一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构

1.本发明属于变速器技术领域，具体涉及一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构。


背景技术：

2.现有的机械式自动变速器的离合器执行机构主要有电控、气动、液压等形式，但是由于气动、液压离合器执行机构对阀的要求很高，对机械加工精度要求也很高，而且存在控制较为复杂、稳定性差等缺点，故国内机械式自动变速器的离合器执行机构大都采用电控形式的，即电机驱动丝杠或蜗轮蜗杆机构。
3.根据离合器的工作特点，离合器需要保持某一状态，此时需要电机持续提供堵转扭矩，不利于电机寿命且能耗较高；为避免上述电机持续输出扭矩的情况产生，要求离合器执行机构必须具有自锁功能。目前电控离合器执行机构常用具有自锁功能的是蜗轮蜗杆和滑动螺旋(如梯型丝杠)的传动方式，但是这两种传动方式的效率极低，一般低于40％，而且其发热快温升高，使得蜗轮或丝杠螺母磨损也很快，进而导致离合器功能丧失，大大降低了系统的使用寿命。此外，离合器片在使用过程中会出现磨损，导致离合器执行机构推杆行程发生变化。因此，急需一种能够解决上述问题的滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术问题，本发明提供一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，该机构的传动效率较高，还具有自锁功能。
5.本发明的技术方案为：
6.一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，包括机构主体，所述机构主体包括壳体、补偿壳体以及设于所述壳体内部的滚珠丝杠、丝杠螺母和锥套，所述壳体的一端设有电磁制动器和驱动电机，所述驱动电机能够带动所述滚珠丝杠转动，所述电磁制动器用于对所述滚珠丝杠的转动进行制动，进而锁定或者释放所述滚珠丝杠，所述壳体的另一端设有所述补偿壳体，所述补偿壳体与所述壳体滑动连接，所述补偿壳体靠外的一端安装有推杆，所述推杆靠近离合器分离摇臂，所述丝杠螺母安装在所述滚珠丝杠上，所述锥套配合安装在所述丝杠螺母的外部，所述锥套和所述丝杠螺母能够沿着所述滚珠丝杠运动，当所述驱动电机带动所述滚珠丝杠转动，然后所述锥套通过所述丝杠螺母的带动而朝向所述推杆方向移动时，所述锥套通过传动机构带动所述补偿壳体移动，进而带动所述推杆的移动。
7.优选地，所述传动机构包括限位套，所述限位套固定安装在所述壳体内，且所述限位套与所述锥套相配合。
8.优选地，所述传动机构还包括限位钢球、钢球套和消隙补偿弹簧，所述钢球套滑动设置在所述补偿壳体的内部，所述限位套、所述锥套和所述钢球套之间形成限位钢球位置空间，所述限位钢球安装于所述限位钢球位置空间内，防止限位钢球掉落，所述钢球套与安装有所述推杆的所述限位壳体端部之间设有所述消隙补偿弹簧，所述消隙补偿弹簧始终处
于压缩状态，消隙补偿弹簧可以实现离合器的消隙预紧和摩擦片磨损补偿。
9.优选地，所述钢球套设有与所述消隙补偿弹簧相配合的第一弹簧卡槽。
10.优选地，所述补偿壳体靠外的一端设有向内凸出的凸块，所述推杆安装在所述凸块上，且所述凸块与所述补偿壳体侧壁之间形成第二弹簧卡槽。
11.优选地，所述补偿壳体靠内的一端设于所述壳体的内部，且所述补偿壳体上设有滑动限位台，所述壳体内壁设有与所述滑动限位台相配合的滑动限位槽，起到防止补偿壳体滑落的作用。
12.优选地，所述驱动电机通过扁位结构与所述滚珠丝杠配合实现扭矩的传递。
13.优选地，所述滚珠丝杠靠近所述驱动电机的一端穿过所述壳体，所述壳体与所述滚珠丝杠接触处还设有滚珠丝杠轴承。
14.优选地，所述机构主体还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述补偿壳体的位置，进而检测离合器的状态。
15.优选地，所述推杆与所述补偿壳体之间还设有调整垫片。
16.本发明的有益效果是：
17.(1)本发明提供了一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，当驱动电机带动滚珠丝杠正转，进而通过丝杠螺母、锥套、传动机构、补充壳体等结构的配合带动推杆向右移动，推杆通过离合器分离摇臂推动离合器分离轴承实现离合器的分离，当驱动电机带动滚珠丝杠反转，锥套与传动机构的限位钢球脱离，在离合器反作用力下，推杆向右运动，从而实现离合器的结合，该电磁制动离合器执行机构具有较高的传动效率，传动效率高达90％以上，高效率传动方式的选择可以大大缩小驱动电机的需求功率扭矩，降低工作过程中的发热量，进而降低成本、节约空间、提高系统稳定性和寿命；
18.(2)本发明还设有电磁制动器，该电磁制动器能够锁定或者释放滚珠丝杠，从而使得该离合器执行机构具有自锁功能，使得滚珠丝杠得高效率能够完美地发挥出来；
19.(3)本发明还设有消隙补偿弹簧，消隙补偿弹簧可以实现离合器的消隙预紧和摩擦片磨损补偿。
