本发明涉及一种制动装置。 背景技术

现有技术已知的制动器是具有使运动部件 （或运动机械） 减速、 停止或保持停止状态等功能的装置， 俗称为刹车、 闸。 制动器主要由 制动件和操纵装置等组成。 一些已知的制动器还装有制动件间隙的自 动调整等装置。 为了减小制动力矩和结构， 制动器通常装在设备的高 速轴上， 但对安全性要求较高的大型设备（如矿井提升 机、 电梯等） 则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。根据 现有技术的制动器按摩 擦力的利用程度可分为摩擦式制动器和非摩擦 式制动器。摩擦式制动 器靠制动件与运动件之间的摩擦力制动。 常用的摩擦式制动器由于摩 擦副常常受到高温和强烈的摩擦， 因此使用寿命极为有限。 在现有的 机动车辆等交通工具中主要使用的就是这种摩 擦式制动器， 为了保证 机动车辆等交通工具工作的可靠和安全， 就需要经常对摩擦片进行更 换以防止出现由于摩擦片过度磨损而导致的无 法制动或者制动距离 过长等危险情况。 发明内容

本发明基于上述技术背景， 致力于提供一种结构简单、 低成本且 无需经常更换零部件的制动装置。

为实现上述目的， 本发明提出一种制动装置， 其包括第一变速机 构和第二变速机构， 其中第一变速机构包括与第一输入齿轮一体形 成 的第一变速机构输入轴和与第一输出齿轮一体 形成的第一变速机构 输出轴， 以及第二变速机构包括与第二输入齿轮一体形 成的第二变速 机构输入轴和与第二输出齿轮一体形成的第二 变速机构输出轴， 其中 所述第一输入齿轮与第二输入齿轮相互联接同 步转动， 以及所述第一 变速机构输出轴与第二变速机构输出轴经由离 合器相互联接， 其中第 一变速机构与第二变速机构均为增速变速机构 ， 且第一变速机构的齿 数比与第二变速机构的齿数比的比值接近于 1但不等于 1。

在一种实施方式中， 第一变速机构输入轴为制动装置的输入轴， 第二变速机构输入轴为制动装置的输出轴。

与此相反， 在另一实施方式中， 第一变速机构输入轴为制动装置 的输出轴， 第二变速机构输入轴为制动装置的输入轴。

根据一种简单的实施方式， 第一输入齿轮与第一输出齿轮直接啮 合， 且第二输入齿轮和第二输出齿轮直接啮合。 即， 在这种实施方式 中第一变速机构与第二变速机构分别被构成为 一个增速齿轮副。

根据另外的实施方式， 第一变速机构还包括设置在第一输入齿轮 与第一输出齿轮之间的一个或多个中间齿轮和 /或第二变速机构包括 设置在所述第二输入齿轮与第二输出齿轮之间 的一个或多个中间齿 轮。 即， 第一变速机构与第二变速机构可以同时或者分 别被构成为多 级增速齿轮机构。

较优的选择， 第一变速机构的齿数比与第二变速机构的齿数 比相 差 0.5%至 5%。

较优的选择， 第一变速机构的齿数比以及第二变速机构的齿 数比 在 1至 100之间。

根据一种有利的实施方式， 第一输入齿轮与第二输入齿轮通过中 间轴刚性连接。

可选的是， 第一输入齿轮与所述第二输入齿轮通过两个分 别与所 述第一输入齿轮以及与所述第二输入齿轮一体 形成的半轴和设置在 两个半轴之间的一个或多个联轴器连接。 在此优选的是在与所述第一 输入齿轮以及与所述第二输入齿轮一体形成的 两个半轴之间有减少 冲击的设置。

在本发明中， 离合器可以为电磁离合器、 磁粉离合器、 摩擦离合 器和任何形式的离合器或液力耦合器等。 而所述离合器可以以机械、 电气或电子的方式与制动踏板或制动手柄联接 。 当离合器合上时， 上 述机构形成一个不能转动的封闭系统。

本发明的制动装置可以被使用在机动车辆中或 者各类机械设备 中。 本发明最有利的是由于第一变速机构和第二变 速机构的增速降扭 作用， 和利用封闭系统制动时的力矩对抗， 来减小外加的制动力矩， 只要对离合器施加很小的力就能将系统制动。 因此， 除了将本发明的 制动装置作为机动车辆、 船舶或各类机械设备的常规制动装置外， 还 可以将其用于机动车辆、船舶或各类机械设备 如机床等设备的备用紧 急刹车装置。 在紧急情况下只需要人力就能实现对较大的系 统的制 动。

