一種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于商用車的前輪獨立轉(zhuǎn)向。
【背景技術】
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[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，公路運輸(包括人和貨物的運輸)在整個交通運輸領域占有重要地位，并且隨著商用車保有量的不斷增加，商用車的性能逐漸受到人們的重視，其中作為關鍵系統(tǒng)之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對商用車的行駛安全至關重要。雖然傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(機械式、液壓助力或電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng))已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，并廣泛用于現(xiàn)代汽車(包括商用車)，但隨著汽車、電子技術的不斷進步和人們生活水平的顯著提高，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)在一定程度上不能滿足人們對高性能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求。相比于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅能克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的問題，而且能夠提高汽車的操縱穩(wěn)定性以及減少輪胎磨損，提高經(jīng)濟性等。但由于商用車滿載質(zhì)量大，轉(zhuǎn)向所需的轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)設計起來也比較麻煩，所以國內(nèi)對商用車獨立轉(zhuǎn)向的研究涉及的不是很多。本人對商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向機構(gòu)做了進一步研究分析，設計了一種適用于商用車的前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，旨在克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不足和提高商用車的轉(zhuǎn)向性能。
【實用新型內(nèi)容】:
[0003]本實用新型的目的在于設計了一種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用于商用車的獨立轉(zhuǎn)向。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是按如下技術方案實現(xiàn)的:
[0004]—種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，目的在于提高商用車的轉(zhuǎn)向性能。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、齒輪齒條總成。由于商用車滿載質(zhì)量大，轉(zhuǎn)向所需的轉(zhuǎn)矩大，據(jù)此，本實用新型采用雙級減速機構(gòu)形式，以提供足夠大的轉(zhuǎn)向力矩。其中，蝸輪蝸桿機構(gòu)為第一級，齒輪齒條總成為第二級。兩個轉(zhuǎn)向輪各對應一臺電機;兩臺電機相互獨立，通過相關機構(gòu)控制著各自相應車輪的轉(zhuǎn)向運動。其中，本實用新型系統(tǒng)動力傳輸路徑如下:電機—禍輪蝸桿機構(gòu)—齒輪齒條總成—轉(zhuǎn)向節(jié)臂—轉(zhuǎn)向車輪。
[0005]技術方案中所述的電機包括一個定子、和定子同軸的電樞、一根帶有驅(qū)動部分和傳動部分的共用軸。其中驅(qū)動部分通過連結(jié)件與電樞相連以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動輸出；傳動部分做成蝸桿，用于和蝸輪相嚙合傳輸動力。該共用軸的使用，不僅減少了電機質(zhì)量，縮短了安裝寬度，降低了成本，而且解決了電機和蝸輪之間的調(diào)整問題。
[0006]技術方案中所述的蝸輪中間銑有花鍵槽，小齒輪軸也銑有花鍵，兩者通過花鍵連結(jié)實現(xiàn)把動力從蝸輪傳至到齒條。
[0007]技術方案中所述的齒條在徑向上開有一定深度、沿軸向方向有一定長度的滾道，通過與導輪相配合，用來支持和引導齒條在滾道內(nèi)直線運動。滾道兩端起限位作用，并通過改變滾道在軸向方向上的長度可改變轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]I，本實用新型采用雙級減速機構(gòu)形式，通過二次增大轉(zhuǎn)矩，能夠可靠的為各種工況下的轉(zhuǎn)向提供轉(zhuǎn)向力矩。
[0010]2，由于本實用新型采用雙級減速結(jié)構(gòu)形式，在滿足轉(zhuǎn)向要求的前提下，可適當?shù)倪x擇小點的電機，可節(jié)約安裝空間，降低成本。
[0011]3，共用軸的使用不僅減少了電機質(zhì)量，縮短了安裝寬度，降低了成本，而且解決了電機和蝸輪之間的調(diào)整問題。
[0012]4，通過齒條上滾道可以對轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角進行限制，可以改變滾道長度來改變轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的范圍。
[0013]5，左前輪和右前輪相互獨立進行轉(zhuǎn)向，不僅能夠提高轉(zhuǎn)向性能，而且能減少輪胎的磨損，提高經(jīng)濟性。
【附圖說明】
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[0014]圖1是本實用新型所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖2是本實用新型所用電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是小齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是齒條滾道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，I，左前輪;2，轉(zhuǎn)向節(jié)臂;3，蝸輪蝸桿機構(gòu);4，電機軸;5，電機;6，小齒輪軸;7，齒輪齒條總成;8，右前輪;9，共用軸傳動部分;10，共用軸；11，軸承；12，電機殼體;13，定子；14，電樞;15，襯套；16，端蓋總成；17，軸承;18，共用軸驅(qū)動部分;19，連接件;20，小齒輪軸軸端;21，花鍵;22，小齒輪;23，滾道;24，齒條
