[發(fā)明專利]一種外抱帶式浮動齒形換擋制動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010694577.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111963588B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬彪;王赫;張存振;鄭長松;陳漫;杜秋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F16D49/16
• 分類號: F16D49/16;F16D65/06;F16D65/16;F16D121/16;F16D121/24;F16D123/00;F16D125/40
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發(fā)明公開了一種外抱帶式浮動齒形換擋制動器，包括制動帶、浮動帶齒、彈簧、制動鼓、限位機(jī)構(gòu)、自鎖裝置及驅(qū)動機(jī)構(gòu)；當(dāng)制動器不工作時，兩個制動帶的活動端處于分離狀態(tài)，浮動帶齒與制動鼓齒處于脫離狀態(tài)，彈簧處于拉伸狀態(tài)；當(dāng)制動器制動時，兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動兩個制動帶的活動端同步相向運動，使浮動帶齒與制動鼓齒嚙合，浮動帶齒在制動鼓齒的帶動下沿制動帶周向移動，由限位機(jī)構(gòu)限位此時制動鼓停轉(zhuǎn)，同時浮動帶齒由自鎖裝置鎖定，限制浮動帶齒的反向運動；當(dāng)自鎖裝置解鎖時，浮動帶齒在彈簧的作用下復(fù)位。本發(fā)明在制動時可保證所有帶齒均能與制動鼓齒嚙合，能避免碰撞時因非全齒嚙合造成的各齒制動力矩分配不均、局部零件應(yīng)力過大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外抱帶式浮動齒形換擋制動器。

背景技術(shù)

目前開發(fā)的電驅(qū)動履帶車輛受限于電機(jī)與電池技術(shù)，為滿足履帶車輛動力性能技術(shù)要求的需要，履帶車輛配備的電機(jī)需加裝兩擋行星變速箱，通過改變傳動比來實現(xiàn)較大的爬坡度和較高的最高車速的目的，并減輕電機(jī)與電池的負(fù)擔(dān)，能夠使電機(jī)持續(xù)工作在最佳效率范圍內(nèi)，提升電驅(qū)動履帶車輛的動力性和經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)的履帶車輛行星變速箱通常采用濕式摩擦片式換擋機(jī)構(gòu)，通過液壓裝置壓緊主被動端摩擦片，利用摩擦片間的摩擦轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)對行星構(gòu)件的制動，從而改變傳動比。

然而該方案中摩擦片為易損件，使用經(jīng)驗表明傳統(tǒng)的濕式摩擦片式換擋制動器存在摩擦片易燒蝕、磨損、翹曲變形的問題，在惡劣工況下可能導(dǎo)致摩擦片斷裂和破碎的嚴(yán)重情況，并使制動器失效。另外，濕式摩擦片式制動器在工作過程中存在不可忽略的帶排損失，制約傳動系統(tǒng)效率的提高，而為該裝置配備的液壓部件由于包括油箱、泵、馬達(dá)和管路等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整個操縱裝置結(jié)構(gòu)體積偏大，重量較重，不便于布置在以電能為動力的履帶車輛上。為提高電驅(qū)動履帶車輛的可靠性、工作效率以及車體輕量化的實現(xiàn)，亟需為電驅(qū)動履帶車輛兩擋變速箱開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，布置方便，能源獲取便捷且傳動效率高的換擋制動器。基于此應(yīng)用背景，現(xiàn)有中國發(fā)明專利中公開了一種外抱帶式齒形制動器(公布號：CN110439940A)，制動帶采用分段對稱結(jié)構(gòu)，使得制動帶能夠同心同步收緊，且采用絲杠螺母作動機(jī)構(gòu)完成對稱齒帶的收緊動作，使得制動力矩全部由零件機(jī)械強(qiáng)度承擔(dān)，制動時無需持續(xù)做功輸出制動力源，如圖1所示。該方案能夠解決現(xiàn)有制動器在接合后執(zhí)行電機(jī)持續(xù)做功的問題，依靠梯形絲杠螺母副的自鎖特性即可保持制動帶活動端的位置，使得換擋制動器能耗大幅下降；能夠減少執(zhí)行電機(jī)的重量與體積，避免電機(jī)持續(xù)堵轉(zhuǎn)帶來的發(fā)熱燒壞風(fēng)險。

但在實際使用過程中，上述方案在工作可靠性等方面依然有一定的問題，可行性差。首先，采用外抱對稱帶式齒形制動器并不能徹底根除制動過程中的非全齒嚙合問題，原因在于實際接合過程中，制動帶齒所對制動鼓圓心角在不斷發(fā)生變化，與制動鼓齒所對圓心角并不完全相等，若制動帶尚未移動至最終位置時制動帶齒就已經(jīng)與制動鼓發(fā)生碰撞，則同樣會產(chǎn)生非全齒嚙合的問題。非全齒嚙合會極大增加接觸嚙合部位的應(yīng)力，不僅使制動機(jī)構(gòu)無法受力平衡，加重制動機(jī)構(gòu)連接部位的負(fù)擔(dān)，更無法實現(xiàn)制動過程的可靠和穩(wěn)定性，影響制動件的工作可靠性和使用壽命，甚至?xí)苯訐p壞制動件。

對于采用滾動螺旋傳動的絲杠螺母機(jī)構(gòu)而言，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，抗沖擊性能差。該結(jié)構(gòu)中制動帶頂部需依靠絲杠螺母機(jī)構(gòu)保持固定，而在制動過程中盡管制動齒以及彈性齒套吸收了大量的制動沖擊能量，仍無法避免制動齒碰撞產(chǎn)生的沖擊力矩將對絲杠造成過大的剪切力，容易使絲杠產(chǎn)生彎曲變形。一旦絲杠發(fā)生形變，將極大地影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞運動的精確性，更可能使制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效。因此直接采用絲杠螺母傳動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)將進(jìn)一步限制制動器的工作可靠性。

綜上所述，雖然上述方案相比現(xiàn)有技術(shù)有了一定的進(jìn)步，但依然存在不可忽略的問題，并直接影響到制動器工作性能和使用壽命，距實際投入使用存在一定的距離，因此對上述缺陷進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種外抱帶式浮動齒形換擋制動器，在制動時可保證所有帶齒均能與制動鼓齒嚙合，能夠避免碰撞時因非全齒嚙合現(xiàn)象造成的各齒制動力矩分配不均、局部零件應(yīng)力過大的問題。