位于最前端的太陽輪與助力電機(jī)的輸出端固定連接，位于最后端的行星架與轉(zhuǎn)向器輸出軸固定連接，所述的高速組行星減速機(jī)構(gòu)和低速組行星減速機(jī)構(gòu)分別通過齒圈a和齒圈b固定安裝在轉(zhuǎn)向器殼體a和轉(zhuǎn)向器殼體b的內(nèi)部，轉(zhuǎn)向器殼體a與轉(zhuǎn)向器殼體b扣合連接，助力電機(jī)固定在轉(zhuǎn)向器殼體a上，轉(zhuǎn)向器輸出軸通過軸承b設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體b上。優(yōu)選地，所述的軸承b的外側(cè)還設(shè)置有骨架油封a，所述的骨架油封a設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體b與轉(zhuǎn)向器輸出軸之間。優(yōu)選地，所述的轉(zhuǎn)向器殼體b與轉(zhuǎn)向器輸出軸之間設(shè)置有軸承c。優(yōu)選地，所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器輸入軸、彈性扭桿和扭矩傳感器，所述的轉(zhuǎn)向器輸出軸配合安裝在蝸輪的中心處，所述的轉(zhuǎn)向器輸入軸的一端與蝸桿配合安裝，彈性扭桿的兩端分別固定安裝在轉(zhuǎn)向器輸入軸和蝸桿的腔體內(nèi)，所述的扭矩傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)向器輸入軸和蝸桿的外側(cè)，所述的扭矩傳感器還與助力電機(jī)控制器相連，所述的蝸桿兩端分別通過軸承d和軸承e配合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b內(nèi)，所述的轉(zhuǎn)向器輸入軸通過軸承f配合安裝在轉(zhuǎn)向器上蓋上，轉(zhuǎn)向器上蓋扣合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b上。優(yōu)選地，所述的軸承d的外側(cè)還設(shè)置有鎖緊螺塞，所述的鎖緊螺塞配合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b內(nèi)部，鎖緊螺塞與蝸桿之間設(shè)置有骨架油封b。把鎖緊螺塞裝入轉(zhuǎn)向器殼體與軸承d的外圈端面貼合，使蝸桿相對于轉(zhuǎn)向器殼體b軸向限位的同時又能保證蝸桿的靈活轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，所述的轉(zhuǎn)向器殼體b與轉(zhuǎn)向器上蓋的連接處設(shè)置有出線套，扭矩傳感器通過數(shù)據(jù)線與助力電機(jī)控制器連接，數(shù)據(jù)線通過出線套引出。優(yōu)選地，所述的彈性扭桿兩端分別通過銷或鍵與轉(zhuǎn)向器輸入軸和蝸桿固定連接。優(yōu)選地，所述的軸承d和軸承e均為角接觸球軸承。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特、新穎、設(shè)計合理、綜合了行星減速機(jī)構(gòu)和蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)向助力與轉(zhuǎn)向控制采用兩種不同形式的減速機(jī)構(gòu)，以相互獨(dú)立的兩條傳動路線將所輸出的扭矩共同作用于轉(zhuǎn)向器輸出軸上。具體的是助力電機(jī)的輸出扭矩由助力電機(jī)的軸伸端通過多級行星減速機(jī)構(gòu)減速增扭，把扭矩傳遞到轉(zhuǎn)向輸出軸上；而方向盤的轉(zhuǎn)向手力是通過轉(zhuǎn)向器輸入軸、彈性扭桿傳遞到蝸桿，再通過蝸輪傳遞到轉(zhuǎn)向輸出軸上。所采用的行星減速機(jī)構(gòu)具有高傳動效率(單級在0.97～0.99)、高剛性、高精度(單級可做到1分以內(nèi))、使用壽命長、有較高的扭矩/體積比、輸出扭矩可以做的很大等優(yōu)點(diǎn)；蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、單級減速比大等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)合理的利用了兩種減速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

