CN105333054A - 齿轮齿条减震器 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车减震设备领域，具体公开了齿轮齿条减震器，包括支撑箱和齿条；所述支撑箱上设有供齿条穿过的滑孔，该支撑箱内还设有电机和转动轴，所述电机的输出轴上安装有第一皮带轮；所述转动轴的一端设有用于和齿条啮合的齿轮，另一端安装有第二皮带轮；所述第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带连接；所述齿条的正上方设有位移传感器，所述支撑箱内还设有控制器，该控制器分别与电机和位移传感器电连接。

Description

齿轮齿条减震器

技术领域

本发明涉及汽车减震设备领域，具体涉及一种齿轮齿条减震器。

背景技术

汽车悬架是一个含有弹性和阻尼元件的振动非线性***，该***在路面不平和发动机等振源激励下会产生随机振动。通常情况下，这部分振动机械性能是由汽车悬架减震器将其转化为热能耗散掉。然而，传统的减震***是弹簧减震。对于重型汽车，尤其是特大型卡车而言，若采用弹簧减震，则对减震弹簧提出较高要求，无论是材质还是热处理工艺、机械加工工艺都提出较高要求，所采用的加工设备需要采用特殊设备，导致制造成本极高。

因此现急需一种具有制造成本低，制作工艺简单，用于重型汽车的减震装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有制造成本低，制作工艺简单的齿轮齿条减震器。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本方案提供的基础方案为：齿轮齿条减震器，包括支撑箱和齿条；所述支撑箱上设有供齿条穿过的滑孔，该支撑箱内还设有电机和转动轴，所述电机的输出轴上安装有第一皮带轮；所述转动轴的一端设有用于和齿条啮合的齿轮，另一端安装有第二皮带轮；所述第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带连接；所述齿条的正上方设有位移传感器，所述支撑箱内还设有控制器，该控制器分别与电机和位移传感器电连接。

本方案齿轮齿条减震器中，电机转动能使第二皮带轮转动进而使转动轴转动，齿条运动能实现齿轮转动进而实现转动轴转动。在齿条受力运动导致转动轴旋转时，位移传感器对齿条的运动位移将信息反馈到控制器，通过齿条的运动位移，判断齿轮正转或反转，进而控制电机的转动方向，使电机的转动方向与齿轮的转动方向相反，进而使第二皮带轮与齿轮的转动方向相反。由于转动轴两端的转矩相反，进而抵消一部分齿轮的转矩，进而实现减震的目的。

本方案的工作原理及优点在于：具体实施本齿轮齿条减震器时，首先将支撑箱和齿条分别固定在相应的车架位置处。当汽车在行驶过程中，遇到路况不好时，汽车发生颠簸，齿条相对于支撑箱做伸缩运动，此时位移传感器根据齿条的运动位于将信号反馈到控制器中，此时控制器根据位移传感器传递的信息判断齿轮转动的方向，并控制电机运动，使电机的转动方向与齿轮的转动方向相反。由于电机的转动方向与齿轮相反，则第二皮带轮的转动方向与齿轮相反，此时皮带轮处产生的转矩对齿轮处的转矩进行部分抵消，进而实现对齿条的减震。

本方案中电机与转动轴采用皮带连接，利用皮带的打滑特性，避免在齿条的减震过程中，电机反转，出现烧电机的情况。

本减震器相对于传统的弹簧减震器，具有生产成本低制造简单的特点。对于重型汽车用普通弹簧减震，则对减震弹簧的材质和热处理工艺提出较高要求，然而生产此种特殊需要的减震弹簧需要特殊大型设备制造，且生产工艺也较复杂，并非普通小型减震弹簧的工艺。

优选方案一：作为基础方案的优选方案，支撑箱顶部安装有吊环，所述齿条的端部也安装有吊环。吊环方便该齿轮齿条减震器在车辆底部的安装固定。

优选方案二：作为基础方案或优选方案一的优选方案：所述滑孔处设有密封件。密封件阻止外界杂物进入支撑箱内。杂物进入支撑箱内会对支撑箱内的装置产生影响，例如泥土或雨水进入支撑箱内，易对支撑箱内的电机造成影响。

