CN110500368A - 一种新型鼓式刹车机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型鼓式刹车机构，属于车辆工程制动系统领域。包括外壳、连接件、制动蹄和刹车臂；所述制动蹄有两个，设于外壳上，两个制动蹄的一端通过螺旋弹簧和环形弹簧相连；所述连接件包括驱动齿轮轴和连接齿条，连接齿条设有两个；所述连接件的中心位置设有驱动齿轮轴，所述驱动齿轮轴的一端与两个连接齿条的构成齿轮齿条副，两个连接齿条围绕驱动齿轮轴上下分布；所述驱动齿轮轴的另一端与刹车臂相连；连接齿条的另一端与两个制动蹄的另一端相连。本发明在驱动制动蹄时采用了齿轮齿条机构，提高了制动过程中使用摩擦副促动的效率，良好的优化了由于局部摩擦引起的疲劳损坏，增加了制动器的使用寿命。

Description

一种新型鼓式刹车机构
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域，具体涉及一种新型鼓式刹车机构。
背景技术
鼓式刹车在汽车上的应用已有近百年的历史，由于其优越的可靠性及强大的制动力，使得鼓式刹车仍然广泛应用于现在的许多车型。鼓式刹车的核心部件包括促动机构、制动蹄及复原机构等。在鼓式刹车工作时，大都是通过促动机构使得制动蹄扩张来实现刹车目的，在撤出制动力时通过复原机构将制动蹄拉回原位。促动机构在工作时大都为通过不规则几何外形凸轮机构的旋转，改变凸轮与制动蹄之间的相对曲率半径实现制动蹄的扩张。制动蹄与执行凸轮之间为摩擦副，在操作工程中消耗大量能量，且需要的促动力矩较大，执行不方便，而且磨损始终集中在凸轮的几个点或面上，极大的缩短了刹车凸轮的使用寿命。现有技术针对制动器促动机构的优化较为欠缺，因此根据这一问题还未有效解决。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种新型鼓式刹车机构，改变传统鼓式刹车通过驱动刹车凸轮扩张制动蹄的工作方式，具有工作过程中促动力矩小，执行机构疲劳损坏小的优点。
技术方案：为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型鼓式刹车机构，包括外壳、连接件、制动蹄和刹车臂；所述制动蹄有两个，设于外壳上，两个制动蹄的一端通过螺旋弹簧和环形弹簧相连；所述连接件包括驱动齿轮轴和连接齿条，连接齿条设有两个；所述连接件的中心位置设有驱动齿轮轴，所述驱动齿轮轴的一端与两个连接齿条的构成齿轮齿条副，两个连接齿条围绕驱动齿轮轴上下分布；所述驱动齿轮轴的另一端与刹车臂相连；连接齿条的另一端与两个制动蹄的另一端相连。
所述新型鼓式刹车机构，连接件的上下边缘位置各设有一个限位挡圈，所述限位挡圈通过螺栓与壳体连接；连接件上还设有连接齿条导轨，连接齿条设于连接齿条导轨上，导轨两侧相互平行；限位挡圈与连接齿条导轨平行设置，限位挡圈和连接齿条导轨的设置目的为防止连接齿条在操作工程中滑出。
所述新型鼓式刹车机构，外壳的内部设有驱动齿轮轴轴孔，驱动齿轮轴设于所述驱动齿轮轴轴孔中；驱动齿轮轴轴孔轴线与外壳平面垂直，是为保证机构整体运行的稳定性，驱动齿轮轴轴孔轴线与外壳平面垂直，针对驱动齿轮轴安装轴孔表面提出加工精度要求。
所述新型鼓式刹车机构，驱动齿轮轴为阶梯式齿轮轴，一端为花键轴，直径较小，用于与刹车臂相连接；中间部分为两段直径不同圆柱表面光轴，靠近花键轴光轴直径较小，与驱动齿轮轴轴孔形成间隙轴孔配合，花键轴与光轴之间设有限位台肩；防止刹车臂越位，第二段较大直径光轴与小直径光轴形成限位台肩，确定驱动齿轮轴与外壳的相对位置关系；另一端为轮齿表面齿轮轴，用于与连接齿条形成齿轮齿条副。
所述新型鼓式刹车机构，连接齿条为异形齿条，连接齿条的一端设有卡槽，卡槽侧面设有齿条制动蹄连接销孔。
所述新型鼓式刹车机构，制动蹄包括蹄身和摩擦材料，蹄身为圆弧状，蹄身上设有齿条制动蹄连接销孔，与齿条制动蹄连接销相连，连接关系为轴孔间隙配合；蹄身上设有蹄壳连接销孔，与蹄壳连接销相连；蹄身内侧设有螺旋弹簧固定孔，设于制动蹄下侧；蹄身内侧设有环形弹簧固定孔，设于制动蹄上侧。
所述新型鼓式刹车机构，制动蹄上设有齿条制动蹄连接销孔和蹄壳连接销孔，连接齿条的通过齿条制动蹄连接销穿过齿条制动蹄连接销孔与制动蹄连接；制动蹄通过蹄壳连接销8穿过蹄壳连接销孔与外壳连接；外壳内部设有蹄壳连接销的盲孔，蹄壳连接销与盲孔为严格过盈配合。
