CN113983165B - 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法 - Google Patents

一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113983165B
CN113983165B CN202111300382.6A CN202111300382A CN113983165B CN 113983165 B CN113983165 B CN 113983165B CN 202111300382 A CN202111300382 A CN 202111300382A CN 113983165 B CN113983165 B CN 113983165B
Authority
CN
China
Prior art keywords
raceway
steel ball
point
ejector rod
relational expression
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN202111300382.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113983165A (zh
Inventor
黄俍
张海陆
杨正伟
陈宏均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSG TRW Chassis Systems Co Ltd
Original Assignee
CSG TRW Chassis Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSG TRW Chassis Systems Co Ltd filed Critical CSG TRW Chassis Systems Co Ltd
Priority to CN202111300382.6A priority Critical patent/CN113983165B/zh
Publication of CN113983165A publication Critical patent/CN113983165A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113983165B publication Critical patent/CN113983165B/zh
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/345—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission using friction brakes, e.g. a band brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/04—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/092—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • F16D65/095—Pivots or supporting members therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3483—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with hydraulic actuating means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/14—Mechanical
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

本发明涉及工程元件技术领域，具体涉及一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法，导向衬套与壳体和操作顶杆连接，拉臂与操作顶杆连接，作动器与壳体连接，三个钢球与操作顶杆连接，分别位于作动器的滚道内，平面轴承与操作顶杆和螺杆连接，螺套与螺杆连接，插接板与螺套连接，活塞与螺套和壳体连接，制动块与卡钳体连接，制动盘与卡钳体连接，转动拉臂，使得操作顶杆带动钢球滑出滚道，使得操作顶杆带动螺杆在螺套内滑动直至与插接板接触后推动活塞，使得活塞推动制动块与制动盘接触，转动拉臂的角度越大，制动块给制动盘的制动力越大，解决了现有的驻车制动器的手刹力线性较差的问题。

Description

一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法
技术领域
本发明涉及工程元件技术领域，尤其涉及一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法。
