CN117302119A - 制动鼓和轮毂驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种制动鼓和轮毂驱动系统，制动鼓包括：花键配合部(2)，所述花键配合部(2)设置有内花键(221)；以及制动部(1)，所述制动部(1)设置于所述花键配合部(2)的径向外侧，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)通过固定件连接在一起，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)中的至少一者设置有多个定位部，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)的接触部分包括所述定位部，所述多个定位部沿所述制动鼓的周向(C)间隔开地排列，所述定位部为凸部。
Description
技术领域
本申请属于车辆驱动技术领域，特别涉及一种制动鼓和轮毂驱动系统。
背景技术
车辆的动力轮(轮毂驱动系统)可以集成制动功能以使车辆减速制动和保持停止。在制动鼓使车辆制动过程中，制动鼓的动能将转化为热量。制动鼓的温度可以升高至例如300摄氏度以上，制动鼓的热量主要通过热对流和热传导传导出去。
如图1所示，一种轮毂驱动系统的太阳轮10通过花键直接与制动鼓40连接，制动鼓40的热量会传递到太阳轮10，导致套设于太阳轮10的密封件20和轴承30温度升高，进而影响密封件20和轴承30的使用寿命，影响轮毂驱动系统的使用寿命。制动鼓40材质例如为HT250，虽然热容量较高，但机械强度一般，不宜承受较大的刹车制动扭矩，影响轮毂驱动系统的使用寿命。
发明内容
本申请旨在提出一种制动鼓，以延长轮毂驱动系统的使用寿命。本申请还提出一种包括上述制动鼓的轮毂驱动系统。
本申请的实施方式提出一种制动鼓，包括：
花键配合部，所述花键配合部设置有内花键；以及
制动部，所述制动部设置于所述花键配合部的径向外侧，所述制动部和所述花键配合部通过固定件连接在一起，
所述制动部和所述花键配合部中的至少一者设置有多个定位部，所述制动部和所述花键配合部的接触部分包括所述定位部，所述多个定位部沿所述制动鼓的周向间隔开地排列，所述定位部为凸部。
在至少一个可能的实施方式中，所述定位部包括轴向定位部，所述轴向定位部从所述制动部的朝向所述花键配合部的轴向端面和/或所述花键配合部的朝向所述制动部的轴向端面沿所述制动鼓的轴向凸起，所述轴向定位部设置有多个，多个所述轴向定位部沿所述制动鼓的周向间隔开地排列，并且/或者
所述定位部包括径向定位部，所述径向定位部从所述花键配合部的外周面向径向外侧凸起，或者所述径向定位部从所述制动部的内周面向径向内侧凸起，所述径向定位部设置有多个，多个所述径向定位部沿所述制动鼓的周向间隔开地排列。
在至少一个可能的实施方式中，在所述制动鼓的周向上，所述固定件和所述轴向定位部处于相同的位置。
在至少一个可能的实施方式中，所述轴向定位部包括隔热垫，所述隔热垫包括陶瓷材料和/或有机材料。
在至少一个可能的实施方式中，所述制动部和所述花键配合部仅在所述定位部或仅经由所述定位部彼此接触。
在至少一个可能的实施方式中，所述制动部和所述花键配合部的材料不同，所述制动部的热容量优于所述花键配合部，所述花键配合部的机械强度优于所述制动部。
在至少一个可能的实施方式中，所述花键配合部的轴向一侧面设置有加强筋。
本申请的实施方式还提出一种制动鼓，包括：
花键配合部，所述花键配合部设置有内花键；以及
制动部，所述制动部设置于所述花键配合部的径向外侧，所述制动部和所述花键配合部通过固定件连接在一起，
所述制动部和所述花键配合部的材料不同，所述制动部的热容量优于所述花键配合部，所述花键配合部的机械强度优于所述制动部。
在至少一个可能的实施方式中，所述制动部的材质为铸铁，所述花键配合部的材质为合金结构钢。
本申请的实施方式又提出一种轮毂驱动系统，包括上述技术方案中任一项所述的制动鼓。
通过采用上述技术方案，通过设置凸起的定位部，使制动鼓的制动部和花键配合部的接触面积较小，在制动鼓制动时，可以使花键配合部的温度升高得较慢，花键配合部的温度较低，进而延长轮毂驱动系统的使用寿命。
