CN115465247A - 一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，包括装配在一起的凸轮螺母组件和凸轮齿轮，所述凸轮螺母组件上设有凸轮螺母，所述凸轮螺母与凸轮齿轮之间具有间隙，该间隙中设有若干个滚珠；所述凸轮螺母朝向所述凸轮齿轮的表面上设有均匀分布的2~4个第一凸台，相邻的两个第一凸台之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；本申请中的凸轮电刹机构，由电机驱动电机轴转动，带动凸轮齿轮转动，转动过程中，带动凸轮齿轮与凸轮螺母之间的滚珠在倾斜表面上移动，同时容纳滚珠的空间变小，直至刹车。该结构反应迅速，越转动阻力力越大，刹车效果越好，同时相比于传统的气杀结构，刹车距离减少30%，且减少80%能源消耗。

Description

一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构

技术领域

本发明属于汽车刹车传动结构领域，具体涉及一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构。

背景技术

汽车的使用越来越普遍，刹车结构是汽车中必不可少的重要结构，需要满足稳定性好、响应及时、安全性好等要求。

现有技术中，传统的卡车刹车结构中使用的是气刹，气刹刹车距离很长，切需要一直充气状态，能耗高，因此还存在着需要改进的方面。

目前，电动刹车技术及相关结构开始出现，通过电力驱动进行刹车操作，响应快且能耗低，因此，本申请对用于汽车上的电刹结构进行了进一步的改进和研究。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，用于替换目前卡车上的气刹结构，能够明显缩短刹车距离，显著降低能耗，反应迅速，刹车效果越好。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，包括装配在一起的凸轮螺母组件和凸轮齿轮，所述凸轮螺母组件上设有凸轮螺母，所述凸轮螺母与凸轮齿轮之间具有间隙，该间隙中设有若干个滚珠；所述凸轮螺母朝向所述凸轮齿轮的表面上设有均匀分布的2~4个第一凸台，相邻的两个第一凸台之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；所述凸轮齿轮朝向所述凸轮螺母的表面上均匀分布有与所述第一凸台数量相同的第二凸台，相邻的两个第二凸台之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；所述凸轮螺母上的倾斜表面的倾斜方向与凸轮齿轮上的倾斜表面的倾斜方向相同，使得凸轮齿轮与凸轮螺母相对转动时，在一个方向上通过第一凸台、第二凸台及之间滚珠进行锁死；所述凸轮齿轮通过传动齿轮或传动齿轮组连接至电机轴，所述电机轴由电机驱动转动。

本申请中的凸轮电刹机构，由电机驱动电机轴转动，带动凸轮齿轮转动，转动过程中，带动凸轮齿轮与凸轮螺母之间的滚珠在倾斜表面上移动，同时容纳滚珠的空间变小，直至刹车。该结构反应迅速，越转动阻力力越大，刹车效果越好，同时相比于传统的气杀结构，刹车距离减少30%，且减少80%能源消耗。

一种优选的实施方式中，凸轮螺母组件上，所述凸轮螺母的一侧为螺纹装配套，另一侧为套管，所述凸轮齿轮可转动的设于该套管上，同轴装配。

一种优选的实施方式中，所述第一凸台和第二凸台的数量均为三个，所述滚珠的数量为三个，均为均匀分布。

一种优选的实施方式中，相邻的两个第一凸台之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°，优选为2°；相邻的两个第二凸台之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°，优选为2°，反应迅速，刹车效果好。

一种优选的实施方式中，所述两个第一凸台之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为螺母第一斜面，靠近浅端一侧的表面为螺母第二斜面；所述螺母第一斜面具有处于外侧的螺母第一斜面外沿和处于内侧的螺母第一斜面内沿，所述螺母第一斜面外沿朝向凸轮齿轮的凸出距离大于螺母第一斜面内沿。该结构使得，外沿相比于内沿凸出更多，使外沿具有限位包覆性，能够限制滚珠在该位置上的移动空间，避免其脱出。