背景技术
驻车制动器是具有使运动部件减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。现有的驻车制动器通过摇动摇臂，使得摇臂触发制动钳，从而达到制动的目的。但只能将摇臂摇动到预设位置才能触发制动钳，不能根据摇臂的摇晃程度来控制对制动的力度，即驻车制动器的手刹力线性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法，旨在解决现有的驻车制动器的手刹力线性较差的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种集成驻车功能盘式制动器，包括施力机构和受力机构；
所述施力机构包括壳体、导向衬套、操作顶杆、拉臂、作动器、钢球、平面轴承、螺杆、螺套、插接板和活塞，所述导向衬套与所述壳体固定连接，并位于所述壳体内侧壁，所述操作顶杆与所述导向衬套转动连接，并贯穿所述导向衬套，所述拉臂与所述操作顶杆螺纹连接，并位于远离所述壳体的一侧，所述作动器与所述壳体固定连接，并位于所述壳体内，所述作动器具有三个滚道，三个所述钢球分别与所述操作顶杆滑动连接，分别位于所述滚道内，所述平面轴承与所述操作顶杆固定连接，并位于远离所述拉臂的一侧，所述螺杆与所述平面轴承固定连接，并位于远离所述操作顶杆的一侧，所述螺套与所述螺杆滑动连接，并位于所述螺杆外侧壁，所述插接板与所述螺套固定连接，并位于所述螺套外侧壁，所述活塞的外圈与所述壳体转动连接，所述活塞的内圈与所述螺套滑动连接，并位于所述壳体与所述螺套之间；
所述受力机构包括卡钳体、制动块和制动盘，所述卡钳体与所述壳体转动连接，并位于所述壳体外侧壁，所述制动块与所述卡钳体滑动连接，并位于靠近所述活塞的一侧，所述制动盘与所述卡钳体固定连接，并位于靠近所述制动块的一侧。
转动所述拉臂，使得所述拉臂带动所述操作顶杆上的所述钢球向施力方向在所述作动器内滑动并逐步滑出所述滚道，使得所述钢球增加所述作动器与所述操作顶杆之间的间距，使得所述操作顶杆带动所述螺杆在所述螺套内滑动直至与所述插接板接触，并通过所述插接板推动所述活塞，使得所述活塞伸出所述壳体并向所述制动盘方向推动所述制动块上的，直至所述制动块与所述制动盘接触，当给所述卡钳体上的所述制动盘的反作用力大于所述卡钳体上的所述制动盘的滑动阻力时，所述卡钳体实现驻车制动，转动所述拉臂的角度越大，所述制动块向所述制动盘施加的制动力越大。
其中，所述施力机构还包括防转销，所述防转销与所述壳体固定连接，并贯穿所述作动器。
所述防转销将所述作动器固定在所述壳体上，避免所述作动器跟随所述操作顶杆的转动方向转动。
其中，所述施力机构还包括顶杆油封，所述顶杆油封的外圈与所述壳体固定连接，所述顶杆油封的内圈与所述操作顶杆转动连接，并位于所述壳体与所述操作顶杆之间。
所述顶杆油封将所述壳体与所述操作顶杆的缝隙填充，增加了所述壳体的密封性。
其中，所述施力机构还包括顶杆螺母，所述顶杆螺母与所述操作顶杆螺纹连接，并位于所述操作顶杆外侧壁。
所述顶杆螺母将所述拉臂进一步固定在所述操作顶杆上。
其中，所述施力机构还包括第一弹簧座和压缩弹簧，所述第一弹簧座与所述作动器固定连接，并位于所述操作顶杆四周，所述压缩弹簧的一侧与所述螺杆固定连接，所述压缩弹簧的另一侧与所述第一弹簧座固定连接，并位于所述螺杆与所述第一弹簧座之间。
在所述螺杆向所述插接板方向滑动时，所述螺杆挤压所述第一弹簧座上的所述压缩弹簧，所述压缩弹簧可吸收所述螺杆在所述螺套上滑动时所产生的震动，在反向转动所述拉臂带动所述螺杆复位时，所述压缩弹簧的回弹力可增加所述螺杆的复位速度和效果。
其中，所述施力机构还包括第二弹簧座、碟簧和球轴承，所述第二弹簧座与所述活塞固定连接，并位于所述活塞内侧壁，所述碟簧与所述第二弹簧座固定连接，并位于靠近所述插接板的一侧，所述球轴承的外圈与所述碟簧固定连接，所述球轴承的内圈与所述螺套固定连接。
在所述螺杆向所述插接板方向滑动时，所述螺套通过所述球轴承挤压所述第二弹簧座上的所述碟簧，所述碟簧可可吸收所述螺杆在所述螺套上滑动时所产生的震动，在反向转动所述拉臂带动所述螺杆复位时，所述碟簧的回弹力可增加所述螺杆的复位速度和效果。
第二方面，本发明提供了一种驻车输入输出特性计算方法，包括：
将一个滚道分为两个滚道圆弧和一个直线斜坡；
基于两个滚道圆弧和一个直线斜坡建立数学力学模型；
基于模型推导拉臂转角与圆弧与钢球切点与钢球中心点连线与Y轴线的夹角的关系式，得到第一关系式；
基于模型推导圆弧与钢球切点与钢球中心点连线与Y轴线的夹角与操作顶杆轴线位移的关系式，得到第二关系式；
基于第一关系式和第二关系式推导拉索行程与操作顶杆轴线位移的关系式，得到第三关系式；
基于第三关系式推导制动力矩与卡钳体爪部变形和制动块压缩的关系式，得到第四关系式；
基于第四关系式推导制动力矩与操作顶杆轴线位移的关系式，从而推导制动力矩与拉索行程的关系式，得到第五关系式；
基于第五关系式推导拉索输入力与卡钳体夹紧力的关系式和导拉索输入力与制动力矩的关系式。