通过使制动部的热容量(比热容)优于花键配合部，花键配合部的机械强度优于制动部，使制动鼓能够承受较大扭矩，进而延长轮毂驱动系统的使用寿命。
附图说明
图1示出了一种可能的轮毂驱动系统的局部结构示意图。
图2示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的结构示意图。
图3示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的另一角度的结构示意图。
图4示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的剖视图。
图5示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的制动部的剖视图。
图6示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的花键配合部的结构示意图。
图7示出了根据本申请的实施方式的制动鼓的花键配合部的另一角度的结构示意图。
图8示出了根据本申请的实施方式的制动鼓和一种可能的制动鼓进行有限元分析的对比图。
附图标记说明
10太阳轮20密封件30轴承40制动鼓
1制动部11制动部径向延伸部12制动部轴向延伸部
2花键配合部
21配合部径向延伸部211轴向定位部212工装定位孔
22配合部轴向延伸部221内花键222径向定位部
23加强筋
3铆钉
A轴向C周向R径向。
具体实施方式
为了更加清楚地阐述本申请的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本申请的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本申请还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本申请精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本申请不受该部分公开的具体实施例的限制。本申请的保护范围应以权利要求为准。
如图2至图8所示，本申请的实施方式提出一种制动鼓，其包括制动部1和花键配合部2，制动部1和花键配合部2可以通过例如铆钉3的固定件连接在一起，花键配合部2整体上位于制动部1的径向内侧。
如图2至图5所示，制动部1可以包括制动部径向延伸部11和制动部轴向延伸部12。制动部径向延伸部11可以为环形圆盘，制动部轴向延伸部12可以为圆筒状。制动部径向延伸部11可以沿径向R和周向C延伸，制动部轴向延伸部12可以沿轴向A和周向C延伸。制动部轴向延伸部12可以位于制动部径向延伸部11的径向外侧，制动部轴向延伸部12从制动部径向延伸部11的径向外侧端向轴向一侧延伸。制动部径向延伸部11和制动部轴向延伸部12可以一体成型。
如图5所示，在制动部径向延伸部11的轴向上的侧面设置有安装槽13。在轴向A上，安装槽13可以远离制动部轴向延伸部12地凹陷，花键配合部2可以部分地嵌入安装槽13，花键配合部2可以从制动部轴向延伸部12所在侧装入安装槽13。安装槽13可以为圆环状，安装槽13还设置有能够使铆钉3穿过的多个通孔。
如图2至4、图6和图7所示，花键配合部2可以为圆环状，花键配合部2包括配合部径向延伸部21和配合部轴向延伸部22。配合部径向延伸部21可以沿径向R和周向C延伸，配合部轴向延伸部22可以沿轴向A和周向C延伸。配合部径向延伸部21的轴向厚度小于配合部轴向延伸部22的轴向厚度，还可以将配合部径向延伸部21称为配合部连接部，将配合部轴向延伸部22称为配合部花键部。配合部轴向延伸部22可以位于配合部径向延伸部21的径向内侧，配合部径向延伸部21和配合部轴向延伸部22可以一体成型。
配合部径向延伸部21的轴向A上的另一侧表面(靠近制动部径向延伸部11的侧面)设置有轴向定位部211，轴向定位部211可以为凸部，轴向定位部211可以沿配合部径向延伸部21的周向C间隔开地设置有多个。
轴向定位部211可以和安装槽13的底面接触，使制动部1和花键配合部2轴向定位。凸起的轴向定位部211使制动部1和花键配合部2的轴向定位面的面积较小，热量不易由制动部1传导至花键配合部2。
