CN109050496B - 一种汽车制动卡钳 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车刹车领域，尤其涉及一种汽车制动卡钳，它包括卡钳机构、刹车盘、轮轴，其中刹车盘安装在汽车上的轮轴的一端；卡钳机构固定安装在汽车车体上，且卡钳机构与刹车盘相配合；汽车在刹车过程中，刹车片与刹车盘及的接触面积增大，使得刹车片和刹车盘的摩擦面上单位面积的摩擦力减小，刹车片和刹车盘的磨损得到有效控制，进而延长了刹车片及刹车盘的寿命；在刹车过程中，刹车片与刹车盘接触的同时，均衡块上第二切口中的侧面与刹车盘接触并摩擦，从而使得刹车盘两个端面的受力均衡，避免刹车盘由于长期单侧受力而造成的损坏，延缓刹车盘更换周期，减低汽车制动系统的维护成本。

Description

一种汽车制动卡钳
技术领域
本发明属于汽车刹车领域，尤其涉及一种汽车制动卡钳。
背景技术
目前传统的刹车技术是通过液压系统推动刹车片与刹车盘接触摩擦从而实现汽车的制动效果；在制动过程中，刹车片整体始终参与摩擦，刹车盘上与刹车片产生摩擦的环形区域始终不变；这样的结构导致刹车盘局部磨损严重，刹车片的整体磨损速度加快，需要更换刹车片的频次增加，从而严重缩短了刹车片及刹车盘的使用寿命，增加了汽车维修成本。
本发明设计一种汽车制动卡钳解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种汽车制动卡钳，它是采用以下技术方案来实现的。
一种汽车制动卡钳，其特征在于：它包括卡钳机构、刹车盘、轮轴，其中刹车盘安装在汽车上的轮轴的一端；卡钳机构固定安装在汽车车体上，且卡钳机构与刹车盘相配合。
上述卡钳机构包括固定块、第一切口、第一梯形滑槽、均衡块、第二切口、第二梯形滑槽、第三梯形滑槽、第一梯形滑块、第二梯形滑块、第一连接块、第一复位弹簧、伸缩杆、第二连接块、连接轴、星轮、连接轴孔、环槽、锥形螺纹驱动轮、第一轴、蜗轮、蜗杆、第二轴、齿轮、齿条、梯形滑条、第三连接块、液压柱、液压缸、第一定位块、第二定位块、定位板、定位孔、第三定位块、第三复位弹簧、刹车片机构，其中固定块的下端面开有第一切口；第一切口的内壁的上端面上开有第一梯形滑槽，且第一梯形滑槽与第一切口的内壁的两个侧面相垂直；固定块通过其上端面固定安装在汽车车体上；均衡块的下端面上开有第二切口；第二切口的内壁的上端面上开有第二梯形滑槽，且第二梯形滑槽与第二切口的内壁中的两个侧面相垂直；均衡块的下端面上开有第三梯形滑槽，且第三梯形滑槽与第二梯形滑槽相垂直；第一梯形滑块安装在均衡块的上端面上，且第一梯形滑块与第二梯形滑槽平行；均衡块通过第一梯形滑块与第一梯形滑槽的滑动配合安装在第一切口中；刹车盘位于均衡块的第二切口中；均衡块的两个侧端面上对称地安装有两个第三复位弹簧；每个第三复位弹簧的两端都分别与第一切口的内壁和均衡块的侧端面连接；齿条的下端面具有齿牙；齿条的上端面上安装有梯形滑条；齿条通过梯形滑条与第三梯形滑槽的滑动配合安装在均衡块的下端面上。
第一连接块的上端面上安装有第二梯形滑块；第一连接块通过第二梯形滑块与第二梯形滑槽的滑动配合安装在第二切口中；伸缩杆通过其上端面与第一连接块的下端面固定连接；伸缩杆的下端安装有刹车片机构；刹车片机构与第二切口的内壁的一个侧面连接；刹车片机构与刹车盘相配合；第二切口中未与刹车片机构连接的侧面与刹车盘相配合；第一复位弹簧嵌套在伸缩杆的外侧；第一复位弹簧的一端与第一连接块的下端面连接，另一端与刹车片机构连接；连接轴通过其上端面与刹车片机构固定连接；星轮的两个端面之间开有贯通的连接轴孔；星轮的外圆面上沿周向开有滑槽；星轮通过连接轴孔与连接轴的外圆面之间的轴承配合安装在连接轴的下端；第一定位块通过其一个侧端面安装在第二切口的内壁上；第一轴通过其一个端面安装在第一定位块的下端面上；第一轴的轴端与第一定位块之间为轴承配合；锥形螺纹驱动轮通过其上的轴孔与第一轴的外圆面之间的键配合安装在第一轴上；蜗轮通过其上的轴孔与第一轴的外圆面之间的键配合安装在第一轴上，且蜗轮位于锥形螺纹驱动轮的下方；第二定位块通过其上的一个侧端面安装在第二切口的内壁上；定位板的两个侧端面之间开有贯通的定位孔；定位板安装在第二定位块的下端面上；第二轴一端穿过定位板上的定位孔；第二轴通过其外圆面与定位孔的内圆面之间的轴承配合安装在定位板上；蜗杆和齿轮分别安装在第二轴的两端；蜗杆位于第二切口中，且蜗杆与蜗轮相啮合；齿轮与齿条相啮合；液压缸通过第三定位块固定安装在均衡块的侧端面上；液压柱一端插入液压缸，另一端通过第三连接块与齿条的侧端面固定连接。
