阅读说明：本技术 用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置及汽车 (Rack anti-rotation device for wire-controlled electronic hydraulic braking system and automobile ) 是由 白俊涛 聂小勇 李清平 王峰 舒强 龙荣威 李世鹏 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置及汽车,该防转装置包括齿轮轴、齿条、滑套和壳体；所述齿轮轴上设有斜齿,所述齿条与所述齿轮轴上的斜齿啮合；所述滑套套设在所述齿条的外侧,所述壳体用于承载所述滑套,所述滑套与所述壳体连接；所述齿条上与所述滑套相接触的一面设有第一导向机构,所述滑套上设有第二导向机构,所述第一导向机构与所述第二导向机构的位置对应,且所述第一导向机构与所述第二导向机构相互配合,以限制所述齿条绕自身轴线的转动,所述第一导向机构与所述第二导向机构可相对滑动。本发明能够解决现有技术中齿轮轴与齿条在啮合时,实际接触面积会因为齿条转动而减少、导致齿面强度降低的问题。(The invention discloses a rack anti-rotation device for a wire-controlled electronic hydraulic braking system and an automobile, wherein the anti-rotation device comprises a gear shaft, a rack, a sliding sleeve and a shell; the gear shaft is provided with helical teeth, and the rack is meshed with the helical teeth on the gear shaft; the sliding sleeve is sleeved on the outer side of the rack, the shell is used for bearing the sliding sleeve, and the sliding sleeve is connected with the shell; the sliding sleeve is provided with a first guide mechanism on one side, which is contacted with the sliding sleeve, and a second guide mechanism is arranged on the sliding sleeve, the first guide mechanism corresponds to the second guide mechanism in position, and the first guide mechanism is matched with the second guide mechanism to limit the rotation of the rack around the axis of the rack, and the first guide mechanism and the second guide mechanism can slide relatively. The invention can solve the problem that the actual contact area is reduced due to the rotation of the rack when the gear shaft is meshed with the rack in the prior art, so that the strength of the tooth surface is reduced.)

用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置及汽车

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置及汽车。

背景技术

线控电子液压制动系统是汽车中重要的结构，线控电子液压制动系统多数采用蜗轮蜗杆、齿轮轴齿条的传动机构，现有线控电子液压制动系统一般采用蜗轮蜗杆、齿轮轴齿条的传动方案。其中，蜗轮蜗杆传动可以设计较高的减速比，使电机输出的动力快速减速增扭，提供较大的活塞推力。而齿轮轴齿条传动可以将电机输出的旋转运动转化为直线运动推动主缸活塞往复运动。

一般情况为实现传动机构较大的承载能力，都会将齿轮轴设计为斜齿。而斜齿轮与齿条在啮合过程中，齿面产生的法向力会在齿条轴向产生一个分力。该分力会引发圆形齿条绕自身轴线发生转动，即每当齿轮轴传递动力至齿条时，齿条都会在轴向分力的作用下转动一定角度。这就导致齿轮轴与齿条在啮合时，实际接触面积会因为齿条转动而减少，进而降低齿轮轴齿条啮合时的齿面强度，容易导致齿根断裂或疲劳点蚀。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，以解决现有技术中齿轮轴与齿条在啮合时，实际接触面积会因为齿条转动而减少、导致齿面强度降低的问题。

一种用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，包括齿轮轴、齿条、滑套和壳体；

所述齿轮轴上设有斜齿，所述齿条与所述齿轮轴上的斜齿啮合；

所述滑套套设在所述齿条的外侧，所述壳体用于承载所述滑套，所述滑套与所述壳体连接；

所述齿条上与所述滑套相接触的一面设有第一导向机构，所述滑套上设有第二导向机构，所述第一导向机构与所述第二导向机构的位置对应，且所述第一导向机构与所述第二导向机构相互配合，以限制所述齿条绕自身轴线的转动，所述第一导向机构与所述第二导向机构可相对滑动。

根据本发明提出的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，当传动机构传递动力使齿轮轴与齿条相互啮合时，滑套会通过第一导向机构与第二导向机构的配合向齿条施加一个转矩，该转矩会将齿轮轴齿条啮合分力所产生的使齿条绕自身轴线转动的转矩抵消，从而限制齿条在往复运动中绕自身轴线转动的自由度，防止齿条在做往复运动过程中偏转，避免齿轮轴与齿条啮合时接触面积减少而导致齿面强度降低的问题，提高齿轮轴及齿条工作安全系数。