本发明的一种集成驻车功能盘式制动器，通过转动所述拉臂，使得所述拉臂带动所述操作顶杆上的所述钢球向施力方向在所述作动器内滑动并逐步滑出所述滚道，使得所述钢球增加所述作动器与所述操作顶杆之间的间距，使得所述操作顶杆带动所述螺杆在所述螺套内滑动直至与所述插接板接触，并通过所述插接板推动所述活塞，使得所述活塞伸出所述壳体并向所述制动盘方向推动所述制动块上的，直至所述制动块与所述制动盘接触，当给所述卡钳体上的所述制动盘的反作用力大于所述卡钳体上的所述制动盘的滑动阻力时，所述卡钳体实现驻车制动，转动所述拉臂的角度越大，所述制动块向所述制动盘施加的制动力越大，解决了现有的驻车制动器的手刹力线性较差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种集成驻车功能盘式制动器的剖视图；
图2是拉臂的工作图；
图3是钢球、作动器和滚道的剖视图；
图4是圆弧AB段的结构示意图；
图5是圆弧BC段的结构示意图；
图6是作动器工作示意图；
图7是作动器的坡道受力图；
图8是本发明提供的一种驻车输入输出特性计算方法的流程图。
1-施力机构、2-受力机构、3-壳体、4-导向衬套、5-操作顶杆、6-拉臂、7-作动器、8-滚道、9-钢球、10-平面轴承、11-螺杆、12-螺套、13-插接板、14-活塞、15-卡钳体、16-制动块、17-制动盘、18-防转销、19-顶杆油封、20-顶杆螺母、21-第一弹簧座、22-压缩弹簧、23-第二弹簧座、24-碟簧、25-球轴承、26-导板、27-防护罩。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图2，本发明提供一种集成驻车功能盘式制动器，包括施力机构1和受力机构2；
所述施力机构1包括壳体3、导向衬套4、操作顶杆5、拉臂6、作动器7、钢球9、平面轴承10、螺杆11、螺套12、插接板13和活塞14，所述导向衬套4与所述壳体3固定连接，并位于所述壳体3内侧壁，所述操作顶杆5与所述导向衬套4转动连接，并贯穿所述导向衬套4，所述拉臂6与所述操作顶杆5螺纹连接，并位于远离所述壳体3的一侧，所述作动器7与所述壳体3固定连接，并位于所述壳体3内，所述作动器7具有三个滚道8，三个所述钢球9分别与所述操作顶杆5滑动连接，分别位于所述滚道8内，所述平面轴承10与所述操作顶杆5固定连接，并位于远离所述拉臂6的一侧，所述螺杆11与所述平面轴承10固定连接，并位于远离所述操作顶杆5的一侧，所述螺套12与所述螺杆11滑动连接，并位于所述螺杆11外侧壁，所述插接板13与所述螺套12固定连接，并位于所述螺套12外侧壁，所述活塞14的外圈与所述壳体3转动连接，所述活塞14的内圈与所述螺套12滑动连接，并位于所述壳体3与所述螺套12之间；
所述受力机构2包括卡钳体15、制动块16和制动盘17，所述卡钳体15与所述壳体3转动连接，并位于所述壳体3外侧壁，所述制动块16与所述卡钳体15滑动连接，并位于靠近所述活塞14的一侧，所述制动盘17与所述卡钳体15固定连接，并位于靠近所述制动块16的一侧。
在本实施方式中，所述施力机构1的所述操作顶杆5通过所述导向衬套4与所述壳体3连接，并通过所述导向衬套4在所述壳体3上转动，通过转动所述拉臂6，使得所述拉臂6带动所述操作顶杆5上的所述钢球9向施力方向在所述作动器7内滑动并逐步滑出所述滚道8，使得所述钢球9增加所述作动器7与所述操作顶杆5之间的间距，使得所述操作顶杆5带动所述螺杆11在所述螺套12内滑动直至与所述插接板13接触，并通过所述插接板13推动所述活塞14，使得所述活塞14伸出所述壳体3并向所述受力机构2的所述制动盘17方向推动所述制动块16，直至所述制动块16与所述制动盘17接触，当所述制动块16给所述卡钳体15上的所述制动盘17的反作用力大于所述卡钳体15上的所述制动盘17的滑动阻力时，所述卡钳体15实现驻车制动，转动所述拉臂6的角度越大，所述钢球9滑出所述滚道8的位置越多，所述制动块16向所述制动盘17施加的制动力越大，在通过所述拉臂6转动所述操作顶杆5时，所述操作顶杆5通过所述平面轴承10在所述螺杆11上转动，解决了现有的驻车制动器的手刹力线性较差的问题。
进一步的，所述施力机构1还包括防转销18，所述防转销18与所述壳体3固定连接，并贯穿所述作动器7；所述施力机构1还包括顶杆油封19，所述顶杆油封19的外圈与所述壳体3固定连接，所述顶杆油封19的内圈与所述操作顶杆5转动连接，并位于所述壳体3与所述操作顶杆5之间；所述施力机构1还包括顶杆螺母20，所述顶杆螺母20与所述操作顶杆5螺纹连接，并位于所述操作顶杆5外侧壁；所述施力机构1还包括第一弹簧座21和压缩弹簧22，所述第一弹簧座21与所述作动器7固定连接，并位于所述操作顶杆5四周，所述压缩弹簧22的一侧与所述螺杆11固定连接，所述压缩弹簧22的另一侧与所述第一弹簧座21固定连接，并位于所述螺杆11与所述第一弹簧座21之间；所述施力机构1还包括第二弹簧座23、碟簧24和球轴承25，所述第二弹簧座23与所述活塞14固定连接，并位于所述活塞14内侧壁，所述碟簧24与所述第二弹簧座23固定连接，并位于靠近所述插接板13的一侧，所述球轴承25的外圈与所述碟簧24固定连接，所述球轴承25的内圈与所述螺套12固定连接。