上述刹车片机构包括伸缩外套、键槽、伸缩柱、键、刹车片、第二复位弹簧、缓冲弹簧，其中第二连接块的上端面与伸缩杆的下端面固定连接；伸缩外套的内圆面上周向均匀地开有两个键槽；两个伸缩外套对称地安装在第二连接块的两个相对的侧端面上；第二连接块上未与伸缩外套连接的一个侧端面上安装有第二复位弹簧；第二复位弹簧的一端与第二连接块的侧端面连接，另一端与第二切口的内壁连接；伸缩柱一端的外圆面上周向均匀地安装有两个键；两个伸缩柱分别通过键与键槽的滑动配合安装在两个伸缩外套中；两个缓冲弹簧分别位于两个伸缩外套中；每个缓冲弹簧的一端与相应的伸缩外套的内壁连接，另一端与相应的伸缩柱的端面连接；两个伸缩柱的一端安装有刹车片；两个伸缩柱上未插入相应的伸缩外套的一端同时与刹车片固定连接； 刹车片与刹车盘相配合；第二连接块的下端面与连接轴的上端面固定连接。
作为本技术的进一步改进，上述第一复位弹簧的为拉伸弹簧。
作为本技术的进一步改进，上述第二复位弹簧为拉伸弹簧。
作为本技术的进一步改进，上述第三复位弹簧可拉伸可压缩。
作为本技术的进一步改进，上述缓冲弹簧为压缩弹簧。
作为本技术的进一步改进，上述液压缸通过液压管与汽车上的制动主缸连接。
本发明中的锥形螺纹驱动轮与星轮的配合的设计目的是，当汽车行进过程中需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸；液压缸中的液压油推动液压柱向液压缸外滑动；液压柱通过第三连接块、齿条、齿轮和第二轴带动蜗杆旋转；蜗杆驱动蜗轮旋转；蜗轮通过第一轴带动锥形螺纹驱动轮旋转；星轮沿锥形螺纹驱动轮与锥形螺纹驱动轮发生相对运动；由于锥形螺纹的半径自上而下急剧减小，所以锥形螺纹驱动轮带动星轮向下运动的同时锥形螺纹驱动轮驱动星轮向刹车盘方向横向移动；星轮通过连接轴、第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片向刹车盘横向运动同时沿刹车盘圆面半径向刹车盘中心方向运动；第二复位弹簧被拉伸；第二连接块通过伸缩杆带动第一连接块沿第二梯形滑槽向刹车盘的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片与刹车盘接触并产生摩擦；刹车片与刹车盘的接触面积逐渐增大，刹车盘与刹车片接触部分单位面积所承受的压力减小，刹车片及刹车盘的相对磨损减弱，进而延长了刹车盘及刹车片的使用寿命；同时，刹车片对刹车盘的压力急剧增加，进而刹车片与刹车盘之间的摩擦力急剧增大；刹车片对刹车盘产生的扭矩逐渐增大；汽车在刹车片对刹车盘产生的扭矩的作用下，速度逐渐减小，直到汽车停下来。
本发明中蜗杆蜗轮的设计目的是，当汽车行进过程中需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸；液压缸中的液压油推动液压柱向液压缸外滑动；液压柱通过第三连接块、齿条、齿轮和第二轴带动蜗杆旋转；蜗杆驱动蜗轮旋转；蜗轮通过第一轴带动锥形螺纹驱动轮旋转；星轮沿锥形螺纹驱动轮与锥形螺纹驱动轮发生相对运动；锥形螺纹驱动轮带动星轮向下运动，同时锥形螺纹驱动轮带动星轮向刹车盘方向横向移动；星轮通过连接轴、第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片向刹车盘横向运动同时沿刹车盘圆面半径向刹车盘中心方向运动；第二复位弹簧被拉伸；第二连接块通过伸缩杆带动第一连接块沿第二梯形滑槽向刹车盘的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片与刹车盘接触并产生摩擦；刹车片对刹车盘的压力急剧增加，进而刹车片与刹车盘之间的摩擦力急剧增大；刹车片对刹车盘产生的扭矩逐渐增大；汽车在刹车片对刹车盘产生的扭矩的作用下，速度逐渐减小，直到汽车停下来；在整个刹车过程中，刹车盘通过刹车片、伸缩柱、伸缩外套、第二连接块、连接轴、星轮、锥形螺纹驱动轮和蜗轮对蜗杆产生反作用；使得刹车片对刹车盘的作用趋于减弱；由于蜗杆对蜗轮的旋转存在自锁功能，所以驾驶员继续踩踏刹车踏板的情况下，刹车片对刹车盘的扭矩不会因为刹车盘的反作用而减弱，进而保证了刹车的有效性。
