一种外抱带式浮动齿形换挡制动器制造技术

本发明专利技术公开了一种外抱带式浮动齿形换挡制动器，包括制动带、浮动带齿、弹簧、制动鼓、限位机构、自锁装置及驱动机构；当制动器不工作时，两个制动带的活动端处于分离状态，浮动带齿与制动鼓齿处于脱离状态，弹簧处于拉伸状态；当制动器制动时，两套驱动机构带动两个制动带的活动端同步相向运动，使浮动带齿与制动鼓齿啮合，浮动带齿在制动鼓齿的带动下沿制动带周向移动，由限位机构限位此时制动鼓停转，同时浮动带齿由自锁装置锁定，限制浮动带齿的反向运动；当自锁装置解锁时，浮动带齿在弹簧的作用下复位。本发明专利技术在制动时可保证所有带齿均能与制动鼓齿啮合，能避免碰撞时因非全齿啮合造成的各齿制动力矩分配不均、局部零件应力过大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种外抱带式浮动齿形换挡制动器
本专利技术涉及车辆传动
，具体涉及一种外抱带式浮动齿形换挡制动器。
技术介绍
目前开发的电驱动履带车辆受限于电机与电池技术，为满足履带车辆动力性能技术要求的需要，履带车辆配备的电机需加装两挡行星变速箱，通过改变传动比来实现较大的爬坡度和较高的最高车速的目的，并减轻电机与电池的负担，能够使电机持续工作在最佳效率范围内，提升电驱动履带车辆的动力性和经济性。传统的履带车辆行星变速箱通常采用湿式摩擦片式换挡机构，通过液压装置压紧主被动端摩擦片，利用摩擦片间的摩擦转矩实现对行星构件的制动，从而改变传动比。然而该方案中摩擦片为易损件，使用经验表明传统的湿式摩擦片式换挡制动器存在摩擦片易烧蚀、磨损、翘曲变形的问题，在恶劣工况下可能导致摩擦片断裂和破碎的严重情况，并使制动器失效。另外，湿式摩擦片式制动器在工作过程中存在不可忽略的带排损失，制约传动系统效率的提高，而为该装置配备的液压部件由于包括油箱、泵、马达和管路等结构，导致整个操纵装置结构体积偏大，重量较重，不便于布置在以电能为动力的履带车辆上。为提高电驱动履带车辆的可靠性、工作效率以及车体轻量化的实现，亟需为电驱动履带车辆两挡变速箱开发一种结构简单，布置方便，能源获取便捷且传动效率高的换挡制动器。基于此应用背景，现有中国专利技术专利中公开了一种外抱带式齿形制动器(公布号：CN110439940A)，制动带采用分段对称结构，使得制动带能够同心同步收紧，且采用丝杠螺母作动机构完成对称齿带的收紧动作，使得制动力矩全部由零件机械强度承担，制动时无需持续做功输出制动力源，如图1所示。该方案能够解决现有制动器在接合后执行电机持续做功的问题，依靠梯形丝杠螺母副的自锁特性即可保持制动带活动端的位置，使得换挡制动器能耗大幅下降；能够减少执行电机的重量与体积，避免电机持续堵转带来的发热烧坏风险。但在实际使用过程中，上述方案在工作可靠性等方面依然有一定的问题，可行性差。首先，采用外抱对称带式齿形制动器并不能彻底根除制动过程中的非全齿啮合问题，原因在于实际接合过程中，制动带齿所对制动鼓圆心角在不断发生变化，与制动鼓齿所对圆心角并不完全相等，若制动带尚未移动至最终位置时制动带齿就已经与制动鼓发生碰撞，则同样会产生非全齿啮合的问题。非全齿啮合会极大增加接触啮合部位的应力，不仅使制动机构无法受力平衡，加重制动机构连接部位的负担，更无法实现制动过程的可靠和稳定性，影响制动件的工作可靠性和使用寿命，甚至会直接损坏制动件。对于采用滚动螺旋传动的丝杠螺母机构而言，其结构复杂，制造精度要求高，抗冲击性能差。该结构中制动带顶部需依靠丝杠螺母机构保持固定，而在制动过程中尽管制动齿以及弹性齿套吸收了大量的制动冲击能量，仍无法避免制动齿碰撞产生的冲击力矩将对丝杠造成过大的剪切力，容易使丝杠产生弯曲变形。一旦丝杠发生形变，将极大地影响执行机构传递运动的精确性，更可能使制动执行机构失效。