一种拖挂式房车球头挂钩连接装置的制作方法

本发明涉及拖挂式房车的房车制动技术领域，尤其涉及一种能够自动实现差动制动的拖挂式房车球头挂钩连接装置。

背景技术：

如今，人们生活水平随着经济建设的发展不断得到提高，对生活质量的要求也在不断提高，不少人在出门游玩时，会选择自己驾车拖上房车享受自然乐趣。未来我国拖挂式房车将会得到很大的发展，而拖挂式房车的制动系统和一般的乘用车不相同。

一些连体式房车或拖车仍存在采用传统一体化式制动系统，当牵引车制动踏板踩下，房车或拖车也会随之制动，但是对于稍微大的房车，车轴离制动踏板距离较远，其液压管道不便于布置，并且对于分离拖挂式房车，主车需要经常更换，因此一般不采用传统一体式制动系统。

目前拖挂式房车大都采用同步电磁式制动系统和惯性式制动系统。同步电磁式制动系统可以采集牵引车和房车制动时的一些相关运动信号，并根据信号改变电磁制动器中电磁体的通电电流，来实现对房车制动力大小的调节。但是它存在着一些问题，尤其是其关键部件电磁体，电磁制动器对电磁体的耐摩擦力波动、耐高温、耐磨损等要求很高，虽然前两方面已经有所解决，但是磨损一直是比较棘手的问题，特别是电磁体在工作过程中内外侧的磨损不均匀，导致电磁体寿命大大缩短，且电磁制动器通过电流大小传递信号，不存在机械结构易发生失效问题，使得轴间制动力分配不均从而产生的侧滑等问题。

因此有必要设计一种基于机械传动和液压分配原理并在拖挂式房车转弯制动工况下能够实现左右车轮差动协调制动的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计一种在拖挂式房车转弯制动工况下，能够实现左右车轮差动协调制动的装置，以期望房车在转弯制动工况下，该装置能够自动检测转弯工况，并实现机械分配房车左右轮制动力。

一种拖挂式房车球头挂钩连接装置，包括球头柱部分、传动部分以及液压分配部分，所述球头柱部分包括托臂及置于托臂内的球轴，所述传动部分包括圆柱轴、主动齿轮和被动齿轮，所述圆柱轴底端与球轴连接，圆柱轴上端固定有主动齿轮，主动齿轮与被动齿轮啮合，所述被动齿轮固定在液压分配部分的滚珠丝杠轴上端，滚珠丝杠轴底端与托臂连接，滚珠丝杠轴上螺纹连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠与固定在托臂上的套筒形成上分配腔室、下分配腔室，所述两分配腔室分别连接有进油孔、出油孔。

上述方案中，所述圆柱轴底端与球轴连接，且连接处设有防松螺母。

上述方案中，所述主动齿轮通过上限位螺母a、下限位螺母a、键a与圆柱轴上端固定。

上述方案中，所述被动齿轮通过上限位螺母b、下限位螺母b、键b固定在滚珠丝杠轴上端。

上述方案中，所述滚珠丝杠轴底端通过第二轴承与托臂连接。

上述方案中，所述圆柱轴、滚珠丝杠轴顶端均通过第一轴承连接有防尘罩。

上述方案中，所述滚珠丝杠轴与套筒顶端通过密封圈密封。

上述方案中，所述两分配腔室分别连接有进油管、出油管，具体为：上分配腔室连接进油孔a、出油孔b，下分配腔室连接进油孔c、出油孔d。

上述方案中，所述各油孔均设有与油管相连的油嘴。

本发明的有益效果为：

1、本发明针对房车在转弯制动工况下为实现自动检测转弯工况，设计了检测装置其中包含两个齿轮即主动齿轮和被动齿轮，其中主动齿轮通过圆柱轴固定在球轴上，当转弯时，主动齿轮能够随球轴转动，并通过与被动齿轮啮合将连接处球轴产生的转角传递给液压分配部分。

