一种重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件的制作方法

1.本发明涉及一种丝杠安装用支撑及轴承组件，尤其涉及一种重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件。


背景技术：

2.对于电动助力转向器中的丝杠，传统的支撑结构采用滚动轴承标准件，如圆锥滚子轴承、角接触球轴承等。这种结构的电动助力转向器基本能满足轻型汽车(如乘用车)的转向功能和布置需求。
3.为了满足重型汽车的电动化、无人化和智能化发展需求，采用丝杠推动的重载电动转向器正在开发设计中。由于重载电动转向器的输出扭矩是乘用车电动转向器的10倍左右，这使得重载电动转向器的丝杠轴向受力非常大，而且还承受一定程度的径向力。
4.如果重载电动转向器丝杠采用传统常用的滚动轴承标准件，如公开号为cn216269501的一种重载商用车用双电机行星滚柱丝杠式电动助力转向器中描述的，用于丝杠支撑的轴承数量将较多。由于丝杠及轴承的承载能力与其尺寸成正比，这将导致转向器轴向尺寸过大的问题。同时较大尺寸的转向器容易受到安装空间的限制，此时不得不采用具有较少数量轴承或轴承体积较小的电动转向器。这种结构的电动转向器对丝杠的承载能力不足，同时容易出现轴承寿命低的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种承载能力高且体积较小的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件。
6.本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，包括壳体，壳体内设有丝杠及轴承组件，丝杠包括丝杠杆及设于丝杠杆外壁上的挡圈，其特征在于：所述轴承组件包括轴承座，轴承座包括向心轴承外圈、设于向心轴承外圈外周面的隔环，向心轴承外圈的内侧设有向心轴承内圈，向心轴承内圈与向心轴承外圈之间设有若干向心轴承滚子，隔环的内侧固设于向心轴承外圈的外壁上，隔环的两侧分别设有位于向心轴承外侧的推力轴承保持架，推力轴承保持架上设有若干定位孔，定位孔内设有推力轴承滚子，轴承组件还包括轴承端盖及推力轴承座圈，轴承端盖的外周面上设有外螺纹，壳体内壁的一端设有与轴承端盖适配的内螺纹，安装时，所述隔环设置于壳体内壁的安装台阶上，所述轴承端盖与壳体螺纹连接并将隔环压紧与壳体内壁的安装台阶表面，所述丝杠杆的端部依次穿过向心轴承内圈及推力轴承座圈并与锁紧螺母连接，位于隔环一侧的推力轴承滚子与所述挡圈接触，另一侧的推力轴承滚子与所述推力轴承座圈接触。
7.该重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，位于向心轴承外圈外侧的两组推力轴承保持架分别设置于隔环的两侧，若干推力轴承滚子均布于以丝杠杆为中轴的圆周上，并且单个推力轴承滚子的中轴沿径向布置。向心轴承滚子置于向心轴承外圈与向心轴承内圈之间，其构成了该轴承组件的向心轴承，而两组推力轴承保持架、隔圈等部件构成了推力轴承
的主体，推力轴承座圈及丝杠杆上的挡圈形成了推力轴承的座圈，相较于现有的用于重载电动转向器的轴承组件，其将原有的在丝杠轴径上并排布置的向心轴承和推力轴承集成在一个轴承组件内，从而大大减小了轴承组件的整体轴向尺寸，进而减小了电动助力转向器丝杠支撑结构的轴向尺寸，最终减小电动转向器外形尺寸，使其在保持原有承载能力的基础上，轴向尺寸大为减小，方便了其安装与布置，也提高了其使用的寿命。
8.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述轴承端盖外端面设有齿圈和螺纹孔。
9.齿圈和螺纹孔的设置方便了操作人员通过专用工装工具将轴承端盖安装于壳体的螺纹孔内。
10.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述推力轴承滚子为滚柱。
11.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述向心轴承滚子为滚柱。
12.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述丝杠由高碳铬轴承钢制成。
13.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述挡圈为表面经过淬火处理的挡圈。
14.该设计保证了丝杠的较高硬度、较低的粗糙度和较高精度的形位公差。
15.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述丝杠为滚珠丝杠或滚柱丝杠。
16.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述推力轴承座圈与锁紧螺母之间设有锁紧环。
17.锁紧环的设置实现了锁紧螺母与丝杠杆之间的锁紧，防止其与丝杠杆之间产生松脱。
18.进一步的，本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，所述轴承端盖的端面上开设有操作孔。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本发明的实施例对其进行详细说明。
附图说明
20.图1是重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件的拆解图；
21.图2是重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件的剖视图；
22.图3是轴承组件的立体图；
23.图4是轴承组件的剖视图。