所述新型鼓式刹车机构，刹车臂设有开口式花键连接头，开口处设有拧紧螺栓孔，通过拧紧螺栓实现拧紧。
所述新型鼓式刹车机构，两个制动蹄的结构相同，对称设于外壳中。
所述新型鼓式刹车机构，外壳与驱动齿轮轴为轻度间隙配合，隙间中填充有润滑脂。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
(1)本发明通过将传统鼓式刹车的凸轮机构改为齿轮齿条机构，将原来配合中的摩擦副变为了齿轮齿条副，大大的提高了能量的传递效率及减小了制动过程中的促动力矩。
(2)通过提出齿轮齿条机构，与原有传统凸轮机构相比，减轻了促动装置的磨损程度，提高了装置的使用寿命。
附图说明
图1为新型鼓式刹车机构主视图；
图2为新型鼓式刹车机构轴测图；
图3为促动机构爆炸图；
图4为齿条制动蹄连接销示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种新型鼓式刹车机构，如图1-3所示。该刹车机构包括外壳1、驱动齿轮轴2、两个连接齿条3、一对制动蹄4、复位原件、刹车臂7及连接原件；复位原件包括螺旋弹簧5及环形弹簧6；连接原件包括蹄壳连接销8及齿条制动蹄连接销9。外壳1内设有制动蹄4，制动蹄4有两个，结构相同，对称设于外壳内；两个制动蹄4的一端通过螺旋弹簧5连接，另一端通过齿条制动蹄连接销9与连接件A连接，连接件A上设有驱动齿轮轴2、连接齿条3和限位挡圈10，驱动齿轮轴2设于连接件A的中心位置，驱动齿轮轴2的上下位置设有连接齿条3，连接件A的上下边缘位置各设有一个限位挡圈10；驱动齿轮轴2与刹车臂7连接。
外壳1上安装有驱动齿轮轴2，驱动齿轮轴2通过台肩限制其余壳体的相对位置，外壳轴孔与驱动齿轮轴2为轻度间隙配合，具体实施过程中间隙间填有润滑脂，外壳1上固定有蹄壳连接销8，蹄壳连接销的销孔与蹄壳连接销8为严格过盈配合；驱动齿轮轴2一端与两个连接齿条3构成齿轮齿条副，两连接齿条3围绕驱动齿轮轴2上下分布，驱动齿轮轴2的另一端与刹车臂7相连；连接齿条3的一端与驱动齿轮轴2构成齿轮齿条副，另一端与制动蹄4通过齿条制动蹄连接销9与制动蹄4相连，两个连接齿条3的非齿表面与壳体齿条导轨内表面接触，齿条销孔与齿条制动蹄连接销9为间隙配合；制动蹄4通过蹄壳连接销8与外壳1相连，制动蹄销孔与蹄壳连接销8为间隙配合；复位原件与一对制动蹄4分别相连，复位原件为螺旋弹簧5和环形弹簧6，连接部位为制动蹄螺旋弹簧连接孔及环形弹簧连接孔。
外壳1内部设有驱动齿轮轴安装轴孔，其内表面与驱动齿轮轴2小直径光轴接触，为保证机构整体运行的稳定性，驱动齿轮轴2安装时与外壳平面有垂直度要求；外壳内部设有蹄壳连接销盲孔，蹄壳连接销8与盲孔为严格过盈配合；外壳1内部设有齿条导轨，导轨两侧相互平行；外壳内部设有限位挡圈固定螺栓孔，限位挡圈10通过螺栓与壳体相连，目的为防止连接齿条13在操作工程中滑出；
驱动齿轮轴2为阶梯式齿轮轴，一端为花键轴，直径较小，用于与刹车臂7相连接；中间部分为两段直径不同圆柱表面光轴，靠近花键轴光轴直径较小，用于与外壳驱动齿轮轴安装轴孔形成间隙轴孔配合，花键轴与光轴之间设有限位台肩，防止刹车臂越位，第二段较大直径光轴与小直径光轴形成限位台肩，确定驱动齿轮轴2与外壳1的相对位置关系；另一端为轮齿表面齿轮轴，用于与齿条形成齿轮齿条机构；
连接齿条3为异形齿条，连接齿条3的一端设有卡槽，卡槽侧面设有齿条制动蹄连接销孔，用于通过齿条制动蹄连接销9与制动蹄4连接，齿条制动蹄连接销9与卡槽侧面齿条制动蹄连接销孔为间隙配合；
制动蹄4由两部分组成，包括蹄身及摩擦材料，蹄身上设有齿条制动蹄连接销孔，与齿条制动蹄连接销9相连，连接关系为轴孔间隙配合；蹄身上设有蹄壳连接销孔，与蹄壳连接销8相连，连接关系为轴孔间隙配合；蹄身内侧设有螺旋弹簧固定孔，布置在制动蹄下侧；蹄身内侧设有环形弹簧固定孔，布置在制动蹄上侧；
刹车臂7设有开口式花键连接头，开口处设有拧紧螺栓孔，通过拧紧螺栓实现拧紧。
齿条制动蹄连接销9小头处设有径向贯穿销孔，用以穿过限位销，防止在工作过程中齿条制动蹄连接销从销孔中脱落。