2、本发明针对房车在转弯制动工况下为实现机械分配房车左右轮制动力，设计了液压分配部分，该部分由套筒及内部滚珠丝杠组成，当房车转弯时，主动齿轮与被动齿轮的啮合将转角传递给液压分配部分，使得滚珠丝杠轴发生一定角度的转动，此时滚珠丝杠会随转动的角度，按照对应规格的导程转化成直线运动发生上下移动，便会使得套筒内被滚珠丝杠分隔开的两腔室大小体积发生变化，导致套筒内油量进行分配，从而达到套筒内产生液压差实现差动制动。

附图说明

图1为连接装置的装配图；

图2为整体三维视图；

图3为液压分配装置工作位置1剖视图；

图4为液压分配装置工作位置2剖视图；

图中：1-球轴；2-托臂；3-防松螺母；4-圆柱轴；5-下限位螺母a；6-主动齿轮；7-防尘罩；8-上限位螺母a；9-第一轴承；10-被动齿轮；11-键a；12-密封圈；13-油嘴；14-上分配腔室；15-滚珠丝杠；16-下分配腔室；17-第二轴承；18-滚珠丝杠轴；19-套筒；20-下限位螺母b；21-上限位螺母b；22-键b。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。

如图1、2所示，本发明一种能够自动检测转弯工况、并实现机械分配房车左右轮制动力的连接装置，包括球轴1、托臂2、防松螺母3、圆柱轴4、下限位螺母a5、主动齿轮6、防尘罩7、上限位螺母a8、第一轴承9、被动齿轮10、键a11、密封圈12、油嘴13、上分配腔室14、滚珠丝杠15、下分配腔室16、第二轴承17、滚珠丝杠轴18、套筒19、下限位螺母b20、上限位螺母b21、键b22；图1为本装置的整体结构示意图(为展示装置内部结构对该装置进行沿对称面的整体剖切)，因该装置完全对称，所以图中只标注一侧构件名称。该装置可分为三部分：球头柱部分、传动部分、液压分配部分，球头柱部分包括球轴1、托臂2，其中球轴1通过螺纹固定嵌合在牵引车上，托臂2与房车相连，当牵引车运动时，牵引车的牵引力依次通过球头柱、托臂2施加到拖车上，从而完成相关动作，球轴1置于托臂2内，当牵引车转弯时球轴1在托臂2内发生一定角度的转动，从而带动传动部分完成后续传动工作。

传动部分包括防松螺母3、圆柱轴4、下限位螺母a5、主动齿轮6、防尘罩7、上限位螺母a8、第一轴承9、被动齿轮10、键a11、下限位螺母b20、上限位螺母b21、键b22，圆柱轴4的底端与球轴1固定连接，且连接处设有防松螺母3，防松螺母3在拧紧时，螺栓的牙顶螺纹线度紧紧进入螺母的30°楔形斜面被卡紧，具有极强的防松抗振能力以保证圆柱轴4能够随球轴1转动相同的角度，另外防松螺母3能够保证圆柱轴4随球轴1在不同工况下的正反转，当牵引车相对于房车有左转运动趋势时，由于球轴1与牵引车相连、托臂2与房车相连，故球轴1相对于托臂2有反转趋势；当牵引车相对于房车有右转运动趋势时，球轴1相对于托臂2有正转趋势，由于房车在行驶过程中经历不同工况交替变化，故防松螺母3在此时发挥重要作用；主动齿轮6通过上限位螺母a8、下限位螺母a5、键a11固定于圆柱轴4上端，键a11保证主动齿轮6随圆柱轴4转动，主动齿轮6与被动齿轮10相啮合，主动齿轮6通过齿轮传动将转角传递给被动齿轮10；被动齿轮10通过上限位螺母b20、下限位螺母b21以及键b22连接固定于滚珠丝杠轴18的上端，当被动齿轮10转动一定角度时，滚珠丝杠轴18会随之转动，圆柱轴4、滚珠丝杠轴18顶端均通过第一轴承9连接有防尘罩7，主动齿轮6、被动齿轮10均置于防尘罩7内，圆柱轴4转过的角度通过主动齿轮6、被动齿轮10传递给滚珠丝杠轴18，带动滚珠丝杠15上下移动。