在本实施方式中，所述防转销18将所述作动器7固定在所述壳体3上，避免所述作动器7跟随所述操作顶杆5的转动方向转动，所述顶杆油封19将所述壳体3与所述操作顶杆5的缝隙填充，增加了所述壳体3的密封性，所述顶杆螺母20将所述拉臂6进一步固定在所述操作顶杆5上，在所述螺杆11向所述插接板13方向滑动时，所述螺杆11挤压所述第一弹簧座21上的所述压缩弹簧22，所述螺套12通过所述球轴承25挤压所述第二弹簧座23上的所述碟簧24，所述压缩弹簧22和所述碟簧24可吸收所述螺杆11在所述螺套12上滑动时所产生的震动，在反向转动所述拉臂6带动所述螺杆11复位时，所述压缩弹簧22和所述碟簧24的回弹力可增加所述螺杆11的复位速度和效果。
进一步的，所述施力机构1还包括导板26，所述导板26与所述壳体3固定连接，并位于靠近所述拉臂6的一侧，所述施力机构1还包括防护罩27，所述防护罩27与所述壳体3固定连接，并位于靠近所述制动块16的一侧。
在本实施方式中，所述导板26对所述拉臂6进行导向，增加所述拉臂6在转动时的向心力，所述防护罩27可对所述活塞14提供保护。
请参阅图2至图8，第二方面，本发明提供了一种驻车输入输出特性计算方法，包括：
S101、将一个滚道8分为两个滚道圆弧和一个直线斜坡；
将一个所述滚道8分为圆弧AB、圆弧BC、直线斜坡CD，且所述圆弧AB、所述圆弧BC和所述直线斜坡CD对称分布，当所述作动器7不工作时，三个所述钢球9分别处于所述滚道8的所述圆弧AB底端。当处于驻车状态时，所述钢球9的所处位置，取决于所述拉臂6的旋转角度θ(对应所述操作顶杆5轴向位移S和所述拉臂6的行程)，随着所述拉臂6转角θ的增加，所述钢球9逐渐先后在所述圆弧AB、所述圆弧BC、所述直线斜坡CD相对滚动，所述操作顶杆5轴线位移S相应不断增长。
S102、基于两个滚道圆弧和一个直线斜坡建立数学力学模型；
由于所述作动器7的所述滚道8固定，所述操作顶杆5和所述作动器7的所述滚道8与所述拉臂6一起旋转，所述钢球9相对转动，即假定所述钢球9静止不动，所述作动器7的所述滚道8旋转，以此基于两个滚道圆弧和一个直线斜坡建立数学力学模型；
S103、基于模型推导拉臂6转角与圆弧与钢球9切点与钢球9中心点连线与Y轴线的夹角的关系式，得到第一关系式；
S104、基于模型推导圆弧与钢球9切点与钢球9中心点连线与Y轴线的夹角与操作顶杆5轴线位移的关系式，得到第二关系式；
在步骤S103-S104中，O点为所述钢球9中心，Do为所述钢球9直径；O1点为所述滚道8圆弧AB的中心，Do为所述滚道8圆弧AB直径；当所述拉臂6旋转角度θ，则所述滚道8也旋转角度θ，所述滚道8圆弧AB的中心O1点转到O1’点；
所述滚道8圆弧AB段的所述拉臂6转角与所述作动器7和所述操作顶杆5轴线行程S关系式如下：
Figure GDA0003834764720000081
Figure GDA0003834764720000082
Figure GDA0003834764720000083
Figure GDA0003834764720000084
θ1：所述拉臂6旋转的临界角，所述滚道8的B点与所述钢球9相切(如图3的B点)；
θ：所述拉臂6及所述操作顶杆5转角；
S：所述操作顶杆5的轴线位移Δ2-Δ1图2；
Δ1：所述钢球9在移动前，所述操作顶杆5与所述作动器7之间的距离；
Δ2：所述钢球9在移动后，所述操作顶杆5与所述作动器7之间的距离；
D0：图3所述滚道8圆弧AB的直径；
d0：图3所述钢球9直径；
α：图3所述滚道8圆弧AB与所述钢球9切点与所述钢球9中心o点连线与Y轴线的夹角；
α1：图3当滚道8圆弧AB的B点旋转与钢球9相切时的α；
L1：图3所述滚道8圆弧AB旋转剖拉直后，圆弧B点到Y轴线。
所述圆弧BC段：当拉臂6转角θ大于θ1时而小于θ2钢球9进入圆弧BC段。此时滚道8圆弧BC中心O2转到O2′：
Figure GDA0003834764720000085
Figure GDA0003834764720000086
θ2：所述拉臂6转角，所述滚道8的C点与所述钢球9相切时(图3的C点)，
R2：所述滚道8的所述圆弧BC的圆弧半径(图3、图5)；
Figure GDA0003834764720000087
Figure GDA0003834764720000088
当圆弧B点与所述钢球9相切时，所述操作顶杆5的轴向位移；
θ1：所述拉臂6旋转的临界角，所述滚道8的B点与所述钢球9相切时(图3的B点)；
θ：所述拉臂6及所述操作顶杆5转角；
S：所述操作顶杆5的轴线位移Δ2-Δ1图2；
Δ1：所述钢球9在移动前，所述操作顶杆5与所述作动器7之间的距离；
Δ2：所述钢球9在移动后，所述操作顶杆5与所述作动器7之间的距离；
D0：图3所述滚道8圆弧AB的直径；
d0：图3所述钢球9直径；
α：图3所述滚道8圆弧AB与钢球9切点与钢球9中心o点连线与Y轴线的夹角；
α1：图3当滚道8的所述圆弧AB的B点旋转与所述钢球9相切时的α；
L1：图3所述滚道8旋转剖拉直后，圆弧B点到Y轴线的水平距离；