本发明中均衡块沿第一梯形滑槽在第一切口中往复滑动的设计目的是，当行驶中的汽车需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸；液压缸中的液压油推动液压柱向液压缸外滑动；液压柱通过第三连接块、齿条、齿轮和第二轴带动蜗杆旋转；蜗杆驱动蜗轮旋转；蜗轮通过第一轴带动锥形螺纹驱动轮旋转；星轮沿锥形螺纹驱动轮与锥形螺纹驱动轮发生相对运动；锥形螺纹驱动轮带动星轮向下运动，同时锥形螺纹驱动轮带动星轮向刹车盘方向横向移动；星轮通过连接轴、第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片向刹车盘横向运动同时沿刹车盘圆面半径向刹车盘中心方向运动，缓冲弹簧被压缩；第二复位弹簧被拉伸；第二连接块通过伸缩杆带动第一连接块沿第二梯形滑槽向刹车盘的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片与刹车盘接触并产生摩擦；此时，刹车盘对刹车片的反作用使得刹车片通过伸缩柱、伸缩外套、第二连接块、连接轴、星轮、锥形螺纹驱动轮、第一轴和第一定位块带动均衡块向相反的反向运动；第二切口中与刹车盘相对的侧面向刹车盘靠近；位于伸缩外套中的缓冲弹簧释放小部分能量并回复一部分长度；继续加力踩踏刹车踏板，刹车片再次向刹车盘运动；缓冲弹簧再次被压缩；刹车盘反作用于刹车片，使得均衡块上的第二切口中的侧面进一步向刹车盘靠近；持续加力踩踏刹车踏板，直至第二切口中的侧面与刹车盘接触并产生摩擦；第二切口中的侧面与刹车片分别作用于刹车盘的两个端面；使得刹车盘的受力趋于均衡，保证了刹车盘在长期的刹车过程中不因为受力不平衡而产生变形或者损坏。
当汽车不需要刹车时，驾驶员不踩踏刹车踏板，刹车片位于初始位置不发生运动；此时，刹车片和刹车盘之间只存在小分部的重叠面积。
当处于行驶状态中的汽车正常刹车时，驾驶员轻踩刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸；液压缸中的液压油推动液压柱向液压缸外滑动；液压柱通过第三连接块、齿条、齿轮和第二轴带动蜗杆旋转；蜗杆驱动蜗轮旋转；蜗轮通过第一轴带动锥形螺纹驱动轮旋转；星轮沿锥形螺纹驱动轮与锥形螺纹驱动轮发生相对运动；锥形螺纹驱动轮带动星轮向下运动，同时锥形螺纹驱动轮带动星轮向刹车盘方向横向移动；星轮通过连接轴、第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片向刹车盘横向运动同时沿刹车盘圆面半径向刹车盘中心方向运动；第二复位弹簧被拉伸；第二连接块通过伸缩杆带动第一连接块沿第二梯形滑槽向刹车盘的方向横向滑动；继续轻缓地踩踏刹车踏板，刹车片与刹车盘接触并产生摩擦；在刹车盘对刹车片反作用力的作用下，均衡块上的第二切口中的侧面与刹车盘接触并产生摩擦，两个第三复位弹簧一个被拉伸另一个被压缩；此时，刹车片和均衡块对刹车盘的压力较小；刹车盘与刹车片和均衡块之间的摩擦力也较小；汽车在较小的摩擦力作用下缓缓停止；从而实现了汽车在非紧急状态下的轻刹制动；当车停下来后，驾驶员松开刹车踏板，真空助力器控制制动主缸，使得液压缸力的液压油回流；在大气压的作用下，液压柱回到初始位置；液压柱通过齿条、齿轮、蜗杆和蜗轮带动锥形螺纹驱动轮反向旋转至初始位置；第一复位弹簧和第二复位弹簧通过第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片和星轮回到初始位置；两个第三复位弹簧的恢复力使得均衡块沿第一梯形滑槽回到初始位置。
当处于行驶状态中的汽车紧急刹车时，驾驶员用力踩踏刹车踏板，刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸；液压缸中的液压油推动液压柱向液压缸外滑动；液压柱通过第三连接块、齿条、齿轮和第二轴带动蜗杆旋转；蜗杆驱动蜗轮旋转；蜗轮通过第一轴带动锥形螺纹驱动轮旋转；星轮沿锥形螺纹驱动轮与锥形螺纹驱动轮发生相对运动；锥形螺纹驱动轮带动星轮快速向下运动，同时锥形螺纹驱动轮带动星轮向刹车盘方向横向快速移动；第二连接块通过伸缩杆带动第一连接块沿第二梯形滑槽向刹车盘的方向横向快速滑动；星轮通过连接轴、第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片向刹车盘横向运动同时沿刹车盘圆面半径向刹车盘中心方向快速运动；第二复位弹簧瞬间被拉伸；刹车盘与刹车片快速接触并产生摩擦； 刹车片与刹车盘之间的接触面积增大直至刹车片完全与刹车盘接触；在刹车盘对刹车片反作用力的作用下，均衡块上的第二切口中的侧面与刹车盘接触并产生摩擦；此时，由于刹车片与刹车盘之间的接触面积增大，使得刹车盘及刹车片上单位面积受到的压力减小，刹车盘及刹车片之间单位面积上的摩擦力减小，刹车盘及刹车片的磨损得到有效控制；当刹车片与刹车盘完全接触时，刹车片施加在刹车盘上的压力达到最大；在均衡块和刹车片的共同作用下，汽车速度快速减小直至停止，从而实现了汽车在紧急状态下的重刹制动；当车停下来后，驾驶员松开刹车踏板，真空助力器控制制动主缸，使得液压缸力的液压油回流；在大气压的作用下，液压柱回到初始位置；液压柱通过齿条、齿轮、蜗杆和蜗轮带动锥形螺纹驱动轮反向旋转至初始位置；第一复位弹簧和第二复位弹簧通过第二连接块、伸缩外套和伸缩柱带动刹车片和星轮回到初始位置；两个第三复位弹簧的恢复力使得均衡块沿第一梯形滑槽回到初始位置。