液压分配部分包括密封圈12、油嘴13、上分配腔室14、滚珠丝杠15、下分配腔室16、第二轴承17、滚珠丝杠轴18，滚珠丝杠轴18通过第一轴承9、第二轴承17分别与防尘罩7、托臂2连接，可在被动齿轮10带动下完成相应角度的转动；滚珠丝杠轴18上螺纹连接有滚珠丝杠15，滚珠丝杠15与固定在托臂2上的套筒19形成两封闭空间，即上分配腔室14、下分配腔室16，滚珠丝杠轴18与套筒19顶端通过密封圈12密封；上分配腔室14、下分配腔室16分别与a、b、c、d四个进出油孔相连接；其中在图1连接装置的装配图中，上分配腔室14左侧为进油孔a，负责为上分配腔室14中输送油液，上分配腔室14右侧为出油孔b，当上分配腔室14由于滚珠丝杠15向上移动时，变化的液压差通过出油孔b输出；下分配腔室16左侧为进油孔c，负责为下分配腔室16中输送油液，下分配腔室16右侧为出油孔d，当上分配腔室14由于滚珠丝杠15向下移动时，变化的液压差通过出油孔d输出。当被动齿轮10转动一定角度时，滚珠丝杠轴18会按照传动比随之转动，带动滚珠丝杠15上下移动使得上、下分配腔室的压强大小发生变化，从而达到不同的液压分配，实现机械分配房车左右轮制动力，即当球轴1顺时针转动一定角度时，可带动圆柱轴4随之转动，从而带动主动齿轮6以及从动齿轮10转动，此时滚珠丝杠15会上升一段距离，该过程使得上分配腔室14的油压变小，下分配腔室16油压变大；当球轴1逆时针转动一定角度时，亦可带动圆柱轴4随之转动，从而带动主动齿轮6以及从动齿轮10转动，此时滚珠丝杠15会下降一段距离，该过程使得上分配腔室14油压变大，下分配腔室16油压变小，由于滚珠丝杠15上下运动会对分配腔室的油产生一定力的作用，而分配腔室内油面与滚珠丝杠活塞实际接触面积一定，从而达到两腔内液压不同产生液压差实现差动制动。各油孔均设有与油管相连的油嘴13。

如图3、4所示为该装置的液压分配区，此工作区为此装置的核心工作区域，主动齿轮齿数为z1，从动齿轮齿数为z2。当球轴1顺时针转动θ时，主动齿轮6所受转动力矩为δt1，经过主动齿轮6和被动齿轮10，根据齿轮传动比求得从动齿轮10上的力矩为由滚珠丝杠轴向力的计算公式：

其中t为滚珠丝杠所受力矩，l为滚珠丝杠15的螺距，设滚珠丝杠15的螺距为l。

则依据上式关系可求得滚珠丝杠15在转弯工况下所提供的轴向力为：

由此轴向力而产生的液压腔内压强变化为：

其中s1为油腔内油面与滚珠丝杠活塞实际接触面积；

上、下分配腔室压强的在原有实时制动压强的基础上分别减小、增加△p，进而左右制动盘处的制动压力变化量为：

δfz＝δp·s2(4)

其中s2为制动盘处液压面积横截等效面积；

最终

设左右初始制动力相同且为f0：

当左转弯时，上分配腔室压强大于下分配腔室压强，左轮的制动压力为f1＝f0+△fz，右轮的制动压力为f1＝f0-△fz。

右转弯时，上分配腔室压强小于下分配腔室压强，左轮的制动压力为f1＝f0-△fz，右轮的制动压力为f1＝f0+△fz；从而实现了转弯时拖挂式房车左右轮的差动制动。

以上所述对本发明所提供的一种拖挂式房车球头挂钩连接装置进行了简单说明，并不受上述工作范围限值，只要采取本发明思路和工作方法进行简单修改运用到其他设备，或在不改变本发明主要构思原理下做出改进和润饰的等行为，均在本发明的保护范围之内。