一种用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构技术领域
本发明涉及一种用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构。
背景技术
在一些利用轴类传动零件例如马达轴或蜗杆轴进行换向传递运动的机构
(例如目前的汽车座椅的传动机构)中，由于轴类传动零件例如马达轴或蜗
杆轴存在轴向间隙，会造成换向运动噪声并出现系统内阻不稳定的问题。为
了消除轴类传动零件例如马达轴或蜗杆轴的轴向间隙，目前有两种做法是：
一种做法参见图1所示，将配置有壳体1中的蜗杆安放腔2内的蜗杆轴3
的一端通过轴承4支撑在壳体1的蜗杆安放腔2中，轴承4的外圈与蜗杆安
放腔2的周腔壁过盈配合，蜗杆轴3与轴承4的内圈之间间隙配合，该蜗杆
轴3的轴向间隙通过旋入壳体1中的轴向间隙调节螺钉5来消除，轴向间隙
调节螺钉5面向蜗杆轴3的那一端面上配置有蜗杆轴承装沉孔6，蜗杆轴3
的另一端插入到该蜗杆轴承装沉孔6中。转动轴向间隙调节螺钉5，使蜗杆轴
承装沉孔6的底面与蜗杆轴3的另一端端面接触来消除轴向间隙调节螺钉5
与蜗杆轴3之间的轴向间隙。但是此类做法需要将轴向间隙调节螺钉5的位
置调整的非常精确，如果不能将轴向间隙调节螺钉5的位置调节很精确使蜗
杆轴承装沉孔6的底面与蜗杆轴3的另一端端面刚好接触的话，要么会出现
蜗杆轴承装沉孔6的底面与蜗杆轴3的另一端端面没有接触，蜗杆轴3与轴
向间隙调节螺钉5之间依然存在轴向间隙，出现换向噪声；要么就是蜗杆轴
承装沉孔6的底面给蜗杆轴3施加的轴向正压力急剧上升(参见图2，压力增
大的斜率为材料变形的弹性模量)，使得系统内阻增大，出现摩擦噪声。目前
此类做法中对于轴向间隙调节螺钉5的位置判断，是依靠测量轴向间隙调节
螺钉5位移量或者检测蜗杆轴3所承受的轴向正压力值或者对马达的电流值
来进行的，这需要特殊的设备，多余的时间和人力，并且还存在定位不准确
的风险。
另一种做法参见图3所示，在壳体10靠近马达轴20的自由端配置一轴
向间隙调节腔30，马达轴20的自由端通过轴承40支撑在轴向间隙调节腔30
内，轴承40的外圈与轴向间隙调节腔30的周腔壁过盈配合，马达轴20与轴
承40的内圈之间间隙配合，该马达轴20的轴向间隙通过配置在轴向间隙调
节腔30内的弹性元件50来消除。但是随着弹性元件50压缩量的增大，也会
造成马达轴20所承受的轴向正压力急剧上升(参见图4)，使得系统内阻增大，
出现摩擦噪声。另外由于弹性元件50的压缩量无法稳定的测量，也会造成马
达轴20所承受的轴向正压力不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术所存在的不足而提供一种
轴向间隙调节精准且结构简单的用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构，包括轴类零件和用以承载
轴类零件的壳体，所述轴类零件的一端与动力源连接，轴类零件的另一端为
自由端，其特征在于，在所述壳体内对应于所述轴类零件的自由端位置配置
有与所述轴类零件同轴的轴类零件承载腔、轴向间隙调节元件容纳腔并在所
述轴向间隙调节元件容纳腔的腔底上开设有一自攻螺钉通孔，所述自攻螺钉
通孔将所述轴向间隙调节元件容纳腔的内部与外界沟通；在所述轴承零件承
载腔内配置有一轴承，所述轴承的外圈与所述轴类零件承载腔的周腔面过盈
配合，轴类零件的自由端穿过所述轴承的内圈并与轴承的内圈间隙配合；在
所述轴向间隙调节元件容纳腔中配置有一不能旋转只能进行轴向运动的轴向
间隙调节元件，所述轴向间隙调节元件具有一与所述轴类零件的自由端端面