相对于传统的路灯，本发明中汽车在刹车过程中，刹车片与刹车盘及的接触面积增大，使得刹车片和刹车盘的摩擦面上单位面积的摩擦力减小，刹车片和刹车盘的磨损得到有效控制，进而延长了刹车片及刹车盘的寿命；在刹车过程中，刹车片与刹车盘接触的同时，均衡块上第二切口中的侧面与刹车盘接触并摩擦，从而使得刹车盘两个端面的受力均衡，避免刹车盘由于长期单侧受力而造成的损坏，延缓刹车盘更换周期，减低汽车制动系统的维护成本；本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
图1是卡钳机构及刹车盘配合透视示意图。
图2是卡钳机构及刹车盘配合示意图。
图3是卡钳机构剖面示意图。
图4是卡钳机构及刹车盘配合剖面示意图。
图5是固定块透视示意图。
图6是均衡块示意图。
图7是卡钳机构内部传动示意图。
图8是卡钳机构内部传动剖面示意图。
图9是刹车片机构透视示意图。
图10是导向柱剖面示意图。
图11是伸缩外套透视示意图。
图12是伸缩柱及键配合示意图。
图13是第一定位块、第二定位块、定位板及均衡块配合示意图。
图14是第三定位块、液压缸及均衡块配合示意图。
图15是锥形螺纹驱动轮、星轮及蜗轮配合示意图。
图16是星轮示意图。
图17是定位板示意图。
图18是刹车片机构透视示意图。
图中标号名称：1、卡钳机构；2、刹车盘；3、轮轴；4、固定块；5、第一切口；6、第一梯形滑槽；7、均衡块；8、第二切口；9、第二梯形滑槽；10、第一梯形滑块；11、第二梯形滑块；12、第一连接块；13、第一复位弹簧；14、伸缩杆；15、第二连接块；16、伸缩外套；17、键槽；18、伸缩柱；19、键；20、刹车片；21、第二复位弹簧；22、连接轴；23、星轮；24、连接轴孔；25、环槽；26、锥形螺纹驱动轮；27、第一轴；28、蜗轮；29、蜗杆；30、第二轴；31、齿轮；32、齿条；33、梯形滑条；34、第三连接块；35、液压柱；36、液压缸；37、第一定位块；38、第二定位块；39、定位板；40、定位孔；41、第三定位块；42、缓冲弹簧；43、第三复位弹簧；44、刹车片机构；45、第三梯形滑槽。
具体实施方式
如图1所示，它包括卡钳机构1、刹车盘2、轮轴3，其中刹车盘2安装在汽车上的轮轴3的一端；卡钳机构1固定安装在汽车车体上，且卡钳机构1与刹车盘2相配合。
如图2、7、13所示，上述卡钳机构1包括固定块4、第一切口5、第一梯形滑槽6、均衡块7、第二切口8、第二梯形滑槽9、第三梯形滑槽45、第一梯形滑块10、第二梯形滑块11、第一连接块12、第一复位弹簧13、伸缩杆14、第二连接块15、连接轴22、星轮23、连接轴孔24、环槽25、锥形螺纹驱动轮26、第一轴27、蜗轮28、蜗杆29、第二轴30、齿轮31、齿条32、梯形滑条33、第三连接块34、液压柱35、液压缸36、第一定位块37、第二定位块38、定位板39、定位孔40、第三定位块41、第三复位弹簧43、刹车片机构44，其中如图5所示，固定块4的下端面开有第一切口5；第一切口5的内壁的上端面上开有第一梯形滑槽6，且第一梯形滑槽6与第一切口5的内壁的两个侧面相垂直；如图3所示，固定块4通过其上端面固定安装在汽车车体上；如图6所示，均衡块7的下端面上开有第二切口8；第二切口8的内壁的上端面上开有第二梯形滑槽9，且第二梯形滑槽9与第二切口8的内壁中的两个侧面相垂直；均衡块7的下端面上开有第三梯形滑槽45，且第三梯形滑槽45与第二梯形滑槽9相垂直；第一梯形滑块10安装在均衡块7的上端面上，且第一梯形滑块10与第二梯形滑槽9平行；如图3所示，均衡块7通过第一梯形滑块10与第一梯形滑槽6的滑动配合安装在第一切口5中；刹车盘2位于均衡块7的第二切口8中；如图4所示，均衡块7的两个侧端面上对称地安装有两个第三复位弹簧43；如图3所示，每个第三复位弹簧43的两端都分别与第一切口5的内壁和均衡块7的侧端面连接；如图8所示，齿条32的下端面具有齿牙；齿条32的上端面上安装有梯形滑条33；如图2所示，齿条32通过梯形滑条33与第三梯形滑槽45的滑动配合安装在均衡块7的下端面上。
