專利名稱：通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及汽車離合器執(zhí)行機構(gòu)，特別涉及了通用型機械式自動變速器離合 器電動執(zhí)行機構(gòu)。技術(shù)背景機械式自動變速器(AMT)離合器的執(zhí)行機構(gòu)主要可以分為氣動式、液動式和電動 式三種形式。其中氣動式執(zhí)行機構(gòu)主要是用單作用或雙作用氣缸推動離合器，實現(xiàn)離合器 的分離與接合，其工作介質(zhì)是空氣，具有成本低、用后不污染環(huán)境等優(yōu)點，但是壓縮空氣的 壓力較低，空氣的可壓縮性大，氣動式控制的穩(wěn)定性差精度低，噪音大，而且空氣中有水分， 影響到各元件的使用壽命，需要過濾設(shè)備；液動式執(zhí)行機構(gòu)是通過油泵提供動力，泵出的高 壓液壓油經(jīng)過一系列控制閥的操控進入液壓缸推動活塞，使離合器運動，具有體積小、反應(yīng) 靈敏，動態(tài)性能好等優(yōu)點，但是液動式無法避免液壓油的泄漏問題，污染周圍環(huán)境，為防止 泄漏，制造精度高，使成本增加，受溫度影響較大，壓力損大，而且液壓設(shè)備的故障原因不易 查找；電動式是利用電動機作為動力源，通過相應(yīng)機構(gòu)將電動機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成離合器執(zhí)行機 構(gòu)的直線運動，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，免去了動力轉(zhuǎn)換帶來的能量損失，便于加工，針對 干式摩擦離合器具有廣闊的應(yīng)用前景。目前市場上已經(jīng)有汽車自動離合器執(zhí)行器產(chǎn)品，但只適合于某個特定型號的離合 器，由于不同車型的離合器膜片彈簧的剛度不同，離合器的分離與接合的所受到作用力不 同，而且不同膜片彈簧的尺寸大小不一，執(zhí)行機構(gòu)的運動位移量也有區(qū)別，所以目前市場上 的離合器執(zhí)行器產(chǎn)品不具備通用性。具有代表性的變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)如(專利號200810232885. 2)《機械式 自動變速器離合器執(zhí)行機構(gòu)》，其特點是離合器電機工作后帶動蝸桿進行轉(zhuǎn)動，蝸桿帶動 蝸輪轉(zhuǎn)動，渦輪通過傳動軸與內(nèi)嚙合齒輪相連，內(nèi)嚙合齒輪與齒條嚙合傳動，齒條固定在離 合器頂桿上，項桿帶動主缸活塞前進或后退，活塞推力使液壓油進入液壓分離軸承，實現(xiàn)離 合器分離和接合。雖然也是電動執(zhí)行機構(gòu)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件生產(chǎn)成本高，渦輪蝸桿傳 動是利用滑動摩擦傳遞動力，傳動效率低，工作時運動阻力大，發(fā)熱量大，經(jīng)過渦輪蝸桿、齒 輪齒條轉(zhuǎn)換，最終轉(zhuǎn)換成液壓傳動形式，動力損失嚴重。執(zhí)行機構(gòu)采用的是直流電動機作為 動力源，控制精度比較低，而且啟動慣性較大。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、控制精確的通用型機械式 自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，通過電機帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，將絲杠的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成離合 器推桿的直線運動，可以平穩(wěn)地實現(xiàn)離合器分離與接合，而且對不同剛度的離合器膜片彈 簧、不同運動行程的離合器具有通用性，實現(xiàn)從壓力、位移等不同角度監(jiān)測運動狀態(tài)。