EPB减速器及车辆的制作方法

epb减速器及车辆
技术领域
1.本发明属于汽车制动技术领域，尤其涉及一种epb减速器及车辆。


背景技术：

2.电子驻车制动系统，英文缩写为epb(electrical park brake), epb通过电子线路控制停车制动。epb的主要作用是为了取代传统手刹，起步时可不用手动关闭电子手刹，踩油门起步时电子手刹会自动关闭。epb的主要工作原理是通过驱动电机给传动机构施加驱动力，传动机构将驱动力传递给传动件(一般为外花键)，外花键与制动器卡钳上的内花键配合，插入传动螺杆，卡钳油缸中的螺母沿螺杆轴向推动活塞，进而推动通过刹车片压紧轮胎，起到制动作用。
3.在驱动电机进行传动的过程中，由于驱动电机的转速很高，需要在传动过程中进行降速，因此需要使用减速器对驱动电机进行降速。减速器将驱动电机输出的高转速通过减速器降为输出端的低转速，可以满足大扭矩输出的要求。
4.公开号为cn205780789u的中国实用新型专利公开了一种epb驱动器减速箱，该epb驱动器减速箱采用两级行星齿轮进行传动，但是该epb驱动器减速箱的传动效率低、传动噪音大，并且两级行星齿轮重量大，生产成本高。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种epb减速器。
6.为了解决上述技术问题，本发明的第二目的在于提供一种具有上述epb减速器的汽车。
7.为了实现上述第一目的，本发明提供的epb减速器包括驱动装置、一级减速机构和二级减速机构，二级减速机构包括中心齿轮、齿圈、偏心齿轮和行星架，驱动装置通过一级减速机构与中心齿轮传动连接，在中心齿轮上设置有至少一根偏心轴，偏心轴与偏心齿轮连接，偏心齿轮与齿圈内啮合，偏心齿轮的齿数小于齿圈的齿数，行星架与偏心齿轮传动连接，行星架的轴线与中心齿轮的轴线重合，在行星架上设置有传动件，偏心齿轮用于带动行星架转动。
8.在上述方案中，驱动装置输出动力，通过一级减速机构带动中心齿轮转动，在这一传动过程中实现一级减速。中心齿轮带动偏心轴沿中心齿轮轴线公转，偏心轴带动偏心齿轮沿中心齿轮轴线公转。由于偏心齿轮与齿圈内啮合，齿圈固定在减速器的壳体上，且偏心齿轮的齿数小于齿圈的齿数，根据少差齿传动原理，偏心齿轮在绕中心齿轮轴线公转的同时绕偏心轴的轴线自转，偏心齿轮在自转的过程中带动行星架转动，行星架带动传动件转动，在这一过程中实现二级减速，通过两级减速将驱动装置输出的高速低扭矩转化为传动件输出的低速高扭矩。传动件向制动器卡钳输出动力，实现车辆制动。在上述传动过程中，偏心齿轮与齿圈形成少差齿传动机构，通过偏心齿轮直接带动行星架转动，与多级行星齿轮传动相比，提高了传动效率，并降低了传动噪音，并且节约了一些零部件，尺寸设计紧凑，
结构简单，降低了制作成本，减轻了系统重量。
9.优选地，传动件设置在行星架的轴线上。
10.进一步的方案是，偏心齿轮的齿数与齿圈的齿数的差值为至少一个。
11.更进一步的方案是，偏心齿轮的齿数与齿圈的齿数的差值为一个至四个。
12.在上述方案中，根据少差齿传动原理，当偏心齿轮的齿数比齿圈的齿数少一个时，其传动比等于偏心齿轮的齿数x，即中心齿轮传动x圈时，偏心齿轮刚好绕偏心轴自转一圈，从而带动行星架转动一圈。少差齿传动机构内外齿轮齿数差通常为一个至四个，当齿数差过大时，容易形成齿形重叠干涉，并且在内齿轮上不便于开设通孔。