一种优选的实施方式中，所述螺母第二斜面具有处于外侧的螺母第二斜面外沿和处于内侧的螺母第二斜面内沿，所述螺母第二斜面外沿朝向凸轮齿轮的凸出距离小于螺母第二斜面内沿。该结构中，内沿相比于外沿凸出更多，该位置上对滚珠不具有限位作用，用于滚珠的放入或取出。

一种优选的实施方式中，所述两个第二凸台之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为齿轮第一斜面，靠近浅端一侧的表面为齿轮第二斜面；所述齿轮第一斜面具有处于外侧的齿轮第一斜面外沿和处于内侧的齿轮第一斜面内沿，所述齿轮第一斜面外沿朝向凸轮螺母的凸出距离大于齿轮第一斜面内沿。该结构与凸轮螺母上的螺母第一斜面的结构相匹配，用于在该位置上对滚珠进行限位，避免其脱出。

一种优选的实施方式中，所述齿轮第二斜面具有处于外侧的齿轮第二斜面外沿和处于内侧的齿轮第二斜面内沿，所述齿轮第二斜面外沿朝向凸轮螺母的凸出距离小于齿轮第二斜面内沿。该结构与凸轮螺母上的螺母第二斜面的结构相匹配，该位置用于放入或取出滚珠。

一种优选的实施方式中，所述两个第一凸台之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，所述第一凸台的两侧分别具有螺母第一弧面和螺母第二弧面；所述螺母第一弧面引导至倾斜表面的深端，所述螺母第二弧面引导至另一边的倾斜表面的浅端。两个弧面易于加工，且能够增加凸台的底座面积，增加结构强度。

一种优选的实施方式中，所述两个第二凸台之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，所述第二凸台的两侧分别具有齿轮第一弧面和齿轮第二弧面；所述齿轮第一弧面引导至倾斜表面的深端，所述齿轮第二弧面引导至另一边的倾斜表面的浅端。两个弧面易于加工，且能够增加凸台的底座面积，增加结构强度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，用于替换目前卡车上的气刹结构，能够明显缩短刹车距离，显著降低能耗，反应迅速，刹车效果越好。

附图说明

图1为本发明中的凸轮电刹机构的装配示意图。

图2为凸轮电刹机构中的电机轴的立体图。

图3为凸轮电刹机构中的凸轮螺母组件的示意图。

图4为图3中A区域的放大图。

图5为图3中B区域的放大图。

图6为图4中A1区域的放大图。

图7为凸轮电刹机构中的凸轮螺母组件的立体图。

图8为凸轮电刹机构中的凸轮螺母组件的一侧面的示意图。

图9为图8中设置有滚珠的示意图。

图10为凸轮电刹机构中的凸轮齿轮的示意图一。

图11为凸轮电刹机构中的凸轮齿轮的示意图二。

图12为凸轮电刹机构中的凸轮齿轮的立体图一。

图13为凸轮电刹机构中的凸轮齿轮的立体图二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1至图13，本申请中的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，包括装配在一起的凸轮螺母组件1和凸轮齿轮3，所述凸轮螺母组件1上设有凸轮螺母11，所述凸轮螺母11与凸轮齿轮3之间具有间隙，该间隙中设有若干个滚珠2；所述凸轮螺母11朝向所述凸轮齿轮3的表面上设有均匀分布的2~4个第一凸台113，相邻的两个第一凸台113之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；所述凸轮齿轮3朝向所述凸轮螺母11的表面上均匀分布有与所述第一凸台113数量相同的第二凸台33，相邻的两个第二凸台33之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；所述凸轮螺母11上的倾斜表面的倾斜方向与凸轮齿轮3上的倾斜表面的倾斜方向相同，使得凸轮齿轮3与凸轮螺母11相对转动时，在一个方向上通过第一凸台113、第二凸台33及之间滚珠2进行锁死；所述凸轮齿轮3通过传动齿轮4或传动齿轮组连接至电机轴5，所述电机轴5由电机驱动转动。

具体的，本申请中，凸轮螺母组件1上，所述凸轮螺母11的一侧为螺纹装配套13，另一侧为套管12，所述凸轮齿轮3可转动的设于该套管12上，同轴装配。

本申请中，所述第一凸台113和第二凸台33的数量均为三个，所述滚珠2的数量为三个，均为均匀分布。相邻的两个第一凸台113之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°，优选为2°；相邻的两个第二凸台33之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°，优选为2°，反应迅速，刹车效果好。