工作过程：当驾驶员驱动制动踏板及刹车臂时，通过花键轴将制动力矩传递到齿轮轴段，齿轮轴旋转运动带动连接齿条平移运动，齿条卡槽通过齿条制动蹄连接销9与制动蹄4上的齿条制动蹄连接销孔相连，将齿条的水平位移转化为制动蹄绕蹄壳连接销旋转的角位移，在运动学关系的传递过程中同时伴随着力学特征的传递；当驾驶员撤出制动力时，通过复位原件(螺旋弹簧与环形弹簧)将制动蹄拉回原始位置。以上过程，通过齿轮齿条结构作为鼓式刹车的促动机构，提高了传动过程中的效率，增强了制动器的使用寿命。
以上通过对实施例的阐述及结构的介绍说明了本发明的特征及作用效果，凡是依照本发明的构想所作的改变或修改为等同变化的等效实施例，任未超出说明书与图示所涵盖精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型鼓式刹车机构，其特征在于，包括外壳(1)、连接件(A)、制动蹄(4)和刹车臂(7)；所述制动蹄(4)有两个，设于外壳(1)上，两个制动蹄(4)的另一端通过螺旋弹簧(5)和环形弹簧(6)相连；所述连接件(A)包括驱动齿轮轴(2)和连接齿条(3)，连接齿条(3)设有两个；所述连接件(A)的中心位置设有驱动齿轮轴(2)，所述驱动齿轮轴(2)的一端与两个连接齿条(3)的构成齿轮齿条副，两个连接齿条(3)围绕驱动齿轮轴(2)上下分布；所述驱动齿轮轴(2)的另一端与刹车臂(7)相连；连接齿条(3)的另一端与两个制动蹄(4)的另一端相连。
2.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，连接件(A)的上下边缘位置各设有一个限位挡圈(10)，所述限位挡圈(10)通过螺栓与壳体(1)连接；连接件(A)上还设有连接齿条导轨，连接齿条(3)设于连接齿条导轨上，导轨两侧相互平行；限位挡圈(10)与连接齿条导轨平行设置。
3.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，外壳(1)的内部设有驱动齿轮轴轴孔，驱动齿轮轴(2)设于所述驱动齿轮轴轴孔中，驱动齿轮轴轴孔轴线与外壳(1)平面垂直。
4.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，驱动齿轮轴(2)为阶梯式齿轮轴，一端为花键轴，直径较小，用于与刹车臂(7)相连接；中间部分为两段直径不同圆柱表面光轴，靠近花键轴光轴直径较小，与驱动齿轮轴轴孔形成间隙轴孔配合，花键轴与光轴之间设有限位台肩；第二段较大直径光轴与小直径光轴形成限位台肩；另一端为轮齿表面齿轮轴，用于与连接齿条(3)形成齿轮齿条副。
5.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，连接齿条(3)为异形齿条，连接齿条(3)的一端设有卡槽，卡槽侧面设有齿条制动蹄连接销孔。
6.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，制动蹄(4)包括蹄身和摩擦材料，蹄身为圆弧状，蹄身上设有齿条制动蹄连接销孔，与齿条制动蹄连接销(9)相连，连接关系为轴孔间隙配合；蹄身上设有蹄壳连接销孔，与蹄壳连接销(8)相连；蹄身内侧设有螺旋弹簧固定孔，设于制动蹄(4)下侧；蹄身内侧设有环形弹簧固定孔，设于制动蹄(4)上侧。
7.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，制动蹄(4)上设有齿条制动蹄连接销孔和蹄壳连接销孔，连接齿条(3)通过齿条制动蹄连接销(9)穿过齿条制动蹄连接销孔与制动蹄(4)连接；制动蹄(4)通过蹄壳连接销(8)穿过蹄壳连接销孔与外壳(1)连接；外壳(1)内部设有蹄壳连接销(8)的盲孔，蹄壳连接销(8)与盲孔为严格过盈配合；齿条制动蹄连接销(9)小头处设有径向贯穿销孔，销孔中设有限位销。
8.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，刹车臂(7)设有开口式花键连接头，开口处设有拧紧螺栓孔，通过拧紧螺栓实现拧紧。
9.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，两个制动蹄(4)的结构相同，对称设于外壳(1)中。
10.根据权利要求1所述新型鼓式刹车机构，其特征在于，外壳(1)与驱动齿轮轴(2)为轻度间隙配合，隙间中填充有润滑脂。
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