13.更进一步的方案是，在偏心齿轮上开设有至少一个通孔，在行星架上设置有至少一根销轴，销轴伸入通孔的内部，通孔的直径大于销轴的直径。
14.更进一步的方案是，在销轴上套设有滚子，通孔的直径与滚子的直径的差值为为偏心轴与中心齿轮之间的偏心距的两倍。
15.在上述方案中，由于偏心齿轮与偏心轴共轴，偏心齿轮绕中心齿轮公转。偏心齿轮在绕中心齿轮公转的过程中，偏摆的最大幅度为偏心距的两倍，因此通孔的直径与销轴的直径的差值为偏心距的两倍，这样当偏心齿轮上的通孔绕中心齿轮公转的过程中，通孔可以始终保持与销轴的接触。如果通孔的直径与销轴直径的差值大于偏心距的两倍，那么在偏心齿轮绕中心齿轮公转的过程中，会有一段时间，通孔与销轴脱离接触，无法进行传动。如果通孔的直径与销轴直径的差值小于偏心距的两倍，会导致销轴卡在通孔中无法转动。
16.更进一步的方案是，在偏心齿轮上开设有两个以上通孔，两个以上通孔沿第一偏心齿轮的周向均匀分布。
17.更进一步的方案是，在行星架上设置有两根以上销轴，两根以上销轴沿行星架的周向均匀分布。
18.更进一步的方案是，在中心齿轮上设置有第一偏心轴和第二偏心轴，第二偏心轴与中心齿轮的偏心距与第一偏心轴与中心齿轮的偏心距相等，第二偏心轴的轴线与第一偏心轴的轴线之间的距离为第一偏心轴与中心齿轮的偏心距的两倍。
19.更进一步的方案是，第一偏心轴与第一偏心齿轮相连接，第二偏心轴与第二偏心齿轮相连接。
20.在上述方案中，当驱动电机输出转速过大时，偏心齿轮在绕中心齿轮公转的过程中会出现振动，从而导致行星架产生振动。为了防止振动的产生，在中心齿轮上设置有第一偏心轴和第二偏心轴，第二偏心轴与第一偏心轴对称设置在沿中心齿轮径向的两端，第一偏心齿轮绕中心齿轮公转与第二偏心齿轮绕中心齿轮公转的相位差为180
°
，第二偏心轴可以抵消掉第一偏心轴产生的偏心振动，从而使得传动更加平稳。
21.更进一步的方案是，一级减速机构包括驱动齿轮和惰轮，驱动齿轮设置在驱动装置的输出端，驱动齿轮通过惰轮与中心齿轮传动连接，中心齿轮的齿数大于驱动齿轮的齿数。
22.更进一步的方案是，epb减速器还包括壳体和保护盖，保护盖设在壳体的端部，保护盖和壳体之间形成有容纳腔，驱动装置设置在容纳腔内，在容纳腔内设置有支架，支架上设置有第一容置部和第二容置部，驱动齿轮位于第一容置部内，惰轮位于第二容置部内。
23.在上述方案中，驱动装置通过齿轮传动机构进行传动，传动效率高，在高速转动时
和长时间使用后不容易发生跳齿问题，可靠性高。齿轮传动机构在传动过程中产生的噪音小，传递扭矩大，可以满足epb大扭矩输出的要求，适合重型车辆使用。
24.更进一步的方案是，在壳体内部还设置有齿轮箱，齿圈设置在齿轮箱的内部，在齿轮箱上开设有第一安装孔，在中心齿轮上设置有主轴，主轴的轴线和中心齿轮的轴线互相重合，在第一安装孔内设置有主轴轴承，主轴与主轴轴承相配合。
25.更进一步的方案是，在偏心齿轮上开设有第二安装孔，在第二安装孔内设置有偏心轴轴承，偏心轴与偏心轴轴承相配合。
26.在上述方案中，中心齿轮绕主轴旋转。主轴轴承可以减小中心齿轮在转动时的摩擦，偏心轴轴承可以减小偏心齿轮在转动时的摩擦。
27.更进一步的方案是，在齿轮箱上设置有安装盘，行星架设置在安装盘上，在安装盘的外周上设置有卡扣，在齿轮箱的外周上设置有卡槽，卡扣与卡槽互相配合。
28.更进一步的方案是，驱动齿轮、惰轮和中心齿轮均为斜齿轮。
29.在上述方案中，采用斜齿轮进行传动，齿轮啮合性能好，重合度大，传动性能好。