凸轮螺母组件1上，所述两个第一凸台113之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为螺母第一斜面112，靠近浅端一侧的表面为螺母第二斜面111；所述螺母第一斜面112具有处于外侧的螺母第一斜面外沿112a和处于内侧的螺母第一斜面内沿112b，所述螺母第一斜面外沿112a朝向凸轮齿轮3的凸出距离大于螺母第一斜面内沿112b。该结构使得，外沿相比于内沿凸出更多，使外沿具有限位包覆性，能够限制滚珠2在该位置上的移动空间，避免其脱出。此外，所述螺母第二斜面111具有处于外侧的螺母第二斜面外沿111a和处于内侧的螺母第二斜面内沿111b，所述螺母第二斜面外沿111a朝向凸轮齿轮3的凸出距离小于螺母第二斜面内沿111b。该结构中，内沿相比于外沿凸出更多，该位置上对滚珠2不具有限位作用，用于滚珠2的放入或取出。

从附图中可以看出，所述第一凸台113的两侧分别具有螺母第一弧面1131和螺母第二弧面1132；所述螺母第一弧面1131引导至倾斜表面的深端，所述螺母第二弧面1132引导至另一边的倾斜表面的浅端。两个弧面易于加工，且能够增加凸台的底座面积，增加结构强度。

本申请中，凸轮齿轮3上，所述两个第二凸台33之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为齿轮第一斜面32，靠近浅端一侧的表面为齿轮第二斜面31；所述齿轮第一斜面32具有处于外侧的齿轮第一斜面外沿32a和处于内侧的齿轮第一斜面内沿32b，所述齿轮第一斜面外沿32a朝向凸轮螺母11的凸出距离大于齿轮第一斜面内沿32b。该结构与凸轮螺母11上的螺母第一斜面112的结构相匹配，用于在该位置上对滚珠2进行限位，避免其脱出。此外，所述齿轮第二斜面31具有处于外侧的齿轮第二斜面外沿31a和处于内侧的齿轮第二斜面内沿31b，所述齿轮第二斜面外沿31a朝向凸轮螺母11的凸出距离小于齿轮第二斜面内沿31b。该结构与凸轮螺母11上的螺母第二斜面111的结构相匹配，该位置用于放入或取出滚珠2。整体的结构中，滚珠2装配好之后，在滚珠2所在位置的外围还会套有限位环，防止滚珠2从该位置中脱出，刹车过程中，随着凸轮齿轮3的转动，带动滚珠2移动，并将滚珠2限位在螺母第一斜面112、齿轮第一斜面及第一凸台113、第二凸台33所围成的空腔中，此时滚珠2不会与外界结构接触，作用力全部抵到斜面及凸台上，结构强度高，使用寿命长。

从附图中可以看出，所述两个第二凸台33之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，所述第二凸台33的两侧分别具有齿轮第一弧面331和齿轮第二弧面332；所述齿轮第一弧面331引导至倾斜表面的深端，所述齿轮第二弧面332引导至另一边的倾斜表面的浅端。两个弧面易于加工，且能够增加凸台的底座面积，增加结构强度。

本申请中，倾斜表面的两端的深端和浅端的深度比例为9:4左右。

以上描述可以看出，本申请中的凸轮电刹机构，由电机驱动电机轴5转动，电机轴5的一端为齿部51，该齿部51通过齿啮合带动传动齿轮4转动，传动齿轮4通过齿啮合带动凸轮齿轮3转动。在凸轮齿轮3转动过程中，带动凸轮齿轮3与凸轮螺母11之间的滚珠2在倾斜表面上移动，同时容纳滚珠2的空间变小，直至刹车。该结构反应迅速，越转动阻力力越大，刹车效果越好，同时相比于传统的气杀结构，刹车距离减少30%，且减少80%能源消耗。