L2：图3所述滚道8旋转剖拉直后，圆弧C点到Y轴线的水平距离；
D：所述滚道8的分布圆直径；
R2：所述滚道8的所述圆弧BC的圆弧半径(图3、图5)；
θ2：所述滚道8的C点与所述钢球9相切时，所述拉臂6及所述操作顶杆5的转角；
所述直线斜坡CD段：当所述拉臂6转角θ大于θ2时，所述钢球9进入所述直线斜坡CD段：
Figure GDA0003834764720000091
K：为CD段斜坡角度(图3)；
Figure GDA0003834764720000092
滚道8的C点与钢球9相切时，所述操作顶杆5的轴线位移；
θ2：滚道8的C点与钢球9相切时，所述拉臂6及所述操作顶杆5的转角。
S105、基于第一关系式和第二关系式推导拉索行程与操作顶杆5轴线位移的关系式，得到第三关系式；
拉臂6转角θ与驻车拉索行程T的关系：T＝BC-BC′；
A点：所述拉臂6旋转中心；
B点：拉索座；
C点：所述拉臂6、拉索球头(在车辆手操作力作用下绕A点旋转)；
AC＝n；AB＝m；角A＝β；
则：BC2＝m2+n2-2×m×n×cosβ；
BC′2＝m2+n2-2×m×n×cos(β-θ)；
Figure GDA0003834764720000101
S106、基于第三关系式推导制动力矩与卡钳体15爪部变形和制动块16压缩的关系式，得到第四关系式；
所述作动器7顶杆的位移S与所述制动块16与制动盘17间隙Δ、所述螺杆11和所述螺套12的间隙δ、所述卡钳体15爪部的变形γ、所述制动块16的压缩μ关系建立S＝Δ+δ+γ+μ；
所述卡钳体15爪部的变形γ、制动块16的压缩μ与制动液压P、制动钳活塞14作用面积A相关：
Figure GDA0003834764720000102
K1：所述卡钳体15爪部刚度；
K2：所述制动块16刚度；
Δ、δ值为常数。
S107、基于第四关系式推导制动力矩与操作顶杆5轴线位移的关系式，从而推导制动力矩与拉索行程的关系式，得到第五关系式；
卡钳夹紧力F、制动力矩M与作动器7顶杆位移S的关系建立F＝P×A；M＝P×A×R×μf×2；
R：制动器有效作用半径；
μf：所述制动块16的摩擦系数。
S108、基于第五关系式推导拉索输入力与卡钳体15夹紧力的关系式和导拉索输入力与制动力矩的关系式。
所述卡钳体15夹紧力F、所述制动力矩M与所述拉臂6输入力Fl的关系：
由力矩平衡得出以下方程：所述拉臂6拉力乘以所述拉臂6作用长度等于所述钢球9给所述滚道8的周向力乘以所述滚道8分布圆半径；
1)AB段、BC段：
Figure GDA0003834764720000103
Fl＝m×sin B；
Figure GDA0003834764720000104
Figure GDA0003834764720000105
角B如图6；
Fl：所述拉索输入力；
Fα：所述钢球9作用于所述滚道8坡道的周向力；
D：所述滚道8的分布圆直径；
2)CD段：
Figure GDA0003834764720000111
Figure GDA0003834764720000112
M＝F×R×μf×2。
以上所揭露的仅为本发明一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，包括施力机构(1)和受力机构(2)；
所述施力机构(1)包括壳体(3)、导向衬套(4)、操作顶杆(5)、拉臂(6)、作动器(7)、钢球(9)、平面轴承(10)、螺杆(11)、螺套(12)、插接板(13)和活塞(14)，所述导向衬套(4)与所述壳体(3)固定连接，并位于所述壳体(3)内侧壁，所述操作顶杆(5)与所述导向衬套(4)转动连接，并贯穿所述导向衬套(4)，所述拉臂(6)与所述操作顶杆(5)螺纹连接，并位于远离所述壳体(3)的一侧，所述作动器(7)与所述壳体(3)固定连接，并位于所述壳体(3)内，所述作动器(7)具有三个滚道(8)，三个所述钢球(9)分别与所述操作顶杆(5)滑动连接，分别位于所述滚道(8)内，所述平面轴承(10)与所述操作顶杆(5)固定连接，并位于远离所述拉臂(6)的一侧，所述螺杆(11)与所述平面轴承(10)固定连接，并位于远离所述操作顶杆(5)的一侧，所述螺套(12)与所述螺杆(11)滑动连接，并位于所述螺杆(11)外侧壁，所述插接板(13)与所述螺套(12)固定连接，并位于所述螺套(12)外侧壁，所述活塞(14)的外圈与所述壳体(3)转动连接，所述活塞(14)的内圈与所述螺套(12)滑动连接，并位于所述壳体(3)与所述螺套(12)之间；
所述受力机构(2)包括卡钳体(15)、制动块(16)和制动盘(17)，所述卡钳体(15)与所述壳体(3)转动连接，并位于所述壳体(3)外侧壁，所述制动块(16)与所述卡钳体(15)滑动连接，并位于靠近所述活塞(14)的一侧，所述制动盘(17)与所述卡钳体(15)固定连接，并位于靠近所述制动块(16)的一侧；
所述施力机构(1)还包括导板(26)，所述导板(26)与所述壳体(3)固定连接，并位于靠近所述拉臂(6)的一侧；
所述集成驻车功能盘式制动器采用驻车输入输出特性计算方法进行计算，包括：
将一个滚道(8)分为两个滚道圆弧和一个直线斜坡；