通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，包括伺服電動機2、殼體9、聯(lián)軸 器對、連接體4、前端法蘭11、后端法蘭、軸承、鉸鏈銷15、定位螺母，還包括由絲杠螺桿20、絲杠軸套19和滾珠18組成的滾珠絲杠構(gòu)件、編碼器、限位傳感器8、壓力傳感器16、位移傳 感器13。其中伺服電動機2的輸出軸通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠的絲杠螺桿20相連，滾珠絲 杠的絲杠螺桿20通過滾珠18來帶動絲杠軸套19，絲杠軸套19與推桿17的一端相連，推 桿17的另一端穿過起導(dǎo)向作用的高精度中間法蘭型直線軸承10與壓力傳感器16相連，壓 力傳感器16通過鉸鏈銷與變速器離合器的撥桿相連；伺服電動機2輸出軸與絲杠螺桿20 連接處套有連接體4，連接體4的一端與伺服電動機2相連，另一端連接有后端法蘭，后端 法蘭連接在套于絲桿外的殼體9的一端，殼體9的另一端與前端蓋相連；絲杠靠近伺服電動 機2的一端有軸肩，絲杠上裝有定位螺母，同軸肩一同起軸向定位作用，軸肩與定位螺母之 間還裝有置于后端法蘭內(nèi)的對絲杠螺桿20起支撐作用的軸承；伺服電動機2上裝有編碼器 1，殼體9內(nèi)壁上有限位傳感器槽，限位傳感器槽中裝有檢測推桿運動位置的限位傳感器8， 執(zhí)行機構(gòu)前端蓋上裝有位移傳感器支架，支架上安裝監(jiān)測整個執(zhí)行機構(gòu)位移的位移傳感器 13。在殼體9內(nèi)壁的前后兩側(cè)有導(dǎo)軌，在絲杠軸套19前后方向安裝有銷軸，銷軸的端 部裝有能夠沿著殼體9的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌運動的深溝球軸承。在連接體4上開有便于安裝與檢修的觀察孔。連接伺服電動機2輸出軸與絲杠螺桿20間的聯(lián)軸器為梅花聯(lián)軸器。滾珠絲杠的功能是將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成絲杠軸套的直線運動，把伺服電動機 施加的扭矩轉(zhuǎn)化成絲杠軸套和推桿在軸向方向上反復(fù)作用力，滾珠絲杠副由于是利用滾珠 運動，所以啟動力矩極小，不會出現(xiàn)滑動運動等爬行現(xiàn)象，能保證實現(xiàn)精確的微小進給，對 離合器運動可以做精確的控制，提高離合器運動的穩(wěn)定性。所選用的電動機為伺服電動機，可以得到精確控制，伺服電動機的響應(yīng)特性好，能 夠在幾毫秒內(nèi)在加速到3000r/min，在控制時，只需要兩路信號，一路為開關(guān)量信號，控制伺 服電動機轉(zhuǎn)動方向，一路作為脈沖量信號，控制伺服電動機的速度。通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)的連接電動機輸出軸與絲杠間的 聯(lián)軸器為梅花聯(lián)軸器可以吸收一部分震動，起到減震的效果，另外在生產(chǎn)、安裝過程中難免 有誤差，梅花聯(lián)軸器允許一定角度范圍內(nèi)的軸不同心，在連接體上開有便于組裝的觀察孔， 在觀察孔上裝有觀察孔蓋，觀察孔蓋用螺釘固定在連接體上，防止雜物進入。選用編碼器采集伺服電動機的轉(zhuǎn)動角度，選用位移傳感器監(jiān)測推桿運動到不同位 置，選用限位傳感器識別出離合器運動到零點、端點位置。選用壓力傳感器監(jiān)測施加給離合 器撥桿的壓力。傳感器的監(jiān)測的內(nèi)容越全面，對其實施控制方法就越多，達到更加滿意的控 制效果。所有部件都采用傳統(tǒng)機械連接方式聯(lián)接，如螺釘、螺栓、螺母聯(lián)接、過盈配合連接。