24.其中，壳体1，丝杠杆2，挡圈3，向心轴承外圈4，隔环5，向心轴承内圈6，向心轴承滚子7，推力轴承保持架8，定位孔9，推力轴承滚子10，轴承端盖11，推力轴承座圈12，安装台阶13，锁紧螺母14，锁紧环15，操作孔16。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.实施例一：
27.参见图1至图4，本实施例的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，包括壳体1，壳体内设有丝杠及轴承组件，丝杠包括丝杠杆2及设于丝杠杆外壁上的挡圈3，轴承组件包括轴承座，轴承座包括向心轴承外圈4、设于向心轴承外圈外周面的隔环5，向心轴承外圈的内侧设有向心轴承内圈6，向心轴承内圈与向心轴承外圈之间设有若干向心轴承滚子7，隔环的内侧固设于向心轴承外圈的外壁上，隔环的两侧分别设有位于向心轴承外侧的推力轴承保持架8，推力轴承保持架呈环状结构，推力轴承保持架上设有若干定位孔9，定位孔内设有推力轴承滚子10，轴承组件还包括轴承端盖11及推力轴承座圈12，轴承端盖的外周面上设有外螺纹，壳体内壁的一端设有与轴承端盖适配的内螺纹，安装时，隔环设置于壳体内壁的安装台阶13上，轴承端盖与壳体螺纹连接并将隔环压紧与壳体内壁的安装台阶表面，丝杠杆的端部依次穿过向心轴承内圈及推力轴承座圈并与锁紧螺母14连接，位于隔环一侧的推力轴承滚子与挡圈接触，另一侧的推力轴承滚子与推力轴承座圈接触。
28.本发明的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，位于向心轴承外圈外侧的两组推力轴承保持架分别设置于隔环的两侧，若干推力轴承滚子均布于以丝杠杆为中轴的圆周上，并且单个推力轴承滚子的中轴沿径向布置。向心轴承滚子置于向心轴承外圈与向心轴承内圈之间，其构成了该轴承组件的向心轴承，而两组推力轴承保持架、隔圈等部件构成了推力轴承的主体，推力轴承座圈及丝杠杆上的挡圈形成了推力轴承的座圈，相较于现有的用于重载电动转向器的轴承组件，其将原有的在丝杠轴径上并排布置的向心轴承和推力轴承集成在一个轴承组件内，从而大大减小了轴承组件的整体轴向尺寸，进而减小了电动助力转向器丝杠支撑结构的轴向尺寸，最终减小电动转向器外形尺寸，使其在保持原有承载能力的基础上，轴向尺寸大为减小，方便了其安装与布置，也提高了其使用的寿命。
29.综上，该轴承组件是向心轴承和双向推力轴承的组合承载能力高且体积较小。
30.具体的，该轴承组件是向心轴承和双向推力轴承的组合。轴承组件中间是集成向心轴承外圈和隔环的轴承座。向心轴承外圈和向心轴承内圈均为两端开口的管状结构，隔环呈扁平状的环状结构。隔环的左右两侧分别有沿径向布置的推力轴承滚子及推力轴承保持架，其中一侧推力轴承滚子与挡圈接触，另一侧的推力轴承滚子与最外侧的推力轴承座圈接触。
31.安装时，丝杠杆的一端先穿过向心轴承内圈，然后穿过推力轴承座圈，并与锁紧螺母连接，锁紧螺母将内圈压紧丝杠杆的挡圈上。壳体内壁的安装台阶和轴承端盖分别从两侧夹紧隔环，从而实现对丝杠的支撑。
32.其中，电动转向器的丝杠可以是滚柱丝杠总成，也可以是滚珠丝杠总成；其采用低合金工具钢和滚动轴承钢(如gcr15)制造。丝杠支撑轴颈具有较高的挡肩，即挡圈。挡圈朝向轴承组件的端面采用表面淬火处理，从而具有较高的硬度、较低的粗糙度和较高精度的形位公差。
33.轴承端盖用于固定轴承组件的轴承座，其外周面上具有外螺纹，与电动转向器的壳体内螺纹配合。其外端面具有齿圈和螺纹孔。安装是，轴承端盖表面的齿圈与拧紧工装的
齿圈啮合，并通过端盖的螺栓夹紧。随后操作人员通过拧紧工装对轴承端盖施加扭矩，轴承端盖便转动前移，与转向器壳体内的安装台阶共同夹紧轴承组件的轴承座。
34.锁紧螺母用于丝杠的轴向夹紧。锁紧螺母可以是圆螺母，也可以是其他夹紧装置。安装时，锁紧螺母穿过轴承端盖表面的穿孔并与丝杠杆螺纹连接，直至将向心轴承内圈夹紧于挡圈和推力轴承座圈之间。安装完成后，推力轴承挡圈的外圈位于轴承端盖内，其外缘与推力轴承挡圈之间具有一定的间隙。
35.轴承组件是向心轴承和双向推力轴承的组合；其中，向心轴承包括但不限于深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等类型；双向推力轴承包括但不限于推力球轴承、推力圆柱滚子轴承、推力滚针轴承等类型。
36.工作时，丝杠杆在电机及减速机的驱动下转动，从而带动其上的挡圈、向心轴承内圈、推力轴承座圈及锁紧内螺母等部件转动。转动过程中，向心轴承滚子在向心轴承内圈与向心轴承外圈之间滚动。推力轴承滚子在挡圈与隔环之间、推力轴承座圈与隔环之间滚动，从而减小摩擦。
37.优选的，本实施例的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，其推力轴承座圈与锁紧螺母之间设有锁紧环15。
38.锁紧环的设置实现了锁紧螺母与丝杠杆之间的锁紧，防止其与丝杠杆之间产生松脱。
39.优选的，本实施例的重载电动转向器丝杠支撑及轴承组件，轴承端盖的端面上开设有操作孔16。
40.以上仅是本发明优选的实施方式，用于辅助本领域技术人员实现相应的技术方案，而并不用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附权利要求限定。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的技术方案基础上，可做出若干与其等同的改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照上述实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。