根据本发明， 当这种制动装置被用在机动车辆上时， 可以将所述 制动装置设置在机动车辆的各个轮毂与相应的 半轴之间。

根据本发明的制动装置最大的优点是能够以非 常小的制动力实 现制动。 因此， 能够极大地提高制动装置的寿命， 并且当使用在机动 车辆上时， 几乎在机动车辆的整个使用寿命期间都无需对 制动装置的 零部件进行更换。

附图说明

下面将借助于附图对本发明的制动装置进行详 细阐述。

其中， 唯一的附图示出了本发明的一种实施例的示意 图。 具体实施方式

图 1 以示意图示出了本发明的制动装置的一种简单 的实施方式。 在此，图 1所示出的仅是本发明的制动装置的一种示例� �的实施方式， 并不对本发明的保护范围起限制性作用。

参见图 1， 图 1所示出的制动装置 100包括两个变速机构， 分别 为第一变速机构 1和第二变速机构 2。这两个变速机构均为增速机构。 在图 1所示出的实施例中， 作为最简单的方式增速机构被构造为一个 齿轮对。 在第一变速机构 1 中设有第一输入齿轮 Z _n 和第一输出齿轮 Z ₁₂ ， 该第一输入齿轮 Z _n 与第一输出齿轮 Z ₁₂ 相互啮合组成齿轮副。 与此类似地， 在第二变速机构 2中设有第二输入齿轮 Z ₂₁ 和第二输出 齿轮 z ₂₂ ， 该第二输入齿轮 z ₂₁ 与第二输出齿轮 z ₂₂ 相互啮合组成齿轮 副。 在此， 第一输出齿轮 Z ₁₂ 的齿数小于第一输入齿轮 Z _n ， 第二输出 齿轮 Z ₂₂ 的齿数小于第二输入齿轮 Z ₂₁ ，从而使该第一变速机构 1和第 二变速机构 2均构成增速机构。 一般情况下该第一变速机构 1的增速 比在 1至 100时即可满足本发明对实现制动的要求。 特别地， 根据本 发明， 第一变速机构 1的增速比 与第二变速机构 2的增速比 i ₂ 非常 接近， 但是不相等， 即 ΰ/ί ₂ 接近 1但不等于 1。 特别有利的是， ^与 i ₂ 相差 0.5%至 5%。

此外， 第一变速机构 1的第一输入齿轮 Z _n 与第一变速机构输入 轴 11形成一体， 第一输出齿轮 Z ₁₂ 则与第一变速机构输出轴 12形成 一体。 与此相应地， 第二变速机构 2的第二输入齿轮 Z ₂₁ 与第二变速 机构输入轴 21 形成一体， 第二输出齿轮 Z ₂₂ 与第二变速机构输出轴 22形成一体。 在本实施例中， 第一变速机构输入轴 11作为整个制动 装置 100的输入轴而第二变速机构输入轴 21作为整个制动装置 100 的输出轴。 在其他未示出的实施例中， 也可以反过来， 将第一变速机 构输入轴 11作为整个制动装置 100的输出轴而第二变速机构输入轴 21作为整个制动装置 100的输入轴。

需要说明的是， 在本申请中， "形成一体" 既包括两个以上结构 是同一单个零部件上的不同部分的情况， 也包括两个以上结构单独形 成后安装在一起， 并在工作过程中如同单个零部件那样的情况。 例如 两个以上部件可以是在加工时一体成型的， 或者作为单独的部件通过 法兰和 /或紧固装置相互固接在一起的。

在本发明的这种简单的实施方式中， 第一输入齿轮 z _n 与第二输 入齿轮 Z ₂₁ 通过一根中间轴 3相互连接， 或者说该中间轴 3与第一输 入齿轮 Zn和第二输入齿轮 Z ₂₁ 形成一体， 使得该第一输入齿轮 Zn与 第二输入齿轮 Z ₂₁ 固接， 因此以相同的转速做同步旋转。 此外， 根据 本发明， 在第一变速机构输出轴 12与第二变速机构输出轴 22之间设 有离合器， 即第一变速机构输出轴 12与第二变速机构输出轴 22通过 离合器联接。 当本发明的制动装置被用于机动车辆或各类机 械设备中 时， 这个离合器可以通过机械的方式， 如闸线等与制动踏板或者制动 手柄联接。 此外， 离合器也可以是电控式的离合器， 通过电子和 /或电 气的方式与制动踏板或者制动手柄联接。