基于两个滚道圆弧和一个直线斜坡建立数学力学模型；
基于模型推导拉臂(6)转角与圆弧与钢球(9)切点与钢球(9)中心点连线与Y轴线的夹角的关系式，得到第一关系式；
具体的，O点为所述钢球中心，Do为所述钢球直径；O1点为所述滚道圆弧AB的中心，Do为所述滚道圆弧AB直径；当所述拉臂旋转角度θ，则所述滚道也旋转角度θ，所述滚道圆弧AB的中心O1点转到O1’点；
所述滚道圆弧AB段的所述拉臂转角与所述作动器(7)和所述操作顶杆轴线行程S关系式即第一关系式如下：
Figure FDA0003834764710000021
Figure FDA0003834764710000022
Figure FDA0003834764710000023
Figure FDA0003834764710000024
θ1：所述拉臂旋转的临界角，所述滚道的B点与所述钢球相切；
θ：所述拉臂及所述操作顶杆转角；
S：所述操作顶杆的轴线位移Δ2-Δ1；
Δ1：所述钢球在移动前，所述操作顶杆与所述作动器之间的距离；
Δ2：所述钢球在移动后，所述操作顶杆与所述作动器之间的距离；
D0：所述滚道圆弧AB的直径；
d0：所述钢球直径；
α：所述滚道圆弧AB与所述钢球切点与所述钢球中心o点连线与Y轴线的夹角；
α1：当滚道圆弧AB的B点旋转与钢球相切时的α；
L1：所述滚道(8)圆弧AB旋转剖拉直后，圆弧B点到Y轴线；
基于模型推导圆弧与钢球(9)切点与钢球(9)中心点连线与Y轴线的夹角与操作顶杆(5)轴线位移的关系式，得到第二关系式；
具体的，所述圆弧BC段：当拉臂转角θ大于θ1时而小于θ2钢球进入圆弧BC段；此时滚道圆弧BC中心O2转到O2'：
Figure FDA0003834764710000025
Figure FDA0003834764710000026
θ2：所述拉臂转角，所述滚道的C点与所述钢球相切时，
R2：所述滚道的所述圆弧BC的圆弧半径，第二关系式如下；
Figure FDA0003834764710000027
Figure FDA0003834764710000031
当圆弧B点与所述钢球相切时，所述操作顶杆的轴向位移；
θ1：所述拉臂旋转的临界角，所述滚道的B点与所述钢球相切时的点；
θ：所述拉臂及所述操作顶杆转角；
S：所述操作顶杆的轴线位移Δ2-Δ1；
Δ1：所述钢球在移动前，所述操作顶杆与所述作动器之间的距离；
Δ2：所述钢球在移动后，所述操作顶杆与所述作动器之间的距离；
D0：所述滚道圆弧AB的直径；
d0：所述钢球直径；
α：所述滚道圆弧AB与钢球切点与钢球中心o点连线与Y轴线的夹角；
α1：当滚道的所述圆弧AB的B点旋转与所述钢球相切时的α；
L1：所述滚道旋转剖拉直后，圆弧B点到Y轴线的水平距离；
L2：所述滚道旋转剖拉直后，圆弧C点到Y轴线的水平距离；
D：所述滚道的分布圆直径；
R2：所述滚道的所述圆弧BC的圆弧半径；
θ2：所述滚道的C点与所述钢球相切时，所述拉臂及所述操作顶杆的转角；
基于第一关系式和第二关系式推导拉索行程与操作顶杆(5)轴线位移的关系式，得到第三关系式；
具体的，所述直线斜坡CD段：当所述拉臂转角θ大于θ2时，所述钢球进入所述直线斜坡CD段：
Figure FDA0003834764710000032
K：为CD段斜坡角度；
Figure FDA0003834764710000033
滚道的C点与钢球相切时，所述操作顶杆的轴线位移；
θ2：滚道的C点与钢球相切时，所述拉臂及所述操作顶杆的转角；
拉臂转角θ与驻车拉索行程T的关系，即第三关系式：T＝BC-BC'；
A点：所述拉臂旋转中心；
B点：拉索座；
C点：所述拉臂、拉索球头；
AC＝n；AB＝m；角A＝β；
则：BC2＝m2+n2-2×m×n×cosβ；
BC＇2＝m2+n2-2×m×n×cos(β-θ)；
Figure FDA0003834764710000041
基于第三关系式推导制动力矩与卡钳体(15)爪部变形和制动块(16)压缩的关系式，得到第四关系式；
具体的，所述作动器顶杆的位移S与所述制动块与制动盘间隙Δ、所述螺杆和所述螺套的间隙δ、所述卡钳体爪部的变形γ、所述制动块的压缩μ关系建立第四关系式：S＝Δ+δ+γ+μ；
所述卡钳体爪部的变形γ、制动块的压缩μ与制动液压P、制动钳活塞作用面积A相关：
Figure FDA0003834764710000042
K1：所述卡钳体爪部刚度；
K2：所述制动块刚度；
Δ、δ值为常数；
基于第四关系式推导制动力矩与操作顶杆(5)轴线位移的关系式，从而推导制动力矩与拉索行程的关系式，得到第五关系式；
具体的，卡钳夹紧力F、制动力矩M与作动器顶杆位移S的关系建立第五关系式：F＝P×A；M＝P×A×R×μf×2；
R：制动器有效作用半径；
μf：所述制动块的摩擦系数；
基于第五关系式推导拉索输入力与卡钳体(15)夹紧力的关系式和导拉索输入力与制动力矩的关系式；
具体的，所述卡钳体夹紧力F、所述制动力矩M与所述拉臂输入力Fl的关系由力矩平衡得出以下方程：所述拉臂拉力乘以所述拉臂作用长度等于所述钢球给所述滚道的周向力乘以所述滚道分布圆半径；
