CN115875405B - 一种踏板电机用传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传动领域，具体公开了一种踏板电机用传动机构，包括第一传动件、第二传动件和第三传动件，第一传动件包括第一滚齿件，且第一传动件内安装有输入轴，第二传动件一端为与第一传动件配合使用的第二滚齿件，第二传动件的另一端为蜗杆，第三传动件包括蜗轮，且第三传动件内安装有输出轴。本发明引入蜗轮蜗杆结构和滚齿件的引入，增加齿轮副的啮合面，提高了塑料斜齿轮的精度，有效地提高输出扭矩的平稳性，降低了噪音的分贝值，在输出扭矩一定的情况下使整个啮合机构受力得到改善，从而提高寿命。

Description

一种踏板电机用传动机构

技术领域

本发明涉及传动领域，更具体地说，它涉及一种踏板电机用传动机构。

背景技术

在传统的传动领域多采用两级都是蜗杆和斜齿轮搭配的方法来提供实现输出力矩，然而在特殊车型领域里（如纯电、增程）需要连续传递力矩平稳、噪音分贝值低的啮合机构，因这些车型无发动机噪音，对驾驶室座椅舒适度，和驾驶室内环境安静，对NVH和座椅辅助设备要求更苛刻。

传统的蜗杆和斜齿轮搭配组合已不能满足生产的需求，且斜齿轮、蜗杆啮合机构配合精度相对较低、啮合过程中力矩传递不平稳，抖动感加剧，噪音分贝值较高，驾驶室内能明显识别出来，驾驶体验感较差，同时纯电、增程车型的车轴起步和驱动时扭矩更高，齿轮之间转动废热较传统啮合机构更高，如果不将该废热排出，会造成内部的油液粘度降低，氧化速度加快，不能很好对啮合机构的传动起到润滑效果，啮合机构之间的传动则会出现异响和不稳定的情况，如果利用额外的散热件对其内部的废热处理，则增加了设备的体积，不利于内部传动件的稳定作业。

发明内容

本发明提供一种踏板电机用传动机构，解决相关技术中的力矩传递不平稳和高速传动时产生大量废热无法排出的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种踏板电机用传动机构，包括第一传动件、第二传动件和第三传动件，第一传动件为输入端，第二传动件一端为与第一传动件配合使用的第二滚齿件，第二传动件的另一端为蜗杆，第三传动件包括蜗轮，且第三传动件内安装有输出轴；

第二滚齿件为聚甲醛树脂制成齿坯，第二滚齿件的齿坯竖截面为圆形，在第二滚齿件的齿坯外围上均匀注塑有滚齿槽；

蜗轮的蜗轮弧面的两侧均设有直线段，蜗轮中位于两侧直线段之间的蜗轮弧面与蜗杆啮合连接。

进一步地：第一传动件包括第一滚齿件，且第一传动件内安装有输入轴。

进一步地：第一滚齿件和第二滚齿件的齿坯竖截面为圆形或椭圆形。

进一步地：还包括壳体，壳体的两侧均留有泵油空腔，第一滚齿件和第二滚齿件均安装在泵油空腔内。

进一步地：所述壳体的外侧设有循环油管，循环油管的长度方向与第一滚齿件、第二滚齿件的安装方向一致。

进一步地：还包括离合式联轴器，输入轴通过离合式联轴器与踏板电机的输出轴相连接，第三传动件所连接的输出轴连接有汽车踏板。

进一步地：还包括传动单元，第三传动件所连接的输出轴通过离合式联轴器与传动单元的输入端相连接，传动单元包括推动件和顶升件，驱动单元驱动传动单元分别带动推动件和顶升件同时动作，顶升件的端部与推动件的底端相连接，推动件的动作带动顶升件同时动作；

传动单元包括曲柄、连杆、运动杆、限位件和调节件，曲柄通过连杆与运动杆相连接，运动杆的杆端活动连接至推动件上，连杆通过限位件与调节件相连接，限位件呈V型结构，调节件带动限位件变形，限位件带动连杆与曲柄之间的回转半径变化，曲柄的中心处安装有连接轴，连接轴的外壁排布有转动凸轮，转动凸轮与顶升件的外壁抵靠连接。