30.为了实现上述发明的第二目的，本发明提供的车辆包括上述的epb减速器。
31.在上述方案中，车辆中包括制动器卡钳，在制动器卡钳上设置有传动槽，传动件与传动槽相配合。在制动器上设置有运动转换机构，在运动转换机构上设置有刹车片，运动转换机构将传动件的转动转换为线性运动，将动力传输给制动器中的刹车片，夹紧刹车片，刹车片顶住车轮，实现车辆制动。
32.附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
34.图1是本发明第一实施例提供的epb减速器的结构示意图。
35.图2是本发明第一实施例提供的epb减速器的分解图。
36.图3是本发明第一实施例提供的二级减速机构的分解图。
37.图4是本发明第一实施例提供的二级减速机构的俯视图。
38.图5是本发明第一实施例提供的中心齿轮的侧视图。
39.图6是沿图4中a-a向剖切所视的剖视图。
40.图7是本发明第二实施例提供的二级减速机构沿轴向剖切所视的剖视图。
41.具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
44.还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
45.第一实施例参见图1和图2，本实施例提供的epb减速器包括壳体1、保护盖2，在壳体1和保护盖2之间形成有容纳腔3，在容纳腔3内设置有一级减速机构和二级减速机构。在容纳腔3内设置有支架4，支架上设置有第一容置部41和第二容置部42。驱动装置6设置在容纳腔3内，在驱动装置6的底部设置有橡胶垫5，用于减小驱动装置6在转动时产生的振动，从而减小传动噪音。一级减速机构包括驱动齿轮61和惰轮62，驱动齿轮61设置在驱动装置6的输出端。二级减速机构设置在容纳腔3内，二级减速机构包括中心齿轮71和齿轮箱72。驱动齿轮61设置在第一容置部41内部，惰轮62设置在第二容置部42内部。在支架4设置有转轴43，惰轮62绕转轴43转动。驱动齿轮61与惰轮62相啮合，惰轮62与中心齿轮71相啮合。中心齿轮71的齿数大于驱动齿轮61的齿数。驱动齿轮61通过惰轮62与中心齿轮71传动连接，由于中心齿轮71的齿数大于驱动齿轮61的齿数，从驱动齿轮61到中心齿轮71的传动过程实现了一级降速。
46.在本实施例中，一级减速机构采用齿轮传动机构进行传动。而中国专利号为“cn201620469973.4”的中国专利公开了一种epb驱动器带轮结构。该专利采用的皮带传动的方案，与该专利的方案相比，齿轮传动传动效率高，在高速转动时和长时间使用后不容易发生跳齿问题，可靠性高。齿轮传动机构在传动过程中产生的噪音小，传递扭矩大，可以满足epb大扭矩输出的要求，适合重型车辆使用。
47.参见图3至图6，二级减速机构包括中心齿轮71、齿轮箱72、偏心齿轮73和行星架74，在中心齿轮71上设置有主轴711和偏心轴712，主轴711的轴线和中心齿轮71的轴线相重合。偏心轴712的轴线和中心齿轮71的轴线之间的偏心距记作δ。在齿轮箱72内部设置有齿圈721，偏心齿轮73与齿圈721内啮合。在齿轮箱72上设置有第一安装孔72a，在第一安装孔72a内设置有主轴轴承713，主轴711与主轴轴承713相配合。在偏心齿轮73上设置有第二安装孔73a，在第二安装孔73a内设置有偏心轴轴承714，偏心轴712与偏心轴轴承714相配合。主轴轴承713可以减小中心齿轮71在转动时的摩擦，偏心轴轴承714可以减小偏心齿轮73在转动时的摩擦。