如图7所示，第一连接块12的上端面上安装有第二梯形滑块11；如图3所示，第一连接块12通过第二梯形滑块11与第二梯形滑槽9的滑动配合安装在第二切口8中；伸缩杆14通过其上端面与第一连接块12的下端面固定连接；伸缩杆14的下端安装有刹车片机构44；刹车片机构44与第二切口8的内壁的一个侧面连接；如图4所示，刹车片机构44与刹车盘2相配合；第二切口8中未与刹车片机构44连接的侧面与刹车盘2相配合；第一复位弹簧13嵌套在伸缩杆14的外侧；如图3所示，第一复位弹簧13的一端与第一连接块12的下端面连接，另一端与刹车片机构44连接；连接轴22通过其上端面与刹车片机构44固定连接；如图16所示，星轮23的两个端面之间开有贯通的连接轴孔24；星轮23的外圆面上沿周向开有滑槽；如图13所示，星轮23通过连接轴孔24与连接轴22的外圆面之间的轴承配合安装在连接轴22的下端；第一定位块37通过其一个侧端面安装在第二切口8的内壁上；第一轴27通过其一个端面安装在第一定位块37的下端面上；如图15所示，第一轴27的轴端与第一定位块37之间为轴承配合；锥形螺纹驱动轮26通过其上的轴孔与第一轴27的外圆面之间的键19配合安装在第一轴27上；蜗轮28通过其上的轴孔与第一轴27的外圆面之间的键19配合安装在第一轴27上，且蜗轮28位于锥形螺纹驱动轮26的下方；如图13所示，第二定位块38通过其上的一个侧端面安装在第二切口8的内壁上；如图17所示，定位板39的两个侧端面之间开有贯通的定位孔40；如图13所示，定位板39安装在第二定位块38的下端面上；第二轴30一端穿过定位板39上的定位孔40；第二轴30通过其外圆面与定位孔40的内圆面之间的轴承配合安装在定位板39上；如图14所示，蜗杆29和齿轮31分别安装在第二轴30的两端；蜗杆29位于第二切口8中，且蜗杆29与蜗轮28相啮合；齿轮31与齿条32相啮合；液压缸36通过第三定位块41固定安装在均衡块7的侧端面上；液压柱35一端插入液压缸36，另一端通过第三连接块34与齿条32的侧端面固定连接。
如图10、18所示，上述刹车片机构44包括伸缩外套16、键槽17、伸缩柱18、键19、刹车片20、第二复位弹簧21、缓冲弹簧42，其中如图8所示，第二连接块15的上端面与伸缩杆14的下端面固定连接；如图11所示，伸缩外套16的内圆面上周向均匀地开有两个键槽17；如图18所示，两个伸缩外套16对称地安装在第二连接块15的两个相对的侧端面上；第二连接块15上未与伸缩外套16连接的一个侧端面上安装有第二复位弹簧21；如图3所示，第二复位弹簧21的一端与第二连接块15的侧端面连接，另一端与第二切口8的内壁连接；如图12所示，伸缩柱18一端的外圆面上周向均匀地安装有两个键19；如图9、10所示，两个伸缩柱18分别通过键19与键槽17的滑动配合安装在两个伸缩外套16中；两个缓冲弹簧42分别位于两个伸缩外套16中；每个缓冲弹簧42的一端与相应的伸缩外套16的内壁连接，另一端与相应的伸缩柱18的端面连接；如图18所示，两个伸缩柱18的一端安装有刹车片20；两个伸缩柱18上未插入相应的伸缩外套16的一端同时与刹车片20固定连接；如图14所示，刹车片20与刹车盘2相配合；如图8所示，第二连接块15的下端面与连接轴22的上端面固定连接。
如图7所示，上述第一复位弹簧13的为拉伸弹簧。
如图7所示，上述第二复位弹簧21为拉伸弹簧。
如图3所示，上述第三复位弹簧43可拉伸可压缩。
如图10所示，上述缓冲弹簧42为压缩弹簧。
如图2所示，上述液压缸36通过液压管与汽车上的制动主缸连接。
本发明中的锥形螺纹驱动轮26与星轮23的配合的设计目的是，当汽车行进过程中需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸36；液压缸36中的液压油推动液压柱35向液压缸36外滑动；液压柱35通过第三连接块34、齿条32、齿轮31和第二轴30带动蜗杆29旋转；蜗杆29驱动蜗轮28旋转；蜗轮28通过第一轴27带动锥形螺纹驱动轮26旋转；星轮23沿锥形螺纹驱动轮26与锥形螺纹驱动轮26发生相对运动；由于锥形螺纹的半径自上而下急剧减小，所以锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向下运动的同时锥形螺纹驱动轮26驱动星轮23向刹车盘2方向横向移动；星轮23通过连接轴22、第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20向刹车盘2横向运动同时沿刹车盘2圆面半径向刹车盘2中心方向运动；第二复位弹簧21被拉伸；第二连接块15通过伸缩杆14带动第一连接块12沿第二梯形滑槽9向刹车盘2的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片20与刹车盘2接触并产生摩擦；刹车片20与刹车盘2的接触面积逐渐增大，刹车盘2与刹车片20接触部分单位面积所承受的压力减小，刹车盘2及刹车盘2的磨损减弱，进而延长了刹车盘2及刹车片20的使用寿命；刹车片20对刹车盘2的压力急剧增加，进而刹车片20与刹车盘2之间的摩擦力急剧增大；刹车片20对刹车盘2产生的扭矩逐渐增大；汽车在刹车片20对刹车盘2产生的扭矩的作用下，速度逐渐减小，直到汽车停下来。