优选方案三：作为优选方案二的优选方案：所述电机为伺服电机，所述皮带为窄V带，窄V带数目为3~5根，所述密封件为橡胶垫，所述齿轮上的齿为人字齿；所述支撑箱顶部的吊环与齿条上的吊环结构和尺寸相同。伺服电机具有控制转速精确，且响应快。窄V带具有传动效率高和噪音小的优点。橡胶垫制造工艺成熟，且成本低廉，密封效果好。人字齿具有承载能力高、传动平稳和轴向载荷小等优点。支撑箱上的吊环和齿条上的吊环结构和尺寸相同，方便加工。

附图说明

图1是本发明齿轮齿条减震器实施例的结构示意图；

图2是图1的左视示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：支撑箱10、滑孔11、密封件12、伺服电机13、吊环14、齿条20、转动轴30、齿轮31、窄V带40、第一皮带轮41、第二皮带轮42、控制器50、位移传感器51。

实施例基本如附图1、图2所示：齿轮齿条减震器，包括支撑箱10和齿条20。支撑箱10上开有供齿条20穿过的滑孔11，该滑孔11处安装有密封件12，该密封件12为橡胶垫。

该支撑箱10内安装有电机和转动轴30，该电机为伺服电机13，伺服电机13的输出轴上安装有第一皮带轮41；转动轴30的一端安装有用于和齿条20啮合的齿轮31，另一端安装有第二皮带轮42，该齿轮31上的齿为人字齿。伺服电机13与第二皮带轮42通过皮带连接，该皮带为窄V带40；齿条20的正上方安装有位移传感器51，支撑箱10的壁上安装有控制器50，该控制器50分别与电机和位移传感器51电连接。支撑箱10顶部和齿条20的端部均安装有结构、尺寸相同的吊环14。

具体实施本齿轮31齿条20减震器时，首先将支撑箱10和齿条20分别固定在相应的车架位置处。当汽车在行驶过程中，遇到路况不好时，汽车发生颠簸，齿条20相对于支撑箱10做伸缩运动。

若齿条20向上运动时，位移传感器51测得齿条20与位移传感器51间的距离缩短，将信号传递到控制器50中，此时控制器50控制伺服电机13运动，使伺服电机13正转，此时伺服电机13的转动方向与齿轮31的转动方向相反。伺服电机13通过窄V带40带动第二皮带轮42转动，此时转动轴30上第二皮带轮42处的转矩与齿轮31处的转矩相反。进而实现对齿条20减震。

若齿条20向下运动时，位移传感器51测得齿条20与位移传感器51间的距离增大，将信号传递到控制器50中，此时控制器50控制伺服电机13运动，使伺服电机13反转，此时伺服电机13的转动方向与齿轮31的转动方向相反。伺服电机13通过窄V带40带动第二皮带轮42转动，此时转动轴30上第二皮带轮42处的转矩与齿轮31处的转矩相反。进而实现对齿条20减震。

本方案中电机与转动轴采用皮带连接，13利用皮带的打滑特性，避免在齿条20的减震过程中，电机反转，出现烧电机的情况。另外通过位移传感器51反馈齿条20的运动情况，若齿条20运动较快时，控制器50控制伺服电机13，提高伺服电机13的转速。

本减震器相对于传统的弹簧减震器，具有生产成本低制造简单的特点。对于重型汽车用普通弹簧减震，则对减震弹簧的材质和热处理工艺提出较高要求，然而生产此种特殊需要的减震弹簧需要特殊大型设备制造，且生产工艺也较复杂，并非普通小型减震弹簧的工艺。

本说明书中使用的术语“人字齿”指：一种圆柱齿轮31在某一部分齿宽上为右旋齿而在另一部分齿宽上为左旋齿。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.齿轮齿条减震器，其特征在于，包括支撑箱和齿条；所述支撑箱上设有供齿条穿过的滑孔，该支撑箱内还设有电机和转动轴，所述电机的输出轴上安装有第一皮带轮；所述转动轴的一端设有用于和齿条啮合的齿轮，另一端安装有第二皮带轮；所述第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带连接；所述齿条的正上方设有位移传感器，所述支撑箱内还设有控制器，该控制器分别与电机和位移传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条减震器，其特征在于，支撑箱顶部安装有吊环，所述齿条的端部也安装有吊环。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮齿条减震器，其特征在于，所述滑孔处设有密封件。

4.根据权利要求3所述的齿轮齿条减震器，其特征在于，所述电机为伺服电机，所述皮带为窄V带，窄V带数目为3~5根，所述密封件为橡胶垫，所述齿轮上的齿为人字齿；所述支撑箱顶部的吊环与齿条上的吊环结构和尺寸相同。