【具體實施方式】
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[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的描述。
[0020]參閱圖1，本實用新型設計的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括電機5、蝸輪蝸桿機構(gòu)3、齒輪齒條總成7。采用兩級減速結(jié)構(gòu)形式，其中渦輪蝸桿機構(gòu)3為第一級，齒輪齒條總成7為第二級。由于商用車滿載質(zhì)量大，轉(zhuǎn)向時所需轉(zhuǎn)矩大，故通過兩次降速增扭提供足夠的轉(zhuǎn)矩。動力傳輸路徑如下:電機5—渦輪蝸桿機構(gòu)3—齒輪齒條總成7—轉(zhuǎn)向節(jié)臂2—左前輪I，進而實現(xiàn)左前輪I獨立轉(zhuǎn)向。同理，通過相同的機構(gòu)可實現(xiàn)右前輪8獨立轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向。
[0021]參閱圖2，本實用新型所用的電機6包括定子13、與定子同軸的電樞14、一根帶有驅(qū)動部分18和傳動部分9的共用軸10。其中，驅(qū)動部分18通過連結(jié)件19與電樞14相連以實現(xiàn)電樞14的旋轉(zhuǎn)運動輸出；共用軸傳動部分9做成蝸桿，用于和蝸輪相嚙合以傳輸動力。共用軸10的使用不僅減少了電機質(zhì)量，縮短了安裝寬度，降低了成本，而且解決了電機和蝸輪之間的調(diào)整問題
[0022]參閱圖3，蝸輪中間銑有花鍵槽，小齒輪軸6也銑有花鍵21，兩者通過花鍵21連接實現(xiàn)把動力從蝸輪傳輸?shù)烬X條24上，使齒條進行直線運動，進而帶動轉(zhuǎn)向節(jié)臂2運動，最終實現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。
[0023]參閱圖4，齒條24在徑向上開有一定深度、沿軸向方向有一定長度的滾道23，通過與導輪相配合，用來支持和引導齒條24在滾道內(nèi)直線運動。滾道23兩端起限位作用，并通過改變滾道在軸向方向上的長度可改變轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于包括電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、齒輪齒條總成;其中，電機用來為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向動力，蝸輪蝸桿機構(gòu)和齒輪齒條總成用來傳輸動力并起到降低轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)矩的作用；左前輪和右前輪相互獨立進行轉(zhuǎn)向，不僅能夠提尚轉(zhuǎn)向性能，而且能減少輪胎的磨損，提尚經(jīng)濟性。2.如權(quán)利要求1所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于采用雙級減速結(jié)構(gòu)形式;其中蝸輪蝸桿機構(gòu)為第一級、齒輪齒條總成為第二級。3.如權(quán)利要求1所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所用的電機包括定子、與定子同軸的電樞、一根帶有驅(qū)動部分和傳動部分的共用軸。4.如權(quán)利要求3所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于共用軸的驅(qū)動部分通過連結(jié)件與電樞相連，實現(xiàn)電樞旋轉(zhuǎn)運動的輸出；共用軸的傳動部分做成蝸桿，用于和蝸輪相嚙合以傳輸動力。5.如權(quán)利要求1所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于蝸輪中間銑有花鍵槽;小齒輪軸也銑有花鍵，并通過花鍵同軸連結(jié)蝸輪和小齒輪軸以實現(xiàn)動力傳輸。6.如權(quán)利要求1所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于左前輪和右前輪各對應有一臺電機;兩臺電機相互獨立并通過相關機構(gòu)控制著各自相應車輪的轉(zhuǎn)向運動。7.如權(quán)利要求1所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于所用的齒條在徑向上開有一定深度、軸向方向一定長度的滾道，通過與導輪相配合，用于支持和限制齒條在滾道內(nèi)的直線運動。8.如權(quán)利要求7所述的基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于滾道限制了轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍，通過改變滾道在軸向方向上的長度，可改變轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角范圍。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于雙級減速機構(gòu)的商用車前輪獨立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，目的在于提高商用車的轉(zhuǎn)向性能。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電機、蝸輪蝸桿機構(gòu)、齒輪齒條總成組成。由于商用車滿載質(zhì)量大，轉(zhuǎn)向所需的轉(zhuǎn)矩大，據(jù)此，本實用新型采用雙級減速機構(gòu)形式，通過二次增大扭矩以提供足夠大的轉(zhuǎn)向力矩。其中，蝸輪蝸桿機構(gòu)為第一級，齒輪齒條總成為第二級。兩個轉(zhuǎn)向輪各對應一臺電機；兩臺電機相互獨立，通過相關機構(gòu)控制著各自相應車輪的轉(zhuǎn)向運動。獨立轉(zhuǎn)向不但可以克服傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向的不足，而且具有能夠提高汽車的操縱穩(wěn)定性以及減少輪胎磨損，提高經(jīng)濟性等優(yōu)點。
【IPC分類】B62D3/12, B62D3/04, B62D5/04
【公開號】CN205168618
【申請?zhí)枴緾N201520896271
【發(fā)明人】鄭宏宇, 趙明新, 趙偉強, 宗長富
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月11日