本发明中蜗杆29蜗轮28的设计目的是，当汽车行进过程中需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸36；液压缸36中的液压油推动液压柱35向液压缸36外滑动；液压柱35通过第三连接块34、齿条32、齿轮31和第二轴30带动蜗杆29旋转；蜗杆29驱动蜗轮28旋转；蜗轮28通过第一轴27带动锥形螺纹驱动轮26旋转；星轮23沿锥形螺纹驱动轮26与锥形螺纹驱动轮26发生相对运动；锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向下运动，同时锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向刹车盘2方向横向移动；星轮23通过连接轴22、第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20向刹车盘2横向运动同时沿刹车盘2圆面半径向刹车盘2中心方向运动；第二复位弹簧21被拉伸；第二连接块15通过伸缩杆14带动第一连接块12沿第二梯形滑槽9向刹车盘2的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片20与刹车盘2接触并产生摩擦；刹车片20对刹车盘2的压力急剧增加，进而刹车片20与刹车盘2之间的摩擦力急剧增大；刹车片20对刹车盘2产生的扭矩逐渐增大；汽车在刹车片20对刹车盘2产生的扭矩的作用下，速度逐渐减小，直到汽车停下来；在整个刹车过程中，刹车盘2通过刹车片20、伸缩柱18、伸缩外套16、第二连接块15、连接轴22、星轮23、锥形螺纹驱动轮26和蜗轮28对蜗杆29产生反作用；使得刹车片20对刹车盘2的作用趋于减弱；由于蜗杆29对蜗轮28的旋转存在自锁功能，所以驾驶员继续踩踏刹车踏板的情况下，刹车片20对刹车盘2的扭矩不会因为刹车盘2的反作用而减弱，进而保证了刹车的有效性。
本发明中均衡块7沿第一梯形滑槽6在第一切口5中往复滑动的设计目的是，当行驶中的汽车需要刹车时，驾驶员踩下刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸36；液压缸36中的液压油推动液压柱35向液压缸36外滑动；液压柱35通过第三连接块34、齿条32、齿轮31和第二轴30带动蜗杆29旋转；蜗杆29驱动蜗轮28旋转；蜗轮28通过第一轴27带动锥形螺纹驱动轮26旋转；星轮23沿锥形螺纹驱动轮26与锥形螺纹驱动轮26发生相对运动；锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向下运动，同时锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向刹车盘2方向横向移动；星轮23通过连接轴22、第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20向刹车盘2横向运动同时沿刹车盘2圆面半径向刹车盘2中心方向运动，缓冲弹簧42被压缩；第二复位弹簧21被拉伸；第二连接块15通过伸缩杆14带动第一连接块12沿第二梯形滑槽9向刹车盘2的方向横向滑动；继续踩踏刹车踏板，刹车片20与刹车盘2接触并产生摩擦；此时，刹车盘2对刹车片20的反作用使得刹车片20通过伸缩柱18、伸缩外套16、第二连接块15、连接轴22、星轮23、锥形螺纹驱动轮26、第一轴27和第一定位块37带动均衡块7向相反的反向运动；第二切口8中与刹车盘2相对的侧面向刹车盘2靠近；位于伸缩外套16中的缓冲弹簧42释放小部分能量并回复一部分长度；继续加力踩踏刹车踏板，刹车片20再次向刹车盘2运动；缓冲弹簧42再次被压缩；刹车盘2反作用于刹车片20，使得均衡块7上的第二切口8中的侧面进一步向刹车盘2靠近；持续加力踩踏刹车踏板，直至第二切口8中的侧面与刹车盘2接触并产生摩擦；第二切口8中的侧面与刹车片20分别作用于刹车盘2的两个端面；使得刹车盘2的受力趋于均衡，保证了刹车盘2在长期的刹车过程中不因为受力不平衡而产生变形或者损坏。
具体实施方式：当汽车不需要刹车时，驾驶员不踩踏刹车踏板，刹车片20位于初始位置不发生运动；此时，刹车片20和刹车盘2之间只存在小分部的重叠面积。