接触的第一表面和与所述第一表面相对设置有第二表面，在所述轴向间隙调
节元件内开设有自攻螺钉沉孔，所述自攻螺钉沉孔的开口朝向所述轴向间隙
调节元件的第二表面；将一轴向间隙调节自攻螺钉从自攻螺钉通孔外端攻入
自攻螺钉通孔中并穿过自攻螺钉通孔攻入所述轴向间隙调节元件的自攻螺钉
沉孔中，通过旋转轴向间隙调节自攻螺钉，即可推动所述轴向间隙调节元件
的轴向运动，使轴向间隙调节元件的第一端面与轴类零件的自由端端面接触，
来消除轴类零件的轴向间隙。
在本发明的一个优选实施例中，所述壳体和轴向间隙调节元件均为塑料
件。
在本发明的一个优选实施例中，所述轴类零件为蜗杆轴或马达轴或齿轮
轴或丝杆。
在本发明的一个优选实施例中，所述自攻螺钉通孔与所述轴向间隙调节
元件中的自攻螺钉沉孔同轴设置。
由于采用了如上的技术方案，本发明通过轴向间隙调节自攻螺钉和带有
自攻螺钉沉孔的轴向间隙调整元件的应用，能将轴类零件调整到无轴向间隙，
并且在轴向间隙调节自攻螺钉继续攻入轴向间隙调整元件的自攻螺钉沉孔过
程中，使轴类零件所承受的轴向正压力保持在恒定值，消除了轴向力过大的
升高而卡住轴类零件的风险。另外可以通过调整轴向间隙调节自攻螺钉的规
格和扭矩值来调整轴类零件所承受的轴向正压力。
附图说明
图1为现有通过调节螺钉来消除蜗杆轴的轴向间隙结构示意图。
图2为调节螺钉位移量与蜗杆轴所承受的轴向正压力关系示意图。
图3为现有通过弹性元件来消除马达轴的轴向间隙结构示意图。
图4为弹性元件的压缩量与马达轴所承受的轴向正压力关系示意图。
图5为本发明应用于汽车座椅传动机构中的示例图。
图6为本发明应用于汽车座椅传动机构中各部件位置关系示意图。
图7为本发明应用于汽车座椅传动机构中各部件安装顺序示意图。
图8为本发明中的轴向间隙调节元件的结构示意图。
图9为本发明中轴向间隙调节自攻螺钉攻入壳体上的自攻螺钉通孔中的
状态示意图。
图10为本发明中轴向间隙调节自攻螺钉攻过壳体上的自攻螺钉通孔，接
触到轴向间隙调节元件将轴向间隙调节元件往马达轴的自由端方向推动的示
意图。
图11为本发明中轴向间隙调节自攻螺钉攻过壳体上的自攻螺钉通孔，攻
入轴向间隙调节元件的自攻螺钉沉孔使轴向间隙调节元件接触到马达轴自由
端端部的示意图。
图12为本发明中轴向间隙调节自攻螺钉攻过壳体上的自攻螺钉通孔并攻
入轴向间隙调节元件的自攻螺钉沉孔中，使轴向间隙调节元件接触到马达轴
自由端端部并且马达轴所承受的轴向正压力区域恒定的示意图。
图13为轴向间隙调节自攻螺钉的位移量与马达轴所承受的轴向正压力关
系示意图。
具体实施方式
参见图5至图12，图中给出的一种用于轴类传动零件的轴向间隙调节结
构，其包括轴类零件用和以承载轴类零件的壳体200，壳体200为塑料件，轴
类零件为马达轴110，当然也可以为蜗杆轴或齿轮轴或丝杆。马达轴110的
一端与马达100连接，马达轴110的另一端为自由端。
在壳体200内对应于马达轴110的自由端位置配置有与马达轴110同轴
的马达轴承载腔210、轴向间隙调节元件容纳腔220并在轴向间隙调节元件容
纳腔220的腔底上开设有一自攻螺钉通孔230，自攻螺钉通孔230将轴向间隙
调节元件容纳腔220的内部与外界沟通。
在马达轴承载腔210内压入一轴承310，轴承310为粉末冶金件，轴承
310的外圈与马达轴承载腔210的周腔面过盈配合，马达轴110的自由端穿过
轴承310的内圈并与轴承310的内圈间隙配合。
在轴向间隙调节元件容纳腔220中配置有一轴向间隙调节元件320。轴向
间隙调节元件320为塑料件，其具有一与马达轴110的自由端端面接触的第
一表面321和与第一表面321相对设置有第二表面322，在轴向间隙调节元件