进一步地：所述调节件包括调节滑块、步进电机和丝杠，步进电机的输出轴与丝杠相连接，调节滑块与丝杠的外壁传动配合，步进电机驱动调节滑块沿着丝杠的长度方向移动。

进一步地：所述限位件包括限位杆和配合杆，限位杆的一端位置固定，限位杆的另一端与配合杆的一端均活动连接在调节滑块上，配合杆的另一端与连杆之间活动连接。

进一步地：所述推动件包括框体、导热件和支撑件，框体的两侧活动连接至运动杆的杆端，导热件安装至框体内，且支撑件设于框体的内侧，导热件的端部与支撑件相连接，导热件的端部与循环油管的管道相连接。

进一步地：所述顶升件为L型弹性杆，顶升件的端部插接至框体的底端外壁上，顶升件的末端设有凸起部，连接轴带动转动凸轮转动时，转动凸轮带动凸起部沿着L型弹性杆的垂直向移动。

进一步地：所述顶升件的顶端设有复位弹簧，复位弹簧安装至框体的内部，复位弹簧用于提供沿着L型弹性杆的垂直向复位的支撑力。

本发明的有益效果在于：

本传动结构的结构紧凑，蜗轮蜗杆结构和滚齿件的引入，增加齿轮副的啮合面，提高了塑料斜齿轮的精度，有效的提高输出扭矩的平稳性，降低了噪音的分贝值，在输出扭矩一定的情况下使整个啮合机构受力得到改善，从而提高寿命；

本发明同时利用椭圆形滚齿件，可在啮合传动时，将减速器壳体内油液循环，加快内部的废热排出，保证减速器油的工作温度维持在标准温度内；

本发明还将输出轴端通过离合式联轴器连接至座椅设备，在未引入电子部件的情况下，通过该动力驱动座椅的坐垫部和靠背部做混合型按摩动作，提高座椅乘坐舒适度，同时将减速器内废热引入座椅内，可利用废热作为座椅加热的热源，实现了座椅的按摩和加热功能。

附图说明

图1是实施例一中提出的一种踏板电机用传动机构的结构示意图；

图2是实施例二中提出的一种踏板电机用传动机构的结构示意图；

图3是实施例三中提出的一种踏板电机用传动机构的结构示意图；

图4是图3中的组装结构示意图；

图5是图3中的滚齿件动作效果示意图；

图6是图3中的蜗轮、蜗杆啮合连接主视图；

图7是实施例四中的汽车座椅的传动装置结构示意图；

图8是图7中汽车座椅动作状态一的结构示意图；

图9是图7中汽车座椅动作状态二的结构示意图。

图中：100、第一传动件；110、输入轴；120、第一滚齿件；200、第二传动件；210、第二滚齿件；220、蜗杆；300、第三传动件；310、蜗轮；320、输出轴；400、壳体、410、底壳；420、顶壳；430、油路支管；440、连通阀；450、油塞；460、循环油管；500、传动单元；510、曲柄；520、连杆；530、运动杆；540、限位杆；550、配合杆；560、丝杠；570、调节滑块；580、步进电机；590、转动凸轮；600、推动件；700、顶升件；800、踏板电机。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

参阅图1所示，一种踏板电机用传动机构，包括第一传动件100、第二传动件200和第三传动件300，第一传动件100为输入端，第二传动件200一端为与第一传动件100配合使用的第二滚齿件210，第二传动件200的另一端为蜗杆220，第三传动件300包括蜗轮310，且第三传动件300内安装有输出轴320；

第二滚齿件210为聚甲醛树脂制成齿坯，第二滚齿件210的齿坯竖截面为圆形，在第二滚齿件210的齿坯外围上均匀注塑有滚齿槽；

蜗轮310的蜗轮310弧面的两侧均设有直线段，蜗轮310中位于两侧直线段之间的蜗轮310弧面与蜗杆220啮合连接。

现有的注塑成型斜齿轮因POM材料在注塑过程中的热收缩及脱模工艺导致了斜齿轮齿面的齿形等级正反向差异较大，齿面齿形等级一测10-11级、另一测超过12级，利用该斜齿轮后电机噪音的分贝值较高，且正反向声音差异较大，人耳完全可以识别出差异；

第二滚齿件210采用POM材料齿坯注塑成椭圆状在蜗杆220的插轴上，根据需要的齿轮参数加工，滚齿件通过采用POM材料齿坯注塑成椭圆状，齿坯上开设有直齿槽，解决了齿胚气孔和裂纹问题及齿坯在不完全滚穿的情况下保证齿形的机械强度问题，测量成品后的斜齿轮齿形等级都在9级以内，且正反向噪音基本一致，人耳无法识别出差异，单齿机械强度符合设计要求；