下面将根据本发明的这种简化的实施方式对设 置这样两个变速 机构的意义以及这个制动装置的工作原理进行 详细说明。

当要求制动时， 机动车辆的驾驶员或者各类机械设备的操作人 员 对制动踏板或制动手柄进行操作， 从而使离合器接合。 由于第一变速 机构 1的增速比 ΰ与第二变速机构 2的增速比 i ₂ 的比值接近 1但不等 于 1， 并且第一变速机构 1的第一输入齿轮 Z _n 与第二变速机构 2的 第二输入齿轮 Z ₂₁ 相互固接， 因此， 第一输入齿轮 Z _n 与第二输入齿 轮 Ζ ₂₁ 始终以相同的转速朝同一方向转动， 同时由于 ΰ/ i ₂ 接近 1， 第 一输出齿轮 Z ₁₂ 与第二输出齿轮 Z ₂₂ 的转速非常接近， 但是却不相等。

在离合器接合的过程中， 第一输入齿轮 Zn与第二输入齿轮 Z ₂₁ 由于本身相互固接， 在第一输出齿轮 Z ₁₂ 与第二输出齿轮 Z ₂₂ 受到离 合器作用的情况下， 第一输入齿轮 Zn与第二输入齿轮 Z ₂₁ 受到迫使 它们之间产生相对运动的力， 但是由于它们本身是固接的， 所以在第 一输入齿轮 Z _n 与第二输入齿轮 Ζ ₂₁ 以及与它们一体形成的中间轴 3 中产生抵抗这种使其相对运动的力的作用， 由此使得第一输入齿轮 Ζ _η 与第二输入齿轮 Z ₂₁ 以及中间轴 3都逐渐停止运转，并最终使第一 变速机构 1和第二变速机构的各个齿轮都停止转动。 此时， 作为制动 装置 100的输出轴的第二变速机构输入轴 21停止转动， 即由此实现 了制动功能。 也就是说， 这个制动装置输出的转速为零， 因为不再对 被驱动部件输出转速， 由此实现对被驱动部件的制动。 由于第一变速 机构 1和第二变速机构 2的增速降扭作用， 在离合器接合时， 在第一 输出齿轮 Z ₁₂ 与第二输出齿轮 Z ₂₂ 上的扭矩很低， 且第一输出齿轮 Z ₁₂ 与第二输出齿轮 Z ₂₂ 的转速十分接近并且利用了封闭系统制动 时的力 矩对抗， 因此仅需对离合器施加很小的力就可以实现制 动的效果。 才艮据一种未示出的实施例，第一输入齿轮 Z _n 与第二输入齿轮 Ζ ₂₁ 也就是说， 第一输入齿轮 Ζ _η 与一个半轴形成一体， 而第二输入齿轮 z ₂₁ 也与一个半轴形成一体， 在这个两个半轴之间可以设置一个或多 个联轴器， 从而使第一输入齿轮 Z _n 与第二输入齿轮 Ζ ₂₁ 联接为一体。

此外， 除了附图中所示出的第一变速机构 1和第二变速机构 2的 构造方式外， 该第一变速机构 1和第二变速机构 2还可以具有其他的 结构。 例如， 在第一变速机构 1 中， 在第一输入齿轮 Ζ _η 与第一输出 齿轮 Ζ ₁₂ 之间还可以设置其他的中间齿轮； 同理， 在第二输入齿轮 Ζ ₁₂ 与第二输出齿轮 Ζ ₂₂ 之间也可以设置其他的中间齿轮。 也就是说在一 些实施例中可以这样设置： 第一变速机构 1为一个齿轮副， 且第二变 速机构 2为多级齿轮增速机构；第一变速机构 1为多级齿轮增速机构， 且第二变速机构 2为一个齿轮副； 或者第一变速机构 1与第二变速机 构 2均为多级齿轮增速机构。

当本发明的制动装置 100可以用于机动车辆、 船舶以及各类机械 设备中。 当本发明的制动装置 100被用在机动车辆中时， 可以替代传 统的摩擦式制动装置， 如盘式制动器或鼓式制动器。 例如该制动装置 100可以被设置在机动车辆的传动系中， 具体地可以被设置在机动车 辆前桥和后桥与其左右各个轮毂之间， 即通常布置摩擦式制动装置的 位置上。 还可以根据机动车辆的实际情况结合其特定空 间结构将本发 明的制动装置 100布置在车桥与轮毂之间合适的位置上。

总之， 本发明的制动装置 100可以被布置在各种机动车辆、 船舶 或者机械的各驱动部件和被驱动部件之间起制 动的作用。

本发明的保护范围仅由权利要求限定。 得益于本发明的指导， 本 领域技术人员在不超出本发明保护范围的情况 下可以根据具体情况 对本发明做出各种变型、 修改或者替换， 这些变型、 修改或者替换落 入本发明的保护范围。