另外，根据本发明提供的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一导向机构为导向肋，所述第二导向机构为导向槽，所述导向肋用于插入所述导向槽中。

进一步地，所述壳体上与所述滑套相接触的一面设有容纳槽，所述导向槽位于所述容纳槽中。

进一步地，所述导向肋位于所述齿条的背面或侧面。

进一步地，所述第一导向机构为导向槽，所述第二导向机构为导向肋，所述导向肋用于插入所述导向槽中。

进一步地，所述导向槽位于所述齿条的背面或侧面。

进一步地，所述第一导向机构为导向肋，所述第二导向机构为通孔，所述壳体上、与所述通孔相对于的位置设有导向槽，所述导向肋穿过所述通孔，并插入所述导向槽中。

进一步地，所述第一导向机构为第一导向槽和平键，所述第二导向机构为第二导向槽，所述第一导向槽和所述第二导向槽的位置对应，所述平键的两端分别插入所述第一导向槽和所述第二导向槽中。

进一步地，所述滑套通过过盈配合的方式插入所述壳体中。

本发明的另一个目的在于提出一种采用上述用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置的汽车。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一实施例的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置的结构示意图；

图2是本发明第二实施例的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置的结构示意图；

图3是本发明第三实施例的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置的结构示意图；

图4是本发明第四实施例的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明的第一实施例提出的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，包括齿轮轴10、齿条20、滑套30和壳体40。

所述齿轮轴10上设有斜齿，所述齿条20与所述齿轮轴10上的斜齿啮合。齿条20用于推动主缸活塞，齿轮轴10用于将力矩传送到齿条20。

所述滑套30套设在所述齿条20的外侧，所述壳体40用于承载所述滑套30，所述滑套30与所述壳体40连接。

具体的，所述滑套通过过盈配合的方式插入所述壳体40中。

所述齿条20上与所述滑套30相接触的一面设有第一导向机构51，所述滑套30上设有第二导向机构52，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52的位置对应，且所述第一导向机构51与所述第二导向机构52相互配合，以限制所述齿条20绕自身轴线的转动，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52可相对滑动。

本实施例中，所述第一导向机构51为导向肋，具体的，所述导向肋位于所述齿条20的背面或侧面，导向肋的数量可以为多个。

所述第二导向机构52为导向槽，导向槽与导向肋的数量相同，位置对应。所述导向肋用于插入所述导向槽中，

此外，所述壳体40上与所述滑套30相接触的一面设有容纳槽53，所述导向槽位于所述容纳槽53中。

当制动电机接收到控制单元的制动指令时，电机输出转矩带动齿轮轴10转动，齿轮轴10带动齿条20在滑套30中做往复运动，从而推动制动主缸活塞，建立或者释放制动液压力。齿条20在滑套30中的往复运动过程中，受到滑套30限制仅存在沿轴向滑动及沿轴线转动两个方向的自由度。齿条20背面或侧面的导向肋，插入滑套30的导向槽中，使齿条20可以沿着导向槽滑动，但无法发生相对转动。

根据上述的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，当传动机构传递动力使齿轮轴10与齿条20相互啮合时，滑套30会通过第一导向机构51与第二导向机构52的配合向齿条20施加一个转矩，该转矩会将齿轮轴齿条啮合分力所产生的使齿条20绕自身轴线转动的转矩抵消，从而限制齿条20在往复运动中绕自身轴线转动的自由度，防止齿条20在做往复运动过程中偏转，避免齿轮轴10与齿条20啮合时接触面积减少而导致齿面强度降低的问题，提高齿轮轴10及齿条20工作安全系数。

请参阅图2，本发明的第二实施例提出的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，包括齿轮轴(图未示)、齿条20、滑套30和壳体40。

所述齿轮轴上设有斜齿，所述齿条20与所述齿轮轴上的斜齿啮合。

所述滑套30套设在所述齿条20的外侧，所述壳体40用于承载所述滑套30，所述滑套30与所述壳体40连接。

具体的，所述滑套通过过盈配合的方式插入所述壳体40中。

所述齿条20上与所述滑套30相接触的一面设有第一导向机构51，所述滑套30上设有第二导向机构52，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52的位置对应，且所述第一导向机构51与所述第二导向机构52相互配合，以限制所述齿条20绕自身轴线的转动，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52可相对滑动。