附图说明
20.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是本发明机构主体的结构示意图。
23.图中标记为：1、机构主体；2、电磁制动器；3、驱动电机；4、壳体；5、补偿壳体；6、滚珠丝杠；7、丝杠螺母；8、锥套；9、推杆；10、限位套；11、限位钢球；12、钢球套；13、消隙补偿弹簧；14、第一弹簧卡槽；15、凸块；16、第二弹簧卡槽；17、滑动限位台；18、滑动限位槽；19、滚珠丝杠轴承；20、调整垫片。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本
发明的概念。
25.如图1和图2所示，一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，包括机构主体1，机构主体1包括壳体4、补偿壳体5以及设于壳体4内部的滚珠丝杠6、丝杠螺母7和锥套8，壳体4的一端设有电磁制动器2和驱动电机3，滚珠丝杠6靠近驱动电机3的一端穿过壳体4，壳体4与滚珠丝杠6接触处还设有滚珠丝杠轴承19，驱动电机3能够带动滚珠丝杠6转动，驱动电机3通过扁位结构与滚珠丝杠6配合实现扭矩的传递，电磁制动器2用于对滚珠丝杠6的转动进行制动，进而锁定或者释放滚珠丝杠6。
26.壳体4的另一端设有补偿壳体5，补偿壳体5与壳体4滑动连接，补偿壳体5靠内的一端设于壳体4的内部，且补偿壳体5上设有滑动限位台17，壳体4内壁设有与滑动限位台17相配合的滑动限位槽18，起到防止补偿壳体5滑落的作用。补偿壳体5靠外的一端安装有推杆9，推杆9靠近离合器分离摇臂，推杆9与补偿壳体5之间还设有调整垫片20，利用调整垫片20来调整推杆9与离合器分离摇臂之间的距离。丝杠螺母7安装在滚珠丝杠6上，锥套8配合安装在丝杠螺母7的外部，锥套8和丝杠螺母7能够沿着滚珠丝杠6运动，当驱动电机3带动滚珠丝杠6转动，然后锥套8通过丝杠螺母7的带动而朝向推杆9方向移动时，锥套8通过传动机构带动补偿壳体5移动，进而带动推杆9的移动。其中传动机构包括限位套10、限位钢球11、钢球套12和消隙补偿弹簧13，限位套10固定安装在壳体4内部，且限位套10与锥套8相配合，钢球套12滑动设置在补偿壳体5的内部，限位套10、锥套8和钢球套12之间形成限位钢球位置空间，限位钢球11安装于限位钢球位置空间内，防止限位钢球11掉落，钢球套12与安装有推杆9的限位壳体4端部之间设有消隙补偿弹簧13，消隙补偿弹簧13始终处于压缩状态，消隙补偿弹簧13可以很好地补偿离合器摩擦片磨损造成的位移变化，还可以实现对离合器分离轴承的预紧。
27.机构主体1还包括位置传感器，位置传感器用于检测补偿壳体5的位置，进而检测离合器的状态，位置传感器可以安装在壳体上。此外，钢球套12设有与消隙补偿弹簧13相配合的第一弹簧卡槽14，补偿壳体5靠外的一端设有向内凸出的凸块15，推杆9安装在凸块15上，且凸块15与补偿壳体5侧壁之间形成第二弹簧卡槽16，第一弹簧卡槽14和第二弹簧卡槽16的设置便于消隙补偿弹簧13的安装与使用。本发明的滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构具有较高的传动效率，传动效率高达90％以上，高效率传动方式的选择可以大大缩小驱动电机3的需求功率扭矩，降低工作过程中的发热量，进而降低成本、节约空间、提高系统稳定性和寿命。此外，电磁制动器2能够锁定或者释放滚珠丝杠6，从而使得该离合器执行机构具有自锁功能，使得滚珠丝杠6得高效率能够完美地发挥出来。
28.在使用过程中，当离合器要分离时，电磁制动器2通电，电磁制动器2释放滚珠丝杠6，驱动电机3正转带动滚珠丝杠6旋转，丝杠螺母7沿滚珠丝杠6向左运动，进而带动锥套8向左运动，当锥套8与限位钢球11接触，产生作用力，使得限位钢球11与补偿壳体5接触，推动补偿壳体5向左运动，使得推杆9随补偿壳体5同时向左移动，推杆9通过推动离合器分离摇臂进而推动离合器分离轴承实现离合器的分离，在此过程中，当离合器需要停止在某一位置时，电磁制动器2断电，抱死锁定滚珠丝杠6，从而实现自锁功能；当离合器要结合时，电磁制动器2通电，电磁制动器2释放滚珠丝杠6，驱动电机3反转带动滚珠丝杠6旋转，丝杠螺母7沿滚珠丝杠6向右运动，进而带动锥套8向右运动，锥套8与限位钢球11脱离，在离合器反作用力下，推杆9向右运动，从而实现离合器的结合，当离合器需要停止在某一位置时，电磁制
动器2断电，抱死锁定滚珠丝杠6，从而实现自锁功能。
29.当离合器片磨损时，离合器分离摇臂反推推杆9向右运动，推杆9带动补偿壳体5向右运动，压缩消隙补偿弹簧13向右运动，实现磨损行程的补偿，因为限位套10、钢球套12及锥套8的限制，对限位钢球11的位置进行了限定，从而保证只通过压缩消隙补偿弹簧13来补偿离合器片磨损行程。
30.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