因此直接采用丝杠螺母传动的执行机构将进一步限制制动器的工作可靠性。综上所述，虽然上述方案相比现有技术有了一定的进步，但依然存在不可忽略的问题，并直接影响到制动器工作性能和使用寿命，距实际投入使用存在一定的距离，因此对上述缺陷进行优化与改进十分必要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种外抱带式浮动齿形换挡制动器，在制动时可保证所有带齿均能与制动鼓齿啮合，能够避免碰撞时因非全齿啮合现象造成的各齿制动力矩分配不均、局部零件应力过大的问题。本专利技术采取的技术方案如下：一种外抱带式浮动齿形换挡制动器，包括制动带、浮动带齿、弹簧、制动鼓、限位机构、自锁装置及驱动机构；所述制动鼓为回转部件，制动鼓的外圆周面设有2N个沿周向均匀分布的制动鼓齿，N为大于等于1的整数；所述制动带为半圆形结构，且制动带中部沿周向挖空；每个制动带外表面设有2N个沿周向均匀分布的径向伸出部，两个径向伸出部为一组；所述浮动带齿安装在制动带的两个径向伸出部之间，且浮动带齿两端分别通过弹簧与两侧的径向伸出部相连，浮动带齿能够沿制动带周向移动；浮动带齿为2N个，用于与所述制动鼓齿啮合；所述限位机构固定在径向伸出部上，用于在制动过程中限制浮动带齿位置；所述自锁装置固定在制动带上，用于在制动鼓停转后限制浮动带齿的复位运动；两个制动带对称布置于制动鼓两侧，合围后外抱在制动鼓外部，一端为固定端，另一端为活动端；两个制动带活动端相对，每个制动带的活动端对应一套驱动机构；当制动器不工作时，两个制动带的活动端处于分离状态，所述浮动带齿与制动鼓齿处于脱离状态，弹簧处于拉伸状态；当制动器制动时，两套驱动机构带动两个制动带的活动端同步相向运动，使浮动带齿与制动鼓齿啮合，浮动带齿在制动鼓齿的带动下沿制动带周向移动，由限位机构限位此时制动鼓停转，同时浮动带齿由自锁装置锁定，限制浮动带齿的反向运动；当自锁装置解锁时，浮动带齿在弹簧的作用下复位。进一步地，所述制动器进一步包括换挡拨叉轴，两个制动带的活动端同时套装在换挡拨叉轴上，在驱动机构的带动下沿换挡拨叉轴轴向移动。进一步地，所述浮动带齿包括浮动外齿、浮动内齿及连接螺栓；浮动外齿、浮动内齿沿单个制动带对称分布，浮动外齿位于制动带外侧，浮动内齿位于内侧，浮动外齿、浮动内齿通过连接螺栓径向固定，所述连接螺栓穿过制动带中空部分。进一步地，所述浮动内齿为梯形齿或矩形齿，所述制动鼓齿与浮动内齿齿形结构对应。进一步地，所述限位机构包括限位螺柱及螺母，所述限位螺柱的轴线方向与径向伸出部所在平面垂直，且所述限位螺柱沿其轴向位置可调并由螺母固定。进一步地，所述自锁装置包括自锁钢片和钢丝；所述自锁钢片由钢板钣金折叠而成，具备一定弹性变形能力；每个浮动带齿周围分布四个自锁钢片，所述自锁钢片包括倾斜部和回折部；所述倾斜部固定在制动带侧边边缘凸出部上，倾斜部和回折部形成的回折角开口朝外，所述倾斜部向制动带中线方向倾斜一定角度，回折部下端通过钢丝与外部壳体固连；浮动带齿移动时，挤压倾斜部，经限位机构限位后，由回折部限制浮动带齿回到初始位置；制动带分离时，在钢丝带动下，自锁钢片弹性变形，解除对浮动带齿的限位。进一步地，所述制动带的固定端通过连接销与固定支座铰接。进一步地，所述驱动机构包括伺服电机、螺杆螺母组件；伺服电机与螺杆连接，所述螺杆螺母组件将伺服电机的旋转运动转换为螺母的平移运动，螺母与所述制动带的活动端连接。