320内开设有自攻螺钉沉孔323，自攻螺钉沉孔323的开口朝向轴向间隙调节
元件320的第二表面322，自攻螺钉沉孔323与自攻螺钉通孔230同轴。
在轴向间隙调节元件320的外周面324上配置一平面325，在轴向间隙调
节元件容纳腔220内也配置与轴向间隙调节元件320上的平面相适配的平面
(图中未示出)，通过轴向间隙调节元件320的外周面324上的平面325与轴
向间隙调节元件容纳腔220内的平面配合，轴向间隙调节元件320不能在轴
向间隙调节元件容纳腔220内转动，只能在轴向间隙调节元件容纳腔220内
轴向移动。
将一轴向间隙调节自攻螺钉330从自攻螺钉通孔230外端攻入自攻螺钉
通孔230中并穿过自攻螺钉通孔230攻入轴向间隙调节元件320的自攻螺钉
沉孔323中，通过旋转轴向间隙调节自攻螺钉330，即可推动轴向间隙调节元
件320的轴向运动，使轴向间隙调节元件320的第一端面321与马达轴110
的自由端端面接触，来消除马达轴110的轴向间隙。
上述具体实施方式的用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构的装配过程
是：先将轴向间隙调节元件320装入轴向间隙调节元件容纳腔220中，再将
轴承310压入到马达轴承载腔210中，最后将马达轴110穿过轴承310的内
圈并将马达100装配到壳体200上，最后将轴向间隙调节自攻螺钉330从自
攻螺钉通孔230外端攻入自攻螺钉通孔230中即可。
上述具体实施方式的用于轴类传动零件的轴向间隙调节结构中，马达轴
110的轴向间隙调节过程如下：
步骤1(参见图9)：轴向间隙调节自攻螺钉330从自攻螺钉通孔230外
端攻入自攻螺钉通孔230中，但未碰到轴向间隙调整元件320，此时轴向间隙
调整元件320的第一端面321与马达轴110的自由端端面有轴向间隙。
步骤2(参见图10)：轴向间隙调节自攻螺钉330攻过自攻螺钉通孔230
并接触到轴向间隙调整元件320，将轴向间隙调整元件320往马达轴110自由
端方向推动，此时轴向间隙调整元件320的第一端面321与马达轴110的自
由端端面之间的轴向间隙逐渐变小。
步骤3(参见图11)：轴向间隙调节自攻螺钉330攻入轴向间隙调整元件
320的自攻螺钉沉孔323中，此时轴向间隙调整元件320的第一端面321与马
达轴110的自由端端面接触，消除轴向间隙调整元件320的第一端面321与
马达轴110的自由端端面之间的轴向间隙。
步骤4(参见图12)：轴向间隙调整元件320的第一端面321给马达轴110
的自由端端面产生轴向正压力，轴向间隙调节自攻螺钉330攻入轴向间隙调
整元件320的自攻螺钉沉孔323中。此时轴间正压力逐渐增大，直到达到恒
定值。
轴向间隙调整元件320的第一端面321给马达轴110的自由端端面产生
轴向正压力的计算方法如下：
T＝F*tan(Φ+ρv)d2/2F＝2T/[tan(Φ+ρv)d2]＝恒定值
T-轴向间隙调节自攻螺钉330拧入扭矩F-轴向正压力Φ-轴向间隙
调节自攻螺钉330的螺纹螺旋升角ρv-当量摩擦角ρv＝arctanμv，μv轴向间
隙调节自攻螺钉330的-螺纹当量摩擦因数＝0.1—0.2d2-轴向间隙调节自攻
螺钉330的螺纹中径。
通过以上公式可以计算出，在轴向间隙调节自攻螺钉330攻入轴向间隙
调整元件320的自攻螺钉沉孔323中一段距离后，轴向间隙调整元件320的
第一端面321给马达轴110的自由端所施加的轴向正压力将达到恒定值(参
见图13),由此可见，本发明对于轴向间隙调节自攻螺钉330攻入轴向间隙调
整元件320的自攻螺钉沉孔323中的位置不做精确要求。