AB段、BC段：
Figure FDA0003834764710000043
Fl＝m×sin B；
Figure FDA0003834764710000044
Figure FDA0003834764710000045
Fl：所述拉索输入力；
Fα：所述钢球作用于所述滚道坡道的周向力；
D：所述滚道的分布圆直径；
CD段：
Figure FDA0003834764710000051
Figure FDA0003834764710000052
M＝F×R×μf×2。
2.如权利要求1所述的集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，
所述施力机构(1)还包括防转销(18)，所述防转销(18)与所述壳体(3)固定连接，并贯穿所述作动器(7)。
3.如权利要求1所述的集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，
所述施力机构(1)还包括顶杆油封(19)，所述顶杆油封(19)的外圈与所述壳体(3)固定连接，所述顶杆油封(19)的内圈与所述操作顶杆(5)转动连接，并位于所述壳体(3)与所述操作顶杆(5)之间。
4.如权利要求1所述的集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，
所述施力机构(1)还包括顶杆螺母(20)，所述顶杆螺母(20)与所述操作顶杆(5)螺纹连接，并位于所述操作顶杆(5)外侧壁。
5.如权利要求1所述的集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，
所述施力机构(1)还包括第一弹簧座(21)和压缩弹簧(22)，所述第一弹簧座(21)与所述作动器(7)固定连接，并位于所述操作顶杆(5)四周，所述压缩弹簧(22)的一侧与所述螺杆(11)固定连接，所述压缩弹簧(22)的另一侧与所述第一弹簧座(21)固定连接，并位于所述螺杆(11)与所述第一弹簧座(21)之间。
6.如权利要求1所述的集成驻车功能盘式制动器，其特征在于，
所述施力机构(1)还包括第二弹簧座(23)、碟簧(24)和球轴承(25)，所述第二弹簧座(23)与所述活塞(14)固定连接，并位于所述活塞(14)内侧壁，所述碟簧(24)与所述第二弹簧座(23)固定连接，并位于靠近所述插接板(13)的一侧，所述球轴承(25)的外圈与所述碟簧(24)固定连接，所述球轴承(25)的内圈与所述螺套(12)固定连接。
CN202111300382.6A 2021-11-04 2021-11-04 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法 Withdrawn - After Issue CN113983165B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111300382.6A CN113983165B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111300382.6A CN113983165B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113983165A CN113983165A (zh) 2022-01-28
CN113983165B true CN113983165B (zh) 2022-10-14

Family

ID=79746449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111300382.6A Withdrawn - After Issue CN113983165B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113983165B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600609A (zh) * 2003-09-26 2005-03-30 重庆红宇精密工业有限责任公司 带驻车制动的制动钳
CN102865321A (zh) * 2012-10-16 2013-01-09 广东中博汽车零部件有限公司 一种带驻车制动机构的制动钳
CN203442027U (zh) * 2013-05-10 2014-02-19 陈光华 一种液压盘式驻车制动器
CN204175837U (zh) * 2014-10-24 2015-02-25 安思通（厦门）制动***有限公司 一体式的停车驻车制动装置的改进结构
CN104712689A (zh) * 2015-03-02 2015-06-17 武汉万向汽车制动器有限公司 带驻车机构的盘式制动缸总成及制动钳
CN213039704U (zh) * 2020-05-20 2021-04-23 浙江亚太机电股份有限公司 一种集成行车及驻车功能的制动钳