当处于行驶状态中的汽车正常刹车时，驾驶员轻踩刹车踏板；刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸36；液压缸36中的液压油推动液压柱35向液压缸36外滑动；液压柱35通过第三连接块34、齿条32、齿轮31和第二轴30带动蜗杆29旋转；蜗杆29驱动蜗轮28旋转；蜗轮28通过第一轴27带动锥形螺纹驱动轮26旋转；星轮23沿锥形螺纹驱动轮26与锥形螺纹驱动轮26发生相对运动；锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向下运动，同时锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向刹车盘2方向横向移动；星轮23通过连接轴22、第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20向刹车盘2横向运动同时沿刹车盘2圆面半径向刹车盘2中心方向运动；第二复位弹簧21被拉伸；第二连接块15通过伸缩杆14带动第一连接块12沿第二梯形滑槽9向刹车盘2的方向横向滑动；继续轻缓地踩踏刹车踏板，刹车片20与刹车盘2接触并产生摩擦；在刹车盘2对刹车片20反作用力的作用下，均衡块7上的第二切口8中的侧面与刹车盘2接触并产生摩擦，两个第三复位弹簧43一个被拉伸另一个被压缩；此时，刹车片20和均衡块7对刹车盘2的压力较小；刹车盘2与刹车片20和均衡块7之间的摩擦力也较小；汽车在较小的摩擦力作用下缓缓停止；从而实现了汽车在非紧急状态下的轻刹制动；当车停下来后，驾驶员松开刹车踏板，真空助力器控制制动主缸，使得液压缸36力的液压油回流；在大气压的作用下，液压柱35回到初始位置；液压柱35通过齿条32、齿轮31、蜗杆29和蜗轮28带动锥形螺纹驱动轮26反向旋转至初始位置；第一复位弹簧13和第二复位弹簧21通过第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20和星轮23回到初始位置；两个第三复位弹簧43的恢复力使得均衡块7沿第一梯形滑槽6回到初始位置。
当处于行驶状态中的汽车紧急刹车时，驾驶员用力踩踏刹车踏板，刹车踏板使得真空助力器启动；真空助力器控制制动主缸运行，使得液压油在压力的作用下瞬间进入液压缸36；液压缸36中的液压油推动液压柱35向液压缸36外滑动；液压柱35通过第三连接块34、齿条32、齿轮31和第二轴30带动蜗杆29旋转；蜗杆29驱动蜗轮28旋转；蜗轮28通过第一轴27带动锥形螺纹驱动轮26旋转；星轮23沿锥形螺纹驱动轮26与锥形螺纹驱动轮26发生相对运动；锥形螺纹驱动轮26带动星轮23快速向下运动，同时锥形螺纹驱动轮26带动星轮23向刹车盘2方向横向快速移动；第二连接块15通过伸缩杆14带动第一连接块12沿第二梯形滑槽9向刹车盘2的方向横向快速滑动；星轮23通过连接轴22、第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20向刹车盘2横向运动同时沿刹车盘2圆面半径向刹车盘2中心方向快速运动；第二复位弹簧21瞬间被拉伸；刹车盘2与刹车片20快速接触并产生摩擦； 刹车片20与刹车盘2之间的接触面积增大直至刹车片20完全与刹车盘2接触；在刹车盘2对刹车片20反作用力的作用下，均衡块7上的第二切口8中的侧面与刹车盘2接触并产生摩擦；此时，由于刹车片20与刹车盘2之间的接触面积增大，使得刹车盘2及刹车片20上单位面积受到的压力减小，刹车盘2及刹车片20之间单位面积上的摩擦力减小，刹车盘2及刹车片20的磨损得到有效控制；当刹车片20与刹车盘2完全接触时，刹车片20施加在刹车盘2上的压力达到最大；在均衡块7和刹车片20的共同作用下，汽车速度快速减小直至停止，从而实现了汽车在紧急状态下的重刹制动；当车停下来后，驾驶员松开刹车踏板，真空助力器控制制动主缸，使得液压缸36力的液压油回流；在大气压的作用下，液压柱35回到初始位置；液压柱35通过齿条32、齿轮31、蜗杆29和蜗轮28带动锥形螺纹驱动轮26反向旋转至初始位置；第一复位弹簧13和第二复位弹簧21通过第二连接块15、伸缩外套16和伸缩柱18带动刹车片20和星轮23回到初始位置；两个第三复位弹簧43的恢复力使得均衡块7沿第一梯形滑槽6回到初始位置。
综上所述，本发明的有益效果：汽车在刹车过程中，刹车片20与刹车盘2及的接触面积增大，使得刹车片20和刹车盘2的摩擦面上单位面积的摩擦力减小，刹车片20和刹车盘2的磨损得到有效控制，进而延长了刹车片20及刹车盘2的寿命；在刹车过程中，刹车片20与刹车盘2接触的同时，均衡块7上第二切口8中的侧面与刹车盘2接触并摩擦，从而使得刹车盘2两个端面的受力均衡，避免刹车盘2由于长期单侧受力而造成的损坏，延缓刹车盘2更换周期，减低汽车制动系统的维护成本。

Claims (6)

1.一种汽车制动卡钳，其特征在于：它包括卡钳机构、刹车盘、轮轴，其中刹车盘安装在汽车上的轮轴的一端；卡钳机构固定安装在汽车车体上，且卡钳机构与刹车盘相配合；