以上所述，本发明提供了一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，用于替换目前卡车上的气刹结构，能够明显缩短刹车距离，显著降低能耗，反应迅速，刹车效果越好。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，包括装配在一起的凸轮螺母组件（1）和凸轮齿轮（3），所述凸轮螺母组件（1）上设有凸轮螺母（11），所述凸轮螺母（11）与凸轮齿轮（3）之间具有间隙，该间隙中设有若干个滚珠（2）；

所述凸轮螺母（11）朝向所述凸轮齿轮（3）的表面上设有均匀分布的2~4个第一凸台（113），相邻的两个第一凸台（113）之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；

所述凸轮齿轮（3）朝向所述凸轮螺母（11）的表面上均匀分布有与所述第一凸台（113）数量相同的第二凸台（33），相邻的两个第二凸台（33）之间为倾斜表面，且若干个倾斜表面在环形方向上的倾斜方向相同；

所述凸轮螺母（11）上的倾斜表面的倾斜方向与凸轮齿轮（3）上的倾斜表面的倾斜方向相同，使得凸轮齿轮（3）与凸轮螺母（11）相对转动时，在一个方向上通过第一凸台（113）、第二凸台（33）及之间滚珠（2）进行锁死；

所述凸轮齿轮（3）通过传动齿轮（4）或传动齿轮组连接至电机轴（5），所述电机轴（5）由电机驱动转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，凸轮螺母组件（1）上，所述凸轮螺母（11）的一侧为螺纹装配套（13），另一侧为套管（12），所述凸轮齿轮（3）可转动的设于该套管（12）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述第一凸台（113）和第二凸台（33）的数量均为三个，所述滚珠（2）的数量为三个。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，相邻的两个第一凸台（113）之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°；相邻的两个第二凸台（33）之间的倾斜表面的倾斜角度为1.8°~2.2°。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述两个第一凸台（113）之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为螺母第一斜面（112），靠近浅端一侧的表面为螺母第二斜面（111）；

所述螺母第一斜面（112）具有处于外侧的螺母第一斜面外沿（112a）和处于内侧的螺母第一斜面内沿（112b），所述螺母第一斜面外沿（112a）朝向凸轮齿轮（3）的凸出距离大于螺母第一斜面内沿（112b）。

6.根据权利要求5所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述螺母第二斜面（111）具有处于外侧的螺母第二斜面外沿（111a）和处于内侧的螺母第二斜面内沿（111b），所述螺母第二斜面外沿（111a）朝向凸轮齿轮（3）的凸出距离小于螺母第二斜面内沿（111b）。

7.根据权利要求6所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述两个第二凸台（33）之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，该倾斜表面上靠近深端一侧的表面为齿轮第一斜面（32），靠近浅端一侧的表面为齿轮第二斜面（31）；

所述齿轮第一斜面（32）具有处于外侧的齿轮第一斜面外沿（32a）和处于内侧的齿轮第一斜面内沿（32b），所述齿轮第一斜面外沿（32a）朝向凸轮螺母（11）的凸出距离大于齿轮第一斜面内沿（32b）。

8.根据权利要求7所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述齿轮第二斜面（31）具有处于外侧的齿轮第二斜面外沿（31a）和处于内侧的齿轮第二斜面内沿（31b），所述齿轮第二斜面外沿（31a）朝向凸轮螺母（11）的凸出距离小于齿轮第二斜面内沿（31b）。

9.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述两个第一凸台（113）之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，所述第一凸台（113）的两侧分别具有螺母第一弧面（1131）和螺母第二弧面（1132）；

所述螺母第一弧面（1131）引导至倾斜表面的深端，所述螺母第二弧面（1132）引导至另一边的倾斜表面的浅端。

10.根据权利要求1所述的一种用于汽车刹车的凸轮电刹机构，其特征在于，所述两个第二凸台（33）之间的倾斜表面的两端为深端和浅端，所述第二凸台（33）的两侧分别具有齿轮第一弧面（331）和齿轮第二弧面（332）；

所述齿轮第一弧面（331）引导至倾斜表面的深端，所述齿轮第二弧面（332）引导至另一边的倾斜表面的浅端。

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