DE102020110427A1 (de) * 2020-04-16 2021-10-21 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Bremsvorrichtung für Steuersysteme von Flugzeugen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105041918A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 万向钱潮（上海）汽车***有限公司 一体式制动卡钳

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1600609A (zh) * 2003-09-26 2005-03-30 重庆红宇精密工业有限责任公司 带驻车制动的制动钳
CN102865321A (zh) * 2012-10-16 2013-01-09 广东中博汽车零部件有限公司 一种带驻车制动机构的制动钳
CN203442027U (zh) * 2013-05-10 2014-02-19 陈光华 一种液压盘式驻车制动器
CN204175837U (zh) * 2014-10-24 2015-02-25 安思通（厦门）制动***有限公司 一体式的停车驻车制动装置的改进结构
CN104712689A (zh) * 2015-03-02 2015-06-17 武汉万向汽车制动器有限公司 带驻车机构的盘式制动缸总成及制动钳
DE102020110427A1 (de) * 2020-04-16 2021-10-21 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Bremsvorrichtung für Steuersysteme von Flugzeugen
CN213039704U (zh) * 2020-05-20 2021-04-23 浙江亚太机电股份有限公司 一种集成行车及驻车功能的制动钳

Also Published As

Publication number Publication date
CN113983165A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110131337B (zh) 超大型制动活塞底座
US10247286B2 (en) Ball screw device
CN101216083B (zh) 一种带驻车制动的制动钳
JPS626996Y2 (zh)
US4375250A (en) Spot-type disc brake
US20190256072A1 (en) Electric caliper brake
CN107859701A (zh) 一种分体式驻车制动钳
CN107269740A (zh) 一种使摩擦片主动回位的弹簧片装置
CN113983165B (zh) 一种集成驻车功能盘式制动器及驻车输入输出特性计算方法
KR20230053503A (ko) 능동형 피스톤 후퇴가 있는 브레이크 어셈블리
US20220163076A1 (en) Hybrid disk brake piston systems, methods of making said hybrid systems, and methods of using said hybrid systems
JP5780276B2 (ja) 摩擦ブレーキ装置
JPH06185549A (ja) 機械作動式ディスクブレーキ
US4560035A (en) Disc brake
KR102588922B1 (ko) 전자식 디스크 브레이크
KR102456792B1 (ko) 전동 브레이크 장치
CN217381390U (zh) 用于车辆的制动装置
KR102488518B1 (ko) 전자식 캘리퍼 브레이크
US20230097648A1 (en) Brake apparatus for vehicle
CN109398572B (zh) 一种整体机械式abs油压碟刹及其使用方法
CN118188715A (zh) 制动装置
JPS6040906Y2 (ja) ネガテイブデイスクブレ−キの隙間調整装置
JP7093838B2 (ja) ディスクブレーキ
KR101956721B1 (ko) 스핀들 조립체 및 이를 구비하는 전자식 디스크 브레이크
US20220364617A1 (en) Articulating Brake Piston Junction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20221014

Effective date of abandoning: 20240401

AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20221014

Effective date of abandoning: 20240401