2、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)采用多級行星減速機(jī)構(gòu)，具有重量輕、體積小、傳動效率極高、運(yùn)行平穩(wěn)、抗沖擊和振動能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向助力電機(jī)通過高傳動效率的行星減速機(jī)構(gòu)傳遞扭矩到轉(zhuǎn)向器輸出軸作為轉(zhuǎn)向器的主輸出扭矩(多級行星減速機(jī)構(gòu)傳動效率能達(dá)到0.9左右)，與傳統(tǒng)的齒輪齒條式電動轉(zhuǎn)向器相比更加節(jié)能環(huán)保，選用更小功率的助力電機(jī)就能滿足汽車的助力轉(zhuǎn)向和主動回正。且轉(zhuǎn)向器中的行星減速機(jī)構(gòu)具有獨(dú)特的功率分流和動軸線運(yùn)動特性，一方面，各行星輪均布在中心輪周圍共同分擔(dān)載荷，故使每個輪齒所承受的負(fù)荷小，采用較小的齒輪模數(shù)就能傳遞較大扭矩；另一方面，由于行星減速機(jī)構(gòu)的對稱性，作用于中心輪與行星架軸承中的反作用力能相互平衡，軸承的徑向受力很小，因而運(yùn)動平穩(wěn)，抗沖擊和振動的能力強(qiáng)，適合用作轉(zhuǎn)向器的傳動機(jī)構(gòu)。3、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)采用蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)來傳遞方向盤所輸入的控制轉(zhuǎn)向的方向盤手力，能實(shí)現(xiàn)方向盤用較小轉(zhuǎn)動角度完成車輛的轉(zhuǎn)彎：本發(fā)明的新型電動助力轉(zhuǎn)向器蝸輪蝸桿的減速比可以自由的選擇，所以能實(shí)現(xiàn)方向盤用較小轉(zhuǎn)動角度完成車輛的轉(zhuǎn)彎，駕駛員可以像駕駛乘用轎車一樣駕駛商用客、貨大車。且轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)兩個單元的傳動相互獨(dú)立，所以變換控制系統(tǒng)的蝸輪與蝸桿的減速比不會影響到轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的扭矩傳遞；而傳統(tǒng)的循環(huán)球式助力轉(zhuǎn)向器為了能達(dá)到所要求的輸出扭矩不得不增大轉(zhuǎn)向器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動比，導(dǎo)致方向盤輸入軸的總?cè)?shù)增大。

4、轉(zhuǎn)向助力電機(jī)選用正弦波稀土永磁同步助力電機(jī)，此助力電機(jī)具有低振動噪聲、效率高、起動力矩大、矩平穩(wěn)性好、控制精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作電動助力轉(zhuǎn)向器的助力電機(jī)。它調(diào)整速比大，調(diào)速精度高，易實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制，動態(tài)響應(yīng)快，過載能力強(qiáng)，可靠性又高，還具有弱磁擴(kuò)速能力，可實(shí)現(xiàn)超速運(yùn)行，與上述多級行星減速機(jī)構(gòu)相組合就是一種堪稱完美的純電動助力轉(zhuǎn)向器。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，2-轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，3-助力電機(jī)控制器，4-助力電機(jī)，5-太陽輪，6-行星輪，7-行星架，8-多級行星減速機(jī)構(gòu)，9-齒圈a，10-高速組行星減速機(jī)構(gòu)，11-轉(zhuǎn)向器殼體a，12-轉(zhuǎn)向器殼體b，13-低速組行星減速機(jī)構(gòu)，14-齒圈b，15-軸承a，16-蝸桿，17-蝸輪，18-軸承c，19-軸承b，20-骨架油封a，21-轉(zhuǎn)向器輸出軸，22-軸承d，23-軸承e，24-鎖緊螺塞，25-骨架油封b，26-扭矩傳感器，27-軸承f，28-彈性扭桿，29-轉(zhuǎn)向器輸入軸，30-轉(zhuǎn)向器上蓋，31-出線套。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖1所示，汽車eps電動助力轉(zhuǎn)向柱組裝生產(chǎn)線，它包括轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)1和轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)2。所述的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)2包括助力電機(jī)控制器3、助力電機(jī)4、多級行星減速機(jī)構(gòu)8和轉(zhuǎn)向器輸出軸21。本發(fā)明中轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)2與轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)1采用兩種不同形式的減速機(jī)構(gòu)，以相互獨(dú)立的兩條傳動路線將所輸出的扭矩共同作用于轉(zhuǎn)向器輸出軸21上。