在中心齿轮71内设置有塑料齿轮715，主轴711和偏心轴712通过包塑工艺包裹在塑料齿轮715内。在齿轮箱72上还设置有安装盘75，行星架74安装在安装盘75上。在安装盘75的外周上设置有卡扣75a，在齿轮箱72的外周上设置有卡槽72b。卡扣75a和卡槽72b互相配合实现安装盘75和齿轮箱72的紧固连接。卡扣75a的数量为三个，三个卡扣75a沿安装盘75的外周均匀分布，相对应地，卡槽72b的数量也为三个，三个卡槽72b沿齿轮箱72的外周均匀分布。三个卡扣75a和卡槽72b相互配合使得安装盘75和齿轮箱72之间连接得更加紧固。在行星架74的底部设置有传动件742，传动件742设置在行星架74的轴线上。
48.在本实施例中，在偏心齿轮73上开设有通孔731，在行星架74上设置有销轴741。通孔731的数量为六个，六个通孔731沿偏心齿轮73的周向均匀分布，相对应地，销轴741的数量为六根，六根销轴741沿行星架74的周向均匀分布。销轴741伸入对应的通孔731内。如图4所示，在销轴741上套设有滚子7411，通孔731的直径大于滚子7411的直径，通孔731的直径与滚子7411的直径的差值为2δ。在每根销轴741上都安装有滚子7411，滚子7411可以将滑动
摩擦转化为滚动摩擦，从而减小偏心齿轮73与行星架74在传动过程中的摩擦。需要说明的是，通孔731和销轴741的数量为至少一个，在图4中，通孔731和销轴741的数量为六个，但是通孔731和销轴741的数量可以为其他数量，只要多个通孔沿偏心齿轮的周向均匀分布，多个销轴对应设置即可，也能实现传动效果。
49.在本实施例中，驱动装置6为电机。驱动装置6带动驱动齿轮61转动，驱动齿轮61通过惰轮62带动中心齿轮71转动，在这一传动过程中实现一级减速。如图4和图5所示，中心齿轮71绕主轴711旋转，在转动的过程中，带动偏心轴712沿中心齿轮71轴线公转，偏心轴712带动偏心齿轮73沿中心齿轮轴线公转。由于偏心齿轮73与齿圈721内啮合，齿圈721固定在齿轮箱72上，且偏心齿轮73的齿数小于齿圈721的齿数，根据少差齿传动原理，偏心齿轮73在与齿圈721啮合的过程中，偏心齿轮73在绕中心齿轮71轴线公转的同时绕偏心齿轮73的轴线自转，偏心齿轮73在自转的过程中，通孔731随偏心齿轮一起自转，偏心齿轮731在自转的过程中带动销轴741沿偏心齿轮73的轴线自转，从而带动行星架74转动，行星架74带动传动件742转动，在这一过程中国实现二级减速，通过两级减速将驱动装置输出的高速低扭矩转化为传动件输出的低速高扭矩。传动件向制动器卡钳输出动力，实现车辆制动。
50.根据少差齿传动原理，当偏心齿轮73的齿数比齿圈721的齿数少一个时，其传动比等于偏心齿轮73的齿数x，即中心齿轮71传动x圈时，偏心齿轮73刚好绕偏心轴712自转一圈，从而带动行星架74转动一圈，在这一传动过程中实现二级减速。少差齿传动机构内外齿轮齿数差通常为一个至四个，当齿数差过大时，会降低传动比，影响二级减速的效果，还容易形成齿形重叠干涉。如果偏心齿轮73的齿数与齿圈721的齿数相差过大，那么会导致偏心齿轮73的直径过小，从而不便于在偏心齿轮73上开设通孔731。
