[发明专利]一种电动助力转向管柱的输入轴

说明书

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种电动助力转向管柱的输入轴。 

背景技术

依据国家对汽车安全性能的强制性规定，转向管柱和转向系统必须具备吸能和在碰撞时有溃缩功能以保证驾驶员的安全。EPS电动助力转向管柱在设计过程中，都按此规定进行了吸能溃缩式设计。目前这种设计方法全部采用输入轴上部为母体，输入轴下部为公体，输入轴上部直接和汽车方向盘连接，和方向盘连接部位存在锥度以便花键和螺栓锁紧。即输入轴上部的吸能溃缩部份为内花键或内扁孔，输入轴下部为外花键或外扁方。 

如国知局公开的一种新型输入轴上下部联接结构【专利号：201020517918.0】,包括输入轴下部、输入轴上部和注塑件,在本发明中,中间连接的注塑件放弃了环状结构,而采用一直通孔结构,从输入轴上部直接贯通输入轴下部来连接输入轴上部和输入轴下部。这种结构的输入轴上部是套在输入轴下部上的。 

这种通用和传统的设计方法给输入轴上部的加工和制造工艺带来了很大的难度，提高了制造成本，还存在严重的质量隐患。按传统的设计输入轴上部采用内花键或内扁方，其材料必须用管料，所以通常有两种加工方法：一、采用高频缩管和冷挤压缩管工艺；二、采用旋锻压工艺加工成型。前者成本稍低，但多次的缩管造成材料金相变异，容易产生裂纹，还可能由于输入轴上部的轴承档位的加工以及螺纹、花键处的加工与馈管轴向的错位导致壁厚不均匀，达不到规定的静扭扭矩的技术要求，存在质量隐 患。而后者旋锻压加工设备昂贵，很多生产厂家不具备加工条件，导致生产成本提高，同时还存在热处理过程中的质量隐患。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构强度高的电动助力转向管柱的输入轴。 

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电动助力转向管柱的输入轴，包括输入轴上部和输入轴下部，所述的输入轴上部一端能与汽车方向盘相连接，所述的输入轴下部一端能固定在车体上，其特征在于，所述的输入轴下部另一端端面沿轴心线方向开设有通孔，所述的输入轴上部另一端能够插入输入轴下部的通孔内且在两者之间设有使输入轴下部与输入轴上部能轴向滑动配合但周向锁定的连接结构。 

输入轴下部为母体，输入轴上部为公体，输入轴上部的一端插入输入轴下部的通孔内并能沿着轴向滑动，达到吸能溃缩的功能；输入轴上部插入输入轴下部后连接结构使两者周向锁定，实现同步转动的目的。由于输入轴上部需要加工轴承档位、外螺纹和外花键，所以改成公体后不需要使用管材作为原料，提高了输入轴上、下部的同轴度，降低了输入轴上部的制造成本，杜绝了原结构存在的裂纹或壁厚不均的质量隐患，增强了输入轴的整体结构强度。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的连接结构包括设在输入轴上部一端的外花键和设在输入轴下部通孔内的内花键，所述的外花键与内花键相匹配。输入轴上部具有外花键，输入轴下部具有内花键，两者相配合实现周向同步转动、轴向可相对滑动的功能。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述外花键上具有若干段轴向间隔均布的环形凹槽。外花键太长，轴向移动时容易 与内花键相卡住，设置环形凹槽后减少外花键与内花键的接触面积，两者相对轴向滑动时阻力减少，滑动配合更容易。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的连接结构包括设在输入轴上部一端的外扁方和输入轴下部通孔的开口段为内扁孔，所述的外扁方与内扁孔相匹配。外扁方和内扁孔的结构加工成型简单，易配合。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的内扁孔的壁厚为3mm-6mm。3mm-6mm壁厚的内扁孔结构足够牢固，车、拉工艺加工时不容易发生断裂。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的输入轴上部采用40Cr钢实心材料制成。输入轴上部为实心，结构强度大，加工方法可采用普通的车、磨、滚铣工艺，加工工艺简单，省却了复杂的所管、旋锻压工艺，降低了制造难度和成本，消除了因原管材加工成型工艺所造成的裂纹和壁厚不均的质量隐患。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的输入轴下部采用45号精拉钢管制成。45号精拉钢管来源广，加工方法普及率大，可采用普通的拉、车工艺就能成型，降低了制造成本，保证了输入轴下部的精度和技术要求。 

在上述的电动助力转向管柱的输入轴中，所述的输入轴上部设有具有锥度的轴承档位。轴承档位用于固定轴承，输入轴上部为实心材料后，加工锥度时不考虑壁厚问题，所以加工变得比较简单，消除了因管材的输入轴上部在加工时与馈管轴向错位导致壁厚不均的问题，提高了输入轴上部的结构强度。