有益效果：1、本专利技术采用浮动带齿的结构后，在制动时可保证所有带齿均能与制动鼓齿啮合，能够避免碰撞时因非全齿啮合现象造成的各齿制动力矩分配不均、局部零件应力过大的问题，同时利用弹性阻尼元件，起到了很好的缓冲与吸收制动鼓转动能量的效果，使得制动鼓对制动器的冲击力矩大大减小，相较于前几种方案，本方案制动器在工作时允许制动鼓拥有更高的初始制动转速，扩大了电机调速范围，使得制动器受电机调速效果的优劣以及加工、安装误差等外部制约因素的影响效果更小，换挡制动器的鲁棒性，工作可靠性与使用寿命得到了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外抱带式浮动齿形换挡制动器，其特征在于，包括制动带、浮动带齿、弹簧、制动鼓、限位机构、自锁装置及驱动机构；/n所述制动鼓为回转部件，制动鼓的外圆周面设有2N个沿周向均匀分布的制动鼓齿，N为大于等于1的整数；/n所述制动带为半圆形结构，且制动带中部沿周向挖空；每个制动带外表面设有2N个沿周向均匀分布的径向伸出部，两个径向伸出部为一组；/n所述浮动带齿安装在制动带的两个径向伸出部之间，且浮动带齿两端分别通过弹簧与两侧的径向伸出部相连，浮动带齿能够沿制动带周向移动；浮动带齿为2N个，用于与所述制动鼓齿啮合；所述限位机构固定在径向伸出部上，用于在制动过程中限制浮动带齿位置；所述自锁装置固定在制动带上，用于在制动鼓停转后限制浮动带齿的复位运动；/n两个制动带对称布置于制动鼓两侧，合围后外抱在制动鼓外部，一端为固定端，另一端为活动端；两个制动带活动端相对，每个制动带的活动端对应一套驱动机构；/n当制动器不工作时，两个制动带的活动端处于分离状态，所述浮动带齿与制动鼓齿处于脱离状态，弹簧处于拉伸状态；当制动器制动时，两套驱动机构带动两个制动带的活动端同步相向运动，使浮动带齿与制动鼓齿啮合，浮动带齿在制动鼓齿的带动下沿制动带周向移动，由限位机构限位此时制动鼓停转，同时浮动带齿由自锁装置锁定，限制浮动带齿的反向运动；当自锁装置解锁时，浮动带齿在弹簧的作用下复位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种外抱带式浮动齿形换挡制动器，其特征在于，包括制动带、浮动带齿、弹簧、制动鼓、限位机构、自锁装置及驱动机构；
所述制动鼓为回转部件，制动鼓的外圆周面设有2N个沿周向均匀分布的制动鼓齿，N为大于等于1的整数；
所述制动带为半圆形结构，且制动带中部沿周向挖空；每个制动带外表面设有2N个沿周向均匀分布的径向伸出部，两个径向伸出部为一组；
所述浮动带齿安装在制动带的两个径向伸出部之间，且浮动带齿两端分别通过弹簧与两侧的径向伸出部相连，浮动带齿能够沿制动带周向移动；浮动带齿为2N个，用于与所述制动鼓齿啮合；所述限位机构固定在径向伸出部上，用于在制动过程中限制浮动带齿位置；所述自锁装置固定在制动带上，用于在制动鼓停转后限制浮动带齿的复位运动；
两个制动带对称布置于制动鼓两侧，合围后外抱在制动鼓外部，一端为固定端，另一端为活动端；两个制动带活动端相对，每个制动带的活动端对应一套驱动机构；
当制动器不工作时，两个制动带的活动端处于分离状态，所述浮动带齿与制动鼓齿处于脱离状态，弹簧处于拉伸状态；当制动器制动时，两套驱动机构带动两个制动带的活动端同步相向运动，使浮动带齿与制动鼓齿啮合，浮动带齿在制动鼓齿的带动下沿制动带周向移动，由限位机构限位此时制动鼓停转，同时浮动带齿由自锁装置锁定，限制浮动带齿的反向运动；当自锁装置解锁时，浮动带齿在弹簧的作用下复位。


2.如权利要求1所述的外抱带式浮动齿形换挡制动器，其特征在于，所述制动器进一步包括换挡拨叉轴，两个制动带的活动端同时套装在换挡拨叉轴上，在驱动机构的带动下沿换挡拨叉轴轴向移动。


3.如权利要求1所述的外抱带式浮动齿形换挡制动器，其特征在于，所述浮动带...

【专利技术属性】
技术研发人员：马彪，王赫，张存振，郑长松，陈漫，杜秋，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11