51.在本实施例中，偏心齿轮73在绕中心齿轮71公转的过程中，沿中心齿轮71轴线偏摆的最大幅度为偏心距δ的两倍，因此通孔的直径与销轴的直径大两倍δ，这样当偏心齿轮73上的通孔731绕中心齿轮71公转的过程中，通孔731可以始终保持与销轴741的接触。如果通孔731的直径与销轴741直径的差值大于2δ，那么在偏心齿轮73绕中心齿轮71公转的过程中，会有一段时间通孔731与销轴741脱离接触，无法进行传动。如果通孔731的直径与销轴741直径的差值小于2δ，会导致销轴741与通孔731互相干涉从而无法传动。
52.在本实施例中，主轴711和偏心轴712采用金属材料制成，齿轮箱72采用强化塑料注塑制作而成。行星架74为强化塑料制成，采用包塑工艺将传动件742和销轴741包裹在行星架74内。
53.在本实施例中，壳体1和保护盖2通过焊接工艺连接。驱动齿轮61、惰轮62和中心齿轮71均为斜齿轮，齿轮啮合性能好，重合度大，传动更加平稳，传动噪音小。
54.在上述传动过程中，偏心齿轮73与齿圈721形成少差齿传动机构，通过偏心齿轮73直接带动行星架74转动，与多级行星齿轮传动相比，提高了传动效率，并降低了传动噪音，并且节约了一些零部件，尺寸设计紧凑，结构简单，降低了制作成本，减轻了重量。
55.第二实施例参见图7，在中心齿轮71上设置有第一偏心轴712a和第二偏心轴712b，第二偏心轴712b与中心齿轮71的偏心距δ与第一偏心轴712a与中心齿轮71的偏心距δ相等，第二偏心轴712b的轴线与第一偏心轴712a的轴线之间的距离为2δ。在第一偏心轴712a上套设有第一偏心轴轴承714a，在第一偏心轴轴承714a上套设有第一偏心齿轮73a。在第二偏心轴712b上套
设有第一偏心轴轴承714b，在第一偏心轴轴承714b上套设有第一偏心齿轮73b。
56.在本实施例中，当偏心齿轮在绕中心齿轮71公转的过程中转速过快时，偏心齿轮会由于转速过快产生振动，从而导致行星架74产生振动。为了防止振动的产生，设置两个偏心齿轮。第一偏心齿轮73a的轴线和第二偏心齿轮73b的轴线之间的距离为2δ，第一偏心齿轮73a和第二偏心齿轮73b为完全相同的两组齿轮，第一偏心齿轮73a上的通孔的直径与第二偏心齿轮73b上的通孔的直径相等，都比滚子的直径大2δ。当中心齿轮71开始旋转时，第一偏心齿轮73a绕中心齿轮71公转与第二偏心齿轮73b绕中心齿轮71公转的相位差为180
°
，第一偏心齿轮73a和第二偏心齿轮73b产生的振动可以反向抵消，从而使得传动更加平稳。
57.需要说明的是，采用两组偏心齿轮，虽然可以在转速过大时保持传动平稳，但是会增加制造成本。如果行星架74的转速不是很高的话，在中心齿轮上设置一根偏心轴，采用一个偏心齿轮进行传动即可，这样可以节约制造成本。
58.上述方案提供的epb减速器是运用在车辆上，具体运用在车辆的制动系统中。行星架74上的传动件742一般为外花键，车辆中包括制动器卡钳，在制动器卡钳上设置有内花键，与行星架上的外花键传动配合。当车辆需要进行制动时，ecu向驱动电机发送指令，驱动电机带动驱动齿轮61转动，驱动齿轮61通过惰轮62带动中心齿轮71转动，实现第一级减速。中心齿轮71通过二级减速机构实现第二级减速。通过两级减速将驱动电机输出的高速低扭矩转换成外花键输出的低速高扭矩。在制动器上设置有运动转换机构，运动转换机构一般为丝杆传动机构，在丝杆传动机构上设置有刹车片，丝杆传动机构将内花键的转动转换为线性运动，将动力传输给制动器中的刹车片，夹紧刹车片，刹车片顶住车轮，实现车辆制动。
59.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。