本實用新型與現(xiàn)有的執(zhí)行機構(gòu)相比，具有明顯的優(yōu)勢和有益效果動力源選用伺 服電動機，伺服電機控制精度高、控制精度可調(diào)，低頻響應(yīng)特性好，具有一定的過載能力、不 會出現(xiàn)“丟步”和“堵轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象，啟動響應(yīng)時間短；采用滾珠絲杠機構(gòu)作為動力轉(zhuǎn)換機構(gòu)，能夠承受軸向反復(fù)作用力，具有高精度、可 逆性和高效率的特點，工作過程中采用滾動摩擦，摩擦阻力極小，發(fā)熱小、可實現(xiàn)高速進給 運動，滾珠絲杠傳動無側(cè)隙、剛性高。采用直線軸承對推桿導(dǎo)向作用，摩擦系數(shù)極小、并且長期使用保持精度不變，互換性好，安裝使用方便，兩側(cè)附加油封，能夠適應(yīng)灰塵較多的場合。本實用新型解決了現(xiàn)有的離合器執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)品只針對于某種特定離合器型號的 限制，本實用新型對于多種型號的離合器具有通用型，尤其適合于干式摩擦離合器，對于離 合器研究及自動控制具有很好的實用價值。


圖1是本實用新型提出的通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖2是圖1的A-A向剖視圖；圖3是本實用新型提出的通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)的實施 例中的鉸鏈銷的結(jié)構(gòu)圖。圖4是圖3的C向視圖。圖5是圖3的B向剖視圖。圖中1、編碼器，2、伺服電動機，3、觀察孔蓋，4、連接體，5、角接觸球軸承，6、后端 法蘭，7、角接觸球軸承，8、限位傳感器，9、殼體，10、高精度中間法蘭型直線軸承，11、前端法 蘭，12、傳感器支架，13、位移傳感器，，15、鉸鏈銷，16壓力傳感器，17、推桿，18、滾珠，19、絲 杠軸套，20、絲杠螺桿，21定位螺母，22、平鍵，23、尼龍?zhí)?，M、梅花聯(lián)軸器，25、平鍵，沈、左端 銷軸，27、左端深鉤球軸承，28、右端深溝球軸承，29、右端銷軸。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。如圖1所示，執(zhí)行機構(gòu)動力傳動順序是伺服電動機2作為動力源提供動力，伺服電 機2的輸出軸通過平鍵25與梅花聯(lián)軸器M —端連接，梅花聯(lián)軸器M的中間裝有尼龍?zhí)?23，梅花聯(lián)軸器M的另一端通過平鍵22與絲杠螺桿20配合連接，這樣伺服電機2通過梅 花聯(lián)軸器M連接帶動絲杠螺桿20轉(zhuǎn)動，動力再由絲杠螺桿20經(jīng)過滾珠18與絲杠軸套19 連接，絲杠螺桿20的旋轉(zhuǎn)運動就可以轉(zhuǎn)化成絲杠軸套19的在直線方向上的運動，絲杠軸套 19通過螺紋連接與推桿17連接在一起，推桿17與壓力傳感器16是以螺紋連接裝配在一 起，其螺紋的尺寸是M20X1. 5X15，壓力傳感器16的另一端是以相同的螺紋尺寸與鉸鏈銷 15連接，這樣經(jīng)過一系列的傳動與轉(zhuǎn)化機構(gòu)，使得伺服電動機2的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成鉸鏈銷15的 直線運動，鉸鏈銷15再推動離合器撥桿運動，實現(xiàn)離合器的分離與接合運動。伺服電動機2輸出軸與絲杠螺桿20連接處套有連接體4，在連接體4上開有觀察 孔，安裝和檢查梅花聯(lián)軸器M時，可以觀察到實際的位置，易于操作，在觀察孔上裝有觀察 孔蓋3，觀察孔蓋3用螺釘固定在連接體4上，防止雜物進入。