同时蜗轮310的蜗轮310弧面的两侧均设有直线段，位于两侧直线段之间的蜗轮310的蜗轮310弧面与蜗杆220部啮合连接，蜗轮310的蜗轮310弧面可以有效的将蜗杆220包裹在内，匹配蜗杆220齿面精磨以达到齿轮副的啮合是面接触，防止负载输出力矩时的抖动；其中现有的蜗轮310采用不锈钢输出轴320蜗轮310齿坯中，以不锈钢中心孔定位在滚齿机上将蜗轮310的参数加工出来，优化蜗轮310蜗杆220啮合时的径向跳动，减少啮合抖动；在蜗轮310弧面预留了一定尺寸的直线段，也有效防止轴向尺寸的累积公差带来的啮合抖动，提高容错率。

实施例二

如图2所示，在实施例一的基础上，实施例一中的传动机构应用于本实施例中驱动踏板，还包括踏板电机800、离合式联轴器，第一传动件100作为输入端，通过离合式联轴器与踏板电机的输出轴相连接，第三传动件300所连接的输出轴320连接有汽车踏板，踏板电机800的输出端连接该传动结构，在日常工况中，驾驶者需要开启车门，开启时，踏板电机800工作，踏板通过踏板电机800和该传动结构弹出，在关闭时，踏板电机800反向工作，通过该传动结构收回踏板，在行驶工况中，踏板电机800是不工作的，故在本实施例中踏板电机800可为独立输出源，也可为其他动力输出源，即踏板的驱动可通过离合式联轴器切换，可通过离合式联轴器将其他电机的动力驳接至传动结构的输入端上，例如其他电机在进行；

其中离合式联轴器是具备离合效果的联轴器，联轴器两端连接轴体的连接件可分离，即分离断开动力，结合动力介入。

实施例三

参阅图3-6所示，相较于实施例一，第一传动件100包括第一滚齿件120，且第一传动件100内安装有输入轴110，在本实施例中，第一滚齿件120和第二滚齿件210的齿坯竖截面为椭圆形，还包括壳体400，壳体400的两侧均留有泵油空腔，第一滚齿件120和第二滚齿件210均安装在泵油空腔内，在壳体400的外侧设有循环油管460，循环油管460的长度方向与第一滚齿件120、第二滚齿件210的安装方向一致，循环油管460设于壳体400的外侧，且壳体400内充盈有减速器油，滚齿件与壳体400的内侧壁之间围合成泵油空腔，减速器油通过泵油空腔的腔体大小变化带动下进入循环油管460，循环油管460通过管道与推动件600的内壁之间形成油液回路。

需要补充说明的是，壳体400包括顶壳420和底壳410，顶壳420和底壳410之间安装有油路支管430，顶壳420和底壳410在轴体连接处均设有轴座，通过轴体安装轴承后架设在轴座上；

在顶壳420上设有注油孔，注油孔上安装有油塞450；

第一滚齿件120、第二滚齿件210、输入轴110、插轴、循环油管460和壳体400组成一组油液循环结构，第一滚齿件120、第二滚齿件210与壳体400之间形成泵油空腔，第一滚齿件120、第二滚齿件210啮合时泵油空腔变化，进而使壳体400的一端和另一端之间产生压力差，在此压力差的作用下，产生作用力矩使齿轮连续转动，同时当减速器油流经第一滚齿件120、第二滚齿件210时，由于要克服壳体400内壁必然引起压力损失，壳体400引导进一步带动减速器油由一端向另一端移动，同时经过循环油管460循环，在壳体400内的减速器油不断流动，带动内部的滚齿件、蜗轮310蜗杆220啮合处热量的排出。

实施例四

参阅图7-图9所示，在实施例三的基础上，将实施例三中的减速器传动结构应用于汽车座椅，其中汽车座椅的传动装置，还包括离合式联轴器和传动单元500，第三传动件300所连接的输出轴320通过离合式联轴器与传动单元500的输入端相连接，传动单元500包括推动件600和顶升件700，传动单元500分别带动推动件600和顶升件700同时动作，顶升件700的端部与推动件600的底端相连接，推动件600的动作带动顶升件700同时动作。