上述卡钳机构包括固定块、第一切口、第一梯形滑槽、均衡块、第二切口、第二梯形滑槽、第三梯形滑槽、第一梯形滑块、第二梯形滑块、第一连接块、第一复位弹簧、伸缩杆、第二连接块、连接轴、星轮、连接轴孔、环槽、锥形螺纹驱动轮、第一轴、蜗轮、蜗杆、第二轴、齿轮、齿条、梯形滑条、第三连接块、液压柱、液压缸、第一定位块、第二定位块、定位板、定位孔、第三定位块、第三复位弹簧、刹车片机构，其中固定块的下端面开有第一切口；第一切口的内壁的上端面上开有第一梯形滑槽，且第一梯形滑槽与第一切口的内壁的两个侧面相垂直；固定块通过其上端面固定安装在汽车车体上；均衡块的下端面上开有第二切口；第二切口的内壁的上端面上开有第二梯形滑槽，且第二梯形滑槽与第二切口的内壁中的两个侧面相垂直；均衡块的下端面上开有第三梯形滑槽，且第三梯形滑槽与第二梯形滑槽相垂直；第一梯形滑块安装在均衡块的上端面上，且第一梯形滑块与第二梯形滑槽平行；均衡块通过第一梯形滑块与第一梯形滑槽的滑动配合安装在第一切口中；刹车盘位于均衡块的第二切口中；均衡块的两个侧端面上对称地安装有两个第三复位弹簧；每个第三复位弹簧的两端都分别与第一切口的内壁和均衡块的侧端面连接；齿条的下端面具有齿牙；齿条的上端面上安装有梯形滑条；齿条通过梯形滑条与第三梯形滑槽的滑动配合安装在均衡块的下端面上；
第一连接块的上端面上安装有第二梯形滑块；第一连接块通过第二梯形滑块与第二梯形滑槽的滑动配合安装在第二切口中；伸缩杆通过其上端面与第一连接块的下端面固定连接；伸缩杆的下端安装有刹车片机构；刹车片机构与第二切口的内壁的一个侧面连接；刹车片机构与刹车盘相配合；第二切口中未与刹车片机构连接的侧面与刹车盘相配合；第一复位弹簧嵌套在伸缩杆的外侧；第一复位弹簧的一端与第一连接块的下端面连接，另一端与刹车片机构连接；连接轴通过其上端面与刹车片机构固定连接；星轮的两个端面之间开有贯通的连接轴孔；星轮的外圆面上沿周向开有滑槽；星轮通过连接轴孔与连接轴的外圆面之间的轴承配合安装在连接轴的下端；第一定位块通过其一个侧端面安装在第二切口的内壁上；第一轴通过其一个端面安装在第一定位块的下端面上；第一轴的轴端与第一定位块之间为轴承配合；锥形螺纹驱动轮通过其上的轴孔与第一轴的外圆面之间的键配合安装在第一轴上；蜗轮通过其上的轴孔与第一轴的外圆面之间的键配合安装在第一轴上，且蜗轮位于锥形螺纹驱动轮的下方；第二定位块通过其上的一个侧端面安装在第二切口的内壁上；定位板的两个侧端面之间开有贯通的定位孔；定位板安装在第二定位块的下端面上；第二轴一端穿过定位板上的定位孔；第二轴通过其外圆面与定位孔的内圆面之间的轴承配合安装在定位板上；蜗杆和齿轮分别安装在第二轴的两端；蜗杆位于第二切口中，且蜗杆与蜗轮相啮合；齿轮与齿条相啮合；液压缸通过第三定位块固定安装在均衡块的侧端面上；液压柱一端插入液压缸，另一端通过第三连接块与齿条的侧端面固定连接；
上述刹车片机构包括伸缩外套、键槽、伸缩柱、键、刹车片、第二复位弹簧、缓冲弹簧，其中第二连接块的上端面与伸缩杆的下端面固定连接；伸缩外套的内圆面上周向均匀地开有两个键槽；两个伸缩外套对称地安装在第二连接块的两个相对的侧端面上；第二连接块上未与伸缩外套连接的一个侧端面上安装有第二复位弹簧；第二复位弹簧的一端与第二连接块的侧端面连接，另一端与第二切口的内壁连接；伸缩柱一端的外圆面上周向均匀地安装有两个键；两个伸缩柱分别通过键与键槽的滑动配合安装在两个伸缩外套中；两个缓冲弹簧分别位于两个伸缩外套中；每个缓冲弹簧的一端与相应的伸缩外套的内壁连接，另一端与相应的伸缩柱的端面连接；两个伸缩柱的一端安装有刹车片；两个伸缩柱上未插入相应的伸缩外套的一端同时与刹车片固定连接； 刹车片与刹车盘相配合；第二连接块的下端面与连接轴的上端面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车制动卡钳，其特征在于：上述第一复位弹簧的为拉伸弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种汽车制动卡钳，其特征在于：上述第二复位弹簧为拉伸弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种汽车制动卡钳，其特征在于：上述第三复位弹簧可拉伸可压缩。
5.根据权利要求1所述的一种汽车制动卡钳，其特征在于：上述缓冲弹簧为压缩弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种汽车制动卡钳，其特征在于：上述液压缸通过液压管与汽车上的制动主缸连接。
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