連接體4的一端與伺服電動 機2相連，另一端連接有后端法蘭6 (以伺服電動機2端為后端，下同)，后端法蘭6連接在 套于絲杠螺桿20外的殼體9的一端，殼體9的另一端與高精度中間法蘭型直線軸承10相 連，高精度中間法蘭型直線軸承10的軸承部分套有前端法蘭11 ；絲杠螺桿20靠近伺服電 動機2的一端有軸肩，絲杠螺桿20上裝有同軸肩一同起定位作用的定位螺母21，軸肩與定 位螺母21之間還裝有置于后端法蘭6內(nèi)的對絲杠起軸向支撐作用的角接觸球軸承5和7。絲杠螺桿20的運動導(dǎo)向部分選用中間法蘭型直線軸承10，直線軸承10的結(jié)構(gòu)是在其外圈內(nèi)裝有保持器，保持器裝有多個鋼球，并作無限循環(huán)運動，保持器的兩端用內(nèi)彈 簧擋圈，在鋼球受力的直線方設(shè)有缺口窗，在此部分鋼球與推桿17接觸，這樣推桿17在前 后的往復(fù)運動中，直線軸承10的鋼球沿著軌道滾動循環(huán)，運動過程中產(chǎn)生滾動摩擦阻力極 小，在直線軸承10的兩端分別安裝有油封，對滾珠起到良好密封潤滑作用，并且能夠適應(yīng) 多灰塵的環(huán)境，使推桿17能夠平順穩(wěn)定的保持一個恒定直線方向運動，另外，由于推桿17 在使用中不可避免受到一定的徑向載荷，直線軸承12還允許承受一定徑向載荷。如圖2所示，為本實用新型在圖1的A-A方向的剖視圖，在工作時，在絲杠螺桿20 用于安放滾珠18的螺紋是選用右旋方式，除了轉(zhuǎn)化為軸向作用力的同時還會在圓周方向 產(chǎn)生一定的作用力，為平衡周向作用力，在絲杠軸套19的水平對側(cè)方向上安裝兩個銷軸沈 和四，在銷軸沈和四的端部裝有兩個型號為628 /8的深溝球軸承27和28，深溝球軸承 27和觀的外圈與殼體9的內(nèi)側(cè)軌道接觸并只承受徑向作用力。當離合器作分離運動時，從 伺服電動機2向絲杠螺桿20方向看，伺服電動機2通過梅花聯(lián)軸器M帶動絲杠螺桿20作 逆時針方向轉(zhuǎn)動，絲杠軸套19受到向前作用力同時還受到逆時針方向的周向作用力，周向 作用力由絲杠軸套19傳遞到左側(cè)銷軸27上，由左側(cè)銷軸沈作用到深溝球軸承27的內(nèi)圈 上，再由深溝球軸承27內(nèi)圈經(jīng)過滾動體作用到外圈上并最終作用到殼體9左側(cè)軌道上；當 離合器作接合運動時，伺服電動機2通過梅花聯(lián)軸器M帶動絲杠螺桿20作順時針方向轉(zhuǎn) 動，絲杠軸套19受到向后作用力同時還受到順時針方向的周向作用力，周向作用力由絲杠 軸套19傳遞到右側(cè)銷軸四上，由右側(cè)銷軸四作用到深溝球軸承觀的內(nèi)圈上，再由深溝球 軸承觀內(nèi)圈經(jīng)過滾動體作用到外圈上并最終作用到殼體9右側(cè)軌道上。如圖3與圖4、圖5所示，鉸鏈銷15作為電動執(zhí)行機構(gòu)與離合器連接的零件，加工 過程是首先要在前端鉆Φ8的銷孔D，然后在銑床上銑出前端的凹槽、去掉表面的棱角F、銑 去倒角G，其次是鉆左側(cè)Φ 18的孔H，攻螺紋Μ20Χ1. 5 X 15，最后進行熱處理。鉸鏈銷15前 端預(yù)留出足夠長度的凹槽，能夠滿足不同型號離合器撥桿運動所需的空間。在信號檢測部分，編碼器1通過螺釘安裝在伺服電動機2的后端用于檢測伺服電 動機2的轉(zhuǎn)速，限位傳感器8用螺釘裝在在殼體9上面的傳感器槽中用來判斷端點位置，在 前端法蘭11上裝有傳感器支架12，位移傳感器13裝在傳感器支架12上檢測電動執(zhí)行機構(gòu) 的運動位置，傳感器能夠全面監(jiān)測電動執(zhí)行機構(gòu)，可以對其實施多種控制方法，達到更加滿 意的控制效果。在車輛起步和換檔時，伺服電動機2通過梅花聯(lián)軸器M帶動絲杠螺桿20作逆時 針轉(zhuǎn)動，絲杠螺桿20通過滾珠18將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成絲杠軸套19的向前直線運動，再經(jīng)過推桿 17、壓力傳感器16、鉸鏈銷15，推動離合器撥桿，完成離合器分離動作，機械式自動變速器 開始執(zhí)行選檔和掛檔動作，然后伺服電動機2開始順時針轉(zhuǎn)動，帶動絲杠螺桿20順時針轉(zhuǎn) 動，轉(zhuǎn)化成絲杠軸套19開始向后直線運動，這樣離合器彈簧受到壓力逐漸減小，最后實現(xiàn) 平穩(wěn)快速的運動，離合器實現(xiàn)完全接合，完成車輛的起步和換檔動作。