在该驱动单元的输出轴320端，可通过将部分动力连接至传动单元500上，同时将循环的减速器油带出的废热循环至推动件600上，其中传动单元500是应用于车辆的座椅上的，现有的车辆座椅的按摩驱动和座椅加热功能均需要通过独立的用电件实现，该驱动单元的传动结构可有效的提高车辆的静音性和热稳定性，同时将废热引导至传动单元500内，并利用该驱动单元的轴端部分动力驱动座椅按摩和座椅加热功能，座椅按摩通过离合式联动器接入动力即可实现作业，座椅加热通过连通阀440开启即可实现作业，有效的对驱动单元的传动动力及导出的废热进行利用，提高输出扭矩的平稳性，在输出扭矩一定的情况下使传动结构的受力得到改善，工作温度平稳，从而提高使用寿命；

具体的，传动单元500包括曲柄510、连杆520、运动杆530、限位件和调节件，曲柄510通过连杆520与运动杆530相连接，运动杆530的杆端活动连接至推动件600上，连杆520通过限位件与调节件相连接，限位件呈V型结构，调节件带动限位件变形，限位件带动连杆520与曲柄510之间的回转半径变化，曲柄510的中心处安装有连接轴，连接轴的外壁排布有转动凸轮590，转动凸轮590与顶升件700的外壁抵靠连接；

调节件包括调节滑块570、步进电机580和丝杠560，步进电机580的输出轴320与丝杠560相连接，调节滑块570与丝杠560的外壁传动配合，步进电机580驱动调节滑块570沿着丝杠560的长度方向移动；

限位件包括限位杆540和配合杆550，限位杆540的一端位置固定，限位杆540的另一端与配合杆550的一端均活动连接在调节滑块570上，配合杆550的另一端与连杆520之间活动连接；

其中限位杆540的杆端可与车辆座椅的框架相连接，即限位杆540的杆端通过轴销与车辆座椅的框架相连接，其中步进电机580也可设于车辆座椅的框架的底侧；

推动件600包括框体、导热件和支撑件，框体的两侧活动连接至运动杆530的杆端，导热件安装至框体内，且支撑件设于框体的内侧，导热件的端部与支撑件相连接，导热件的端部与循环油管460的管道相连接；

需要补充说明的是，其中油路支管430中设于顶壳420和底壳410之间，且油路支管430之间安装有连通阀440，连通阀440可通过管道与导热件相连通，且管道在其内部形成回路，再通过连通阀440流通至壳体400内；

顶升件700为L型弹性杆，顶升件700的端部插接至框体的底端外壁上，顶升件700的末端设有凸起部，连接轴带动转动凸轮590转动时，转动凸轮590带动凸起部沿着L型弹性杆的垂直向移动，顶升件700的顶端设有复位弹簧，复位弹簧安装至框体的内部，复位弹簧用于提供沿着L型弹性杆的垂直向复位的支撑力。

传动单元500的具体工作流程如下，通过输出轴320和离合式联轴器输入动力至连接轴，连接轴上设有多个转动凸轮590，转动凸轮590可分为第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮和第二凸轮间隔分布，顶升件700的水平向杆体搭接在第二凸轮上，第二凸轮的回转半径小，第一凸轮直接作用于车辆坐垫的坐垫部分，可产生往复向坐垫面上顶升的效果，起到按摩的效果，同时水平向杆体在第二凸轮的作用下，整体坐垫不断抬升坐垫整个支撑面，实现坐垫对驾驶员臀部不断夹持、松紧的往复作用效果，达到坐垫部分的按摩效果；

同时在连接轴带动下，连杆520绕着曲柄510转动，调节件可改变回转半径，回转半径小时，连杆520带动运动杆530的杆端做小幅度的往复推动动作，即带动推动件600向座椅靠背面上不断推动，即利用支撑件不断贴合坐垫背部，形成对驾驶者背部整体不断推动的按摩效果；

调节回转半径，连杆520带动运动杆530的杆端的往复推动动作幅度增大，即带动推动件600向座椅靠背面上不断推动的效果增强，提高坐垫靠背部分按摩强度，同时坐垫部分的顶升件700也随之前后移动，带动坐垫部分还具备前后移动的效果，使凸轮的振动区不断变化，该传动单元500对驾驶员的座椅按摩部分的使用感受提升；