轴向定位部211的数量可以为铆钉3的数量的整数倍，或者铆钉3的数量可以为轴向定位部211的数量的整数倍，例如轴向定位部211和铆钉3的数量可以相同，沿配合部径向延伸部21的周向C可以设置有9个轴向定位部211。
在制动鼓的周向C上，铆钉3和轴向定位部211可以处于相同的位置，在轴向定位部211可以设置有通孔，铆钉3可以穿过位于轴向定位部211的通孔，使轴向定位部211和安装槽13的底面较好的贴合接触。
轴向定位部211可以包括隔热垫，隔热垫可以包括陶瓷材料和/或有机材料，隔热垫可以阻止或减缓热量由制动部1传导至花键配合部2，避免花键配合部2的温度过高。
配合部径向延伸部21还可以设置有工装定位孔212，工装定位孔212可以沿制动鼓的轴向A延伸。工装定位孔212可以在连接制动部1和花键配合部2时，对花键配合部2进行定位。在该实施方式中，工装定位孔212可以设置有3个。
如图7所示，配合部轴向延伸部22的内周部设置有内花键221，内花键221可以用于和轮毂驱动系统的太阳轮花键配合。
配合部轴向延伸部22的径向外侧面可以设置有径向定位部222，径向定位部222可以为凸部。例如配合部轴向延伸部22可以沿配合部轴向延伸部22的周向C均匀间隔地设置有朝向径向外侧凸出的3个凸部。这3个凸部可以与安装槽13的侧壁配合。凸起的径向定位部222使制动部1和花键配合部2的径向定位面的面积较小，热量不易由制动部1传导至花键配合部2。
轴向定位部211和径向定位部222可以合称为定位部，定位部用于定位制动部1和花键配合部2。在制动部1和花键配合部2安装到一起的状态下，定位部是制动部1和花键配合部2的接触部分。
如图6所示，花键配合部2的轴向一侧面(远离制动部径向延伸部11的侧面)可以设置有多个加强筋23，多个加强筋23可以包括内周的环形加强筋和从环形加强筋向径向外侧伸出的多个径向加强筋。多个径向加强筋可以在周向C上间隔开地布置，多个径向加强筋可以从环形加强筋延伸到配合部径向延伸部21，并且延伸到相邻的通孔之间。加强筋23可以提高制动鼓的结构强度。
如图2至图4所示，沿制动鼓的周向C设置有多个铆钉3，例如铆钉3可以设置有9个，对于铆钉3的数量可以综合考虑制动鼓承受的扭矩以及制动部1和花键配合部2的接触传热面积。铆钉的数量越多，制动鼓能够的承受的扭矩越大，但是制动部1和花键配合部2的接触传热面积也越大。
制动部1和花键配合部2的材料不同，制动部1的热容量(比热容)优于花键配合部2，使制动部1在制动时的温度较低，花键配合部2的机械强度优于制动部1，使花键配合部2的花键的强度较高，制动鼓能够承受较大的扭矩。具体的，制动部1的材质可以为灰铸铁，例如牌号为HT250的灰铸铁，花键配合部2的材质可以为合金结构钢，例如42铬钼(42CrMo)。
图8中的横坐标表示时间(单位为秒)，纵坐标表示制动鼓的花键部的温度(单位为摄氏度)，虚线表示使用背景技术的制动鼓的温度曲线，实线表示使用本实施方式的制动鼓的温度曲线。
如图8所示，根据有限元分析计算的结果，本申请和背景技术的制动鼓相比，传递到太阳轮的热量可以降低25％左右。
本申请实施方式的制动鼓通过设置凸起的定位部，使制动部1和花键配合部2的接触面的面积较小，接触面包括轴向定位面和径向定位面。在制动鼓制动时，较小的接触面传热较慢，可以使花键配合部2的温度升高得较慢，传递到太阳轮的热量较少，进而套设于太阳轮的密封件和轴承的温度较低，可以提高套设于太阳轮的密封件和轴承的使用寿命。
虽使用上述实施方式对本申请进行了详细说明，还要说明以下几点。
(I)在上述实施方式中，定位部设置于花键配合部2，然而本申请不限于此，在其他可能的实施方式中，制动部也可以设置定位部。
(II)在上述实施方式中，轴向定位部211和径向定位部222均设置于花键配合部2。然而本申请不限于此，在其他可能的实施方式中，轴向定位部和径向定位部可以均设置于制动部，也可以轴向定位部设置于花键配合部，径向定位部设置于制动部，或者轴向定位部设置于制动部，径向定位部设置于花键配合部。
(III)在上述实施方式中，轴向定位部211可以从花键配合部2的朝向制动部1的轴向端面沿制动鼓的轴向A凸起。然而本申请不限于此，在其他可能的实施方式中，轴向定位部还可以从制动部1的朝向花键配合部2的轴向端面凸起。