權(quán)利要求1.通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，包括伺服電動機O)、殼體(9)、聯(lián) 軸器(對)、連接體G)、前端法蘭(11)、后端法蘭、軸承、鉸鏈銷(15)、定位螺母；其特征在 于還包括由絲杠螺桿(20)、絲杠軸套(19)和滾珠(18)組成的滾珠絲杠構(gòu)件、編碼器、限 位傳感器(8)、壓力傳感器(16)、位移傳感器(1 ；其中伺服電動機( 的輸出軸通過聯(lián)軸 器與滾珠絲杠的絲杠螺桿00)相連，滾珠絲杠的絲杠螺桿00)通過滾珠(18)來帶動絲杠 軸套(19)，絲杠軸套(19)與推桿(17)的一端相連，推桿(17)的另一端穿過起導(dǎo)向作用的 高精度中間法蘭型直線軸承(10)與壓力傳感器(16)相連，壓力傳感器(16)通過鉸鏈銷 與變速器離合器的撥桿相連；伺服電動機( 輸出軸與絲杠螺桿OO)連接處套有連接體 G)，連接體(4)的一端與伺服電動機( 相連，另一端連接有后端法蘭，后端法蘭連接在套 于絲桿外的殼體(9)的一端，殼體(9)的另一端與前端蓋相連；絲杠靠近伺服電動機(2)的 一端有軸肩，絲杠上裝有定位螺母，同軸肩一同起軸向定位作用，軸肩與定位螺母之間還裝 有置于后端法蘭內(nèi)的對絲杠螺桿OO)起支撐作用的軸承；伺服電動機( 上裝有編碼器 (1)，殼體(9)內(nèi)壁上有限位傳感器槽，限位傳感器槽中裝有檢測推桿運動位置的限位傳感 器(8)，執(zhí)行機構(gòu)前端蓋上裝有位移傳感器支架，支架上安裝監(jiān)測整個執(zhí)行機構(gòu)位移的位移 傳感器(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征是 在殼體(9)內(nèi)壁的前后兩側(cè)有導(dǎo)軌，在絲杠軸套(19)前后方向安裝有銷軸，銷軸的端部裝 有能夠沿著殼體(9)的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌運動的深溝球軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征是 在連接體(4)上開有便于安裝與檢修的觀察孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，其特征是 連接伺服電動機( 輸出軸與絲杠螺桿OO)間的聯(lián)軸器為梅花聯(lián)軸器。
專利摘要本實用新型公開了通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，通用型機械式自動變速器離合器電動執(zhí)行機構(gòu)，包括伺服電動機2、殼體9、聯(lián)軸器24、連接體4、前端法蘭11、后端法蘭、軸承、鉸鏈銷15、定位螺母、由杠螺桿20，絲杠軸套19和滾珠18組成的滾珠絲杠構(gòu)件、編碼器、限位傳感器9、壓力傳感器13、位移傳感器14。本實用新型解決了現(xiàn)有的離合器執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)品只針對于某種特定離合器型號的限制，本實用新型對于多種型號的離合器具有通用型，尤其適合于干式摩擦離合器，對于離合器研究及自動控制具有很好的實用價值。
文檔編號F16D28/00GK201827266SQ20102021119
公開日2011年5月11日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者吳斌, 施泰峰, 林文堯, 王震, 陳宇, 騫大闖 申請人:北京工業(yè)大學