在需要座椅加热时，可通过开启连通阀440，将油路通过循环油管460不断带入携带废热的油液进入推动件600内，同样的，也可以将有油管排布至顶升件700的杆体上表面，形成一个加热区，保证了在需要座椅加热时，对座椅的靠背和座椅坐垫均实现加热，提高对废热的利用。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (4)

1.一种汽车座椅用传动机构，其特征在于，包括第一传动件（100）、第二传动件（200）和第三传动件（300），第一传动件（100）为输入端，第二传动件（200）一端为与第一传动件（100）配合使用的第二滚齿件（210），第二传动件（200）的另一端为蜗杆（220），第三传动件（300）包括蜗轮（310），且第三传动件（300）内安装有输出轴（320）；

第二滚齿件（210）为聚甲醛树脂制成齿坯，在第二滚齿件（210）的齿坯外围上均匀注塑有滚齿槽；

蜗轮（310）的蜗轮弧面的两侧均设有直线段，蜗轮（310）中位于两侧直线段之间的蜗轮弧面与蜗杆（220）啮合连接；

还包括传动单元（500），第三传动件（300）所连接的输出轴（320）通过离合式联轴器与传动单元（500）的输入端相连接，传动单元（500）包括推动件（600）和顶升件（700），驱动单元驱动传动单元（500）分别带动推动件（600）和顶升件（700）同时动作，顶升件（700）的端部与推动件（600）的底端相连接，推动件（600）的动作带动顶升件（700）同时动作；

传动单元（500）包括曲柄（510）、连杆（520）、运动杆（530）、限位件和调节件，曲柄（510）通过连杆（520）与运动杆（530）相连接，运动杆（530）的杆端活动连接至推动件（600）上，连杆（520）带动运动杆（530）的杆端往复推动，运动杆（530）带动推动件（600）向座椅靠背面上不断推动；

连杆（520）通过限位件与调节件相连接，限位件呈V型结构，调节件带动限位件变形，限位件带动连杆（520）与曲柄（510）之间的回转半径变化，曲柄（510）的中心处安装有连接轴，输出轴（320）通过离合式联轴器输入动力至连接轴，连接轴的外壁排布有转动凸轮（590），转动凸轮（590）与顶升件（700）的外壁抵靠连接；

所述调节件包括调节滑块（570）、步进电机（580）和丝杠（560），步进电机（580）的输出轴（320）与丝杠（560）相连接，调节滑块（570）与丝杠（560）的外壁传动配合，步进电机（580）驱动调节滑块（570）沿着丝杠（560）的长度方向移动；

所述限位件包括限位杆（540）和配合杆（550），限位杆（540）的一端位置固定，限位杆（540）的另一端与配合杆（550）的一端均活动连接在调节滑块（570）上，配合杆（550）的另一端与连杆（520）之间活动连接；

所述顶升件（700）为L型弹性杆，顶升件（700）的端部插接至推动件（600）的框体的底端外壁上，顶升件（700）的末端设有凸起部，连接轴带动转动凸轮（590）转动时，转动凸轮（590）带动凸起部沿着L型弹性杆的垂直向移动，并带动抬升汽车座椅的坐垫部分。

2.根据权利要求1所述的一种汽车座椅用传动机构，其特征在于，第一传动件（100）包括第一滚齿件（120），且第一传动件（100）内安装有输入轴（110），第一滚齿件（120）和第二滚齿件（210）的齿坯竖截面为圆形或椭圆形。

3.根据权利要求2所述的一种汽车座椅用传动机构，其特征在于，还包括壳体（400），壳体（400）的两侧均留有泵油空腔，第一滚齿件（120）和第二滚齿件（210）均安装在泵油空腔内，所述壳体（400）的外侧设有循环油管（460），循环油管（460）的长度方向与第一滚齿件（120）、第二滚齿件（210）的安装方向一致，壳体（400）内充盈有减速器油，通过泵油空腔的腔体大小变化带动减速器油进入循环油管（460），循环油管（460）通过管道与推动件（600）的内壁之间形成油液回路。

4.根据权利要求3所述的一种汽车座椅用传动机构，其特征在于，所述推动件（600）包括框体、导热件和支撑件，框体的两侧活动连接至运动杆（530）的杆端，导热件安装至框体内，且支撑件设于框体的内侧，导热件的端部与支撑件相连接，导热件的端部与循环油管（460）的管道相连接。

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