(IV)在上述实施方式中，定位部包括轴向定位部211和径向定位部222，然而本申请不限于此，定位部可以仅包括轴向定位部或径向定位部。
(V)在上述实施方式中，径向定位部222从配合部轴向延伸部22的外周面向径向外侧凸起。然而本申请不限于此，在其他可能的实施方式中，径向定位部222也可以从配合部径向延伸部的外周面向径向外侧凸起。
虽使用上述实施方式对本申请进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本申请显然并不限于在本说明书中说明的实施方式。本申请能够在不脱离由权利要求书所确定的本申请的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本申请并不具有任何限制性的含义。
Claims (10)
1.一种制动鼓，其特征在于，包括：
花键配合部(2)，所述花键配合部(2)设置有内花键(221)；以及
制动部(1)，所述制动部(1)设置于所述花键配合部(2)的径向外侧，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)通过固定件连接在一起，
所述制动部(1)和所述花键配合部(2)中的至少一者设置有多个定位部，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)的接触部分包括所述定位部，所述多个定位部沿所述制动鼓的周向(C)间隔开地排列，所述定位部为凸部。
2.根据权利要求1所述的制动鼓，其特征在于，所述定位部包括轴向定位部(211)，所述轴向定位部(211)从所述制动部(1)的朝向所述花键配合部(2)的轴向端面和/或所述花键配合部(2)的朝向所述制动部(1)的轴向端面沿所述制动鼓的轴向(A)凸起，所述轴向定位部(211)设置有多个，多个所述轴向定位部(211)沿所述制动鼓的周向(C)间隔开地排列，并且/或者
所述定位部包括径向定位部(222)，所述径向定位部(222)从所述花键配合部(2)的外周面向径向外侧凸起，或者所述径向定位部(222)从所述制动部(1)的内周面向径向内侧凸起，所述径向定位部(222)设置有多个，多个所述径向定位部(222)沿所述制动鼓的周向(C)间隔开地排列。
3.根据权利要求2所述的制动鼓，其特征在于，在所述制动鼓的周向(C)上，所述固定件和所述轴向定位部(211)处于相同的位置。
4.根据权利要求2所述的制动鼓，其特征在于，所述轴向定位部(211)包括隔热垫，所述隔热垫包括陶瓷材料和/或有机材料。
5.根据权利要求1所述的制动鼓，其特征在于，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)仅在所述定位部或仅经由所述定位部彼此接触。
6.根据权利要求1所述的制动鼓，其特征在于，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)的材料不同，所述制动部(1)的热容量优于所述花键配合部(2)，所述花键配合部(2)的机械强度优于所述制动部(1)。
7.根据权利要求1所述的制动鼓，其特征在于，所述花键配合部(2)的轴向一侧面设置有加强筋(23)。
8.一种制动鼓，其特征在于，包括：
花键配合部(2)，所述花键配合部(2)设置有内花键(221)；以及
制动部(1)，所述制动部(1)设置于所述花键配合部(2)的径向外侧，所述制动部(1)和所述花键配合部(2)通过固定件连接在一起，
所述制动部(1)和所述花键配合部(2)的材料不同，所述制动部(1)的热容量优于所述花键配合部(2)，所述花键配合部(2)的机械强度优于所述制动部(1)。
9.根据权利要求8所述的制动鼓，其特征在于，所述制动部(1)的材质为铸铁，所述花键配合部(2)的材质为合金结构钢。
10.一种轮毂驱动系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的制动鼓。
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