技术特征：
1.一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，包括机构主体，所述机构主体包括壳体、补偿壳体以及设于所述壳体内部的滚珠丝杠、丝杠螺母和锥套，所述壳体的一端设有电磁制动器和驱动电机，所述驱动电机能够带动所述滚珠丝杠转动，所述电磁制动器用于对所述滚珠丝杠的转动进行制动，所述壳体的另一端设有所述补偿壳体，所述补偿壳体与所述壳体滑动连接，所述补偿壳体靠外的一端安装有推杆，所述推杆靠近离合器分离摇臂，所述丝杠螺母安装在所述滚珠丝杠上，所述锥套配合安装在所述丝杠螺母的外部，所述锥套和所述丝杠螺母能够沿着所述滚珠丝杠运动，当所述驱动电机带动所述滚珠丝杠转动，然后所述锥套通过所述丝杠螺母的带动而朝向所述推杆方向移动时，所述锥套通过传动机构带动所述补偿壳体移动，进而带动所述推杆的移动。2.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述传动机构包括限位套，所述限位套固定安装在所述壳体内，且所述限位套与所述锥套相配合。3.根据权利要求2所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述传动机构还包括限位钢球、钢球套和消隙补偿弹簧，所述钢球套滑动设置在所述补偿壳体的内部，所述限位套、所述锥套和所述钢球套之间形成限位钢球位置空间，所述限位钢球安装于所述限位钢球位置空间内，所述钢球套与安装有所述推杆的所述限位壳体端部之间设有所述消隙补偿弹簧，所述消隙补偿弹簧始终处于压缩状态。4.根据权利要求3所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述钢球套设有与所述消隙补偿弹簧相配合的第一弹簧卡槽。5.根据权利要求3所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述补偿壳体靠外的一端设有向内凸出的凸块，所述推杆安装在所述凸块上，且所述凸块与所述补偿壳体侧壁之间形成第二弹簧卡槽。6.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述补偿壳体靠内的一端设于所述壳体的内部，且所述补偿壳体上设有滑动限位台，所述壳体内壁设有与所述滑动限位台相配合的滑动限位槽。7.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述驱动电机通过扁位结构与所述滚珠丝杠配合实现扭矩的传递。8.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述滚珠丝杠靠近所述驱动电机的一端穿过所述壳体，所述壳体与所述滚珠丝杠接触处还设有滚珠丝杠轴承。9.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述机构主体还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述补偿壳体的位置，进而检测离合器的状态。10.根据权利要求1所述的一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，其特征在于，所述推杆与所述补偿壳体之间还设有调整垫片。

技术总结
本发明公开了一种滚珠丝杠式电磁制动离合器执行机构，包括机构主体，机构主体包括壳体、补偿壳体、滚珠丝杠、丝杠螺母和锥套，壳体的一端设有电磁制动器和驱动电机，驱动电机能够带动滚珠丝杠转动，电磁制动器用于对滚珠丝杠的转动进行制动，壳体的另一端设有补偿壳体，补偿壳体与壳体滑动连接，补偿壳体端部安装有推杆，推杆靠近离合器分离摇臂，丝杠螺母安装在滚珠丝杠上，锥套配合安装在丝杠螺母的外部，锥套和丝杠螺母能够沿着滚珠丝杠运动，当驱动电机带动滚珠丝杠转动，然后锥套通过丝杠螺母的带动而朝向推杆方向移动时，锥套通过传动机构带动补偿壳体移动，进而带动推杆的移动。本发明的离合器执行机构传动效率较高，还具有自锁功能。具有自锁功能。具有自锁功能。


技术研发人员：周芳誉 朱江 黄伟 周荣辉
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/3/8