具體的是助力電機(jī)4的輸出扭矩由助力電機(jī)4的軸伸端通過多級行星減速機(jī)構(gòu)8減速增扭，把扭矩傳遞到轉(zhuǎn)向器輸出軸21上；而方向盤的轉(zhuǎn)向手力是通過轉(zhuǎn)向器輸入軸29、彈性扭桿28傳遞到蝸桿16，再通過蝸輪17傳遞到轉(zhuǎn)向輸出軸21上。具體地，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)2所采用的減速機(jī)構(gòu)為多級行星減速機(jī)構(gòu)8。所述的多級行星減速機(jī)構(gòu)8包括高速組行星減速機(jī)構(gòu)10和低速組行星減速機(jī)構(gòu)13；高速組行星減速機(jī)構(gòu)10和低速組行星減速機(jī)構(gòu)13分別通過齒圈a9和齒圈b14固定安裝在轉(zhuǎn)向器殼體a11和轉(zhuǎn)向器殼體b12的內(nèi)部。轉(zhuǎn)向器殼體a11與轉(zhuǎn)向器殼體b12扣合連接形成轉(zhuǎn)向器的外殼體。助力電機(jī)4、高速組行星減速機(jī)構(gòu)10、低速組行星減速機(jī)構(gòu)13和轉(zhuǎn)向器輸出軸21依次串接，助力電機(jī)4的輸入端還與助力電機(jī)控制器3連接；助力電機(jī)4固定在轉(zhuǎn)向器殼體a11上；轉(zhuǎn)向器輸出軸21通過軸承b19設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體b12上，軸承b19的外側(cè)還設(shè)置有骨架油封a20，骨架油封a20設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體b12與轉(zhuǎn)向器輸出軸21之間，轉(zhuǎn)向器殼體b12與轉(zhuǎn)向器輸出軸21之間設(shè)置有軸承c18。所述的高速組行星減速機(jī)構(gòu)10和低速組行星減速機(jī)構(gòu)13分別包括兩級行星減速機(jī)構(gòu)，每級行星減速機(jī)構(gòu)分別包括太陽輪5、行星輪6和行星架7；所述的行星輪6均通過軸承a15安裝在行星架7上，相鄰上一級的行星架7與相鄰下一級的太陽輪5固定連接，位于最前端的太陽輪5與助力電機(jī)4的輸出端固定連接，位于最后端的行星架7與轉(zhuǎn)向器輸出軸21固定連接。具體地，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)1所采用的減速機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)1包括蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器輸入軸29、彈性扭桿28和扭矩傳感器26；所述的轉(zhuǎn)向器輸出軸21配合安裝在蝸輪17的中心處，轉(zhuǎn)向器輸入軸29的一端與蝸桿16配合安裝，彈性扭桿28的兩端分別通過銷或鍵固定安裝在轉(zhuǎn)向器輸入軸29和蝸桿16的腔體內(nèi)，轉(zhuǎn)向器輸入軸29和蝸桿16的外側(cè)設(shè)置有扭矩傳感器26，扭矩傳感器26通過數(shù)據(jù)線與助力電機(jī)控制器3相連，數(shù)據(jù)線通過設(shè)置在轉(zhuǎn)向器殼體b12與轉(zhuǎn)向器上蓋30連接處的出線套31引出。蝸桿16兩端分別通過軸承d22和軸承e23配合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b12內(nèi)，軸承d22和軸承e23均為角接觸球軸承，軸承d22的外側(cè)還設(shè)置有鎖緊螺塞24，鎖緊螺塞24配合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b12內(nèi)部，鎖緊螺塞24與蝸桿16之間設(shè)置有骨架油封b25。轉(zhuǎn)向器輸入軸29通過軸承f27配合安裝在轉(zhuǎn)向器上蓋30上，轉(zhuǎn)向器上蓋30扣合安裝在轉(zhuǎn)向器殼體b12上。進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱時，轉(zhuǎn)向器輸出軸21所受的轉(zhuǎn)向負(fù)載變化能通過蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)反饋到彈性扭桿28與轉(zhuǎn)向器輸入軸29上。方向盤的轉(zhuǎn)向手力帶動轉(zhuǎn)向器輸入軸29旋轉(zhuǎn)使彈性扭桿28根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力的大小產(chǎn)生適量的變形，扭矩傳感器26把彈性扭桿28的變形大小、扭轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)向器輸入軸29的轉(zhuǎn)動角度等信息傳遞給助力電機(jī)控制器3。助力電機(jī)控制器3根據(jù)接收到的傳感器信號、車速信號等按一定規(guī)律控制轉(zhuǎn)向助力電機(jī)4，使助助力電機(jī)4在不同的車速和不同的轉(zhuǎn)角下都能為轉(zhuǎn)向器控制車輛的轉(zhuǎn)向提供理想的助力。