本实施例中，所述第一导向机构51为导向槽，具体的，所述导向槽位于所述齿条20的背面或侧面，导向槽的数量可以为多个。

所述第二导向机构52为导向肋，导向槽与导向肋的数量相同，位置对应。所述导向肋用于插入所述导向槽中，以此限制齿条20绕自身轴线转动，保证齿条20只能沿轴向滑动。

根据上述的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，当传动机构传递动力使齿轮轴与齿条20相互啮合时，滑套30会通过第一导向机构51与第二导向机构52的配合向齿条20施加一个转矩，该转矩会将齿轮轴齿条啮合分力所产生的使齿条20绕自身轴线转动的转矩抵消，从而限制齿条20在往复运动中绕自身轴线转动的自由度，防止齿条20在做往复运动过程中偏转，避免齿轮轴与齿条20啮合时接触面积减少而导致齿面强度降低的问题，提高齿轮轴及齿条20工作安全系数。

请参阅图3，本发明的第三实施例提出的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，包括齿轮轴(图未示)、齿条20、滑套30和壳体40。

所述齿轮轴上设有斜齿，所述齿条20与所述齿轮轴上的斜齿啮合。

所述滑套30套设在所述齿条20的外侧，所述壳体40用于承载所述滑套30，所述滑套30与所述壳体40连接。

具体的，所述滑套通过过盈配合的方式插入所述壳体40中。

所述齿条20上与所述滑套30相接触的一面设有第一导向机构51，所述滑套30上设有第二导向机构52，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52的位置对应，且所述第一导向机构51与所述第二导向机构52相互配合，以限制所述齿条20绕自身轴线的转动，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52可相对滑动。

本实施例中，所述第一导向机构51为导向肋，所述第二导向机构52为通孔，所述壳体40上、与所述通孔相对于的位置设有导向槽53，所述导向肋穿过所述通孔，并插入所述导向槽53中，以此限制齿条20绕自身轴线转动，保证齿条20只能沿轴向滑动。导向肋、通孔以及导向槽53的数量均为两个，位置对应。

根据上述的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，当传动机构传递动力使齿轮轴与齿条20相互啮合时，滑套30会通过第一导向机构51与第二导向机构52的配合向齿条20施加一个转矩，该转矩会将齿轮轴齿条啮合分力所产生的使齿条20绕自身轴线转动的转矩抵消，从而限制齿条20在往复运动中绕自身轴线转动的自由度，防止齿条20在做往复运动过程中偏转，避免齿轮轴与齿条20啮合时接触面积减少而导致齿面强度降低的问题，提高齿轮轴及齿条20工作安全系数。

请参阅图4，本发明的第四实施例提出的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，包括齿轮轴(图未示)、齿条20、滑套30和壳体40。

所述齿轮轴上设有斜齿，所述齿条20与所述齿轮轴上的斜齿啮合。

所述滑套30套设在所述齿条20的外侧，所述壳体40用于承载所述滑套30，所述滑套30与所述壳体40连接。

具体的，所述滑套通过过盈配合的方式插入所述壳体40中。

所述齿条20上与所述滑套30相接触的一面设有第一导向机构51，所述滑套30上设有第二导向机构52，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52的位置对应，且所述第一导向机构51与所述第二导向机构52相互配合，以限制所述齿条20绕自身轴线的转动，所述第一导向机构51与所述第二导向机构52可相对滑动。

本实施例中，所述第一导向机构51为第一导向槽和平键511，所述第二导向机构52为第二导向槽，所述壳体40上与所述滑套30相接触的一面设有容纳槽53，所述第二导向槽位于所述容纳槽53中。

所述第一导向槽和所述第二导向槽的位置对应，所述平键511的两端分别插入所述第一导向槽和所述第二导向槽中，以此限制齿条20绕自身轴线转动，保证齿条20只能沿轴向滑动。

根据上述的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置，当传动机构传递动力使齿轮轴与齿条20相互啮合时，滑套30会通过第一导向机构51与第二导向机构52的配合向齿条20施加一个转矩，该转矩会将齿轮轴齿条啮合分力所产生的使齿条20绕自身轴线转动的转矩抵消，从而限制齿条20在往复运动中绕自身轴线转动的自由度，防止齿条20在做往复运动过程中偏转，避免齿轮轴与齿条20啮合时接触面积减少而导致齿面强度降低的问题，提高齿轮轴及齿条20工作安全系数。

此外，本发明的实施例还提出一种汽车，该汽车至少包括上述各实施例的用于线控电子液压制动系统的齿条防转装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。