畢業(yè)設(shè)計(jì)12座觀光電動(dòng)車的設(shè)計(jì)

1、鄭州科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 12座觀光電動(dòng)車的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 何昕 專業(yè)班級(jí) 08級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2班 學(xué) 號(hào) 200833048 院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時(shí)間 2012年 5 月 15日 摘 要 汽車已成為當(dāng)今人類社會(huì)不可缺少的工具，是城市居民日常生活的一部分，他可以拉動(dòng)3.27倍的相關(guān)產(chǎn)業(yè)和解決10%左右的社會(huì)總勞動(dòng)力的就業(yè)之一。汽車與人民的緊密度越來(lái)越緊，他對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生著巨大的推動(dòng)作用，世界上汽車保有量也與日俱增。但是汽車的飛速發(fā)展和數(shù)量的日益增多給人類帶來(lái)了麻煩，尤其是影響人類可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染的問(wèn)題和出現(xiàn)能源短缺問(wèn)題。人們開始關(guān)注

2、電動(dòng)汽車，電動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)零排放，無(wú)污染，無(wú)噪聲。所以研究電動(dòng)汽車勢(shì)在必行。本次設(shè)計(jì)主要研究電動(dòng)汽車的部分內(nèi)容，包括電動(dòng)機(jī)的選擇，減速器差速器的設(shè)計(jì)，制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)四部分內(nèi)容?？偟乃悸肥峭ㄟ^(guò)使用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速，減速器起減速增扭的作用，差速器實(shí)現(xiàn)同一軸上的兩輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)以不同的速度行駛。制動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車不可缺少的一部分，特別是旅游觀光車需要頻繁的啟停，制動(dòng)系統(tǒng)必須穩(wěn)定且剎車穩(wěn)定。關(guān)鍵詞 旅游觀光車/電動(dòng)汽車/電動(dòng)機(jī)/減速器/差速器/制動(dòng)器twelve sightsing electric carabstractcars have become such an indispensabl

3、e tool of human society, is the city residents part of daily life, he can pull 3.27 times the related industrial and solve 10% of the total social labour of one of employment. cars and peoples close degree more and more tight, he human society advances to such a vast role, auto possession in the wor

4、ld was growing. but the bus rapid development and increasing the number of brought trouble, especially the impact of human sustainable development of environmental pollution problems and appear energy shortage. people begin to pay close attention to electric cars, electric cars can realize zero emis

5、sions, no pollution, no noise. so the electric car is imperative. the main research electric car design part of the content, including the choice of motor, gear reducer of differential design, braking system design four sections. the idea is through the use of variable frequency speed regulation whe

6、el speed motor, gear reducer increasing the role of the slow twist, differential realize the same shaft two rounds in turning to the different speed. braking system is an indispensable part of the electric car, especially tourism car need frequent rev. stop, braking system must be stable and braking

7、 stability. keywords：tourism car, the electric car ,motor,reducer,differential mechanism,brake 目 錄摘 要iabstractii1 緒論11.1 電動(dòng)汽車的概念11.2 電動(dòng)車輛的優(yōu)點(diǎn)11.3 電動(dòng)汽車的發(fā)展21.4 電動(dòng)汽車發(fā)展所面臨的問(wèn)題31.5 電動(dòng)車輛的主要組成部分42 電動(dòng)機(jī)的選擇43 主減速器的設(shè)計(jì)63.1 總傳動(dòng)方案的確定63.2 主減速器傳動(dòng)方案的確定73.3 減速器主要參數(shù)的確定83.3.1 減速方案83.3.2 確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩93.3.3 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇1

8、03.3.4 “格里森”制主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算133.4 主減速器錐齒輪材料的選擇154 差速器的設(shè)計(jì)154.1 差速器齒輪主要參數(shù)的選擇164.1.1 差速器傳遞形式確定164.1.2 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇164.1.3 錐齒輪大端端面模數(shù)m為164.1.4 壓力角174.1.5 行星齒輪軸直徑d及支撐長(zhǎng)度l174.1.6 差速器齒輪材料選取175 半軸的設(shè)計(jì)195.1 半軸主要的載荷工況:195.2 半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩及桿部直徑195.3 強(qiáng)度校核206 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)206.1 概述206.2 盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)226.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算226.3.1 制動(dòng)力的計(jì)算226.3.2

9、 制動(dòng)力分配系數(shù)246.3.3 同步附著系數(shù)256.3.4 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率266.3.5 最大制動(dòng)力矩276.4 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)286.4.1 制動(dòng)盤286.4.2 制動(dòng)鉗286.4.3 制動(dòng)塊286.5 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算296.5.1 制動(dòng)輪缸的設(shè)計(jì)296.5.2 制動(dòng)論缸直徑和工作容積的計(jì)算296.5.3 制動(dòng)主缸設(shè)計(jì)30總 結(jié)31致 謝32參考文獻(xiàn)331 緒論1.1 電動(dòng)汽車的概念電動(dòng)車輛是指用電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為牽引或行駛的車輛1。由圖1-1可知觀光電動(dòng)車是電動(dòng)車輛中特定車的一種。特定車是指在特指的有限活動(dòng)空間或有某種專用用途的一種小型電動(dòng)車輛，性能參數(shù)不高但

10、非常適用于某種場(chǎng)合，如高爾夫球場(chǎng)用的高爾夫球場(chǎng)車。1998年美國(guó)在舉辦亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)時(shí)在高爾夫球場(chǎng)投放了250輛專用電動(dòng)車成為該屆奧運(yùn)會(huì)的一大亮點(diǎn)。我國(guó)近幾年在汕頭、武漢、北京、上海、天津等地的公園游覽區(qū)、觀光區(qū)投放的步行街觀光車、公園休閑車等示范車在示范區(qū)受到游客的關(guān)注。再如我國(guó)近幾年發(fā)展的電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)三輪車深受不求遠(yuǎn)行但求靈活方便的人的歡迎也可作為身體行動(dòng)不便的弱勢(shì)群體的行動(dòng)輔助工具。 電動(dòng)車輛類型軌道電車無(wú)軌電車特定車電動(dòng)汽車電動(dòng)火車輕軌電力客車有饋線無(wú)軌電車有饋線快速充電客車高爾夫球場(chǎng)車觀光游覽車助動(dòng)車搬運(yùn)車純電動(dòng)汽車混合電動(dòng)汽車燃料電池電動(dòng)汽車 圖1-1電動(dòng)車輛分類圖

11、1.2 電動(dòng)車輛的優(yōu)點(diǎn)1）可以實(shí)現(xiàn)零排放，對(duì)環(huán)境友好 以電力作為主要?jiǎng)恿?，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)零排放2。表1-1 nox排放量比較燃料的種類汽油柴油電力甲醇?xì)鋘ox排放量（g/mj）0.1130.0560.0470.0190.0220.0220.0422）噪音低 與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，震源明顯減少而且沒(méi)有燃燒過(guò)程，也沒(méi)有配氣機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和活塞連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，只有與其相當(dāng)?shù)目諌簷C(jī)，散熱風(fēng)扇，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)噪聲，噪聲級(jí)明顯低于內(nèi)燃機(jī)汽車。經(jīng)試驗(yàn)表明4.5mw,11mw磷酸燃料電池噪聲水平不高于55db，僅是內(nèi)燃機(jī)汽車的百分之四十。3）效率高 表3是豐田汽車公司試驗(yàn)時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車的綜合效率均比汽油發(fā)動(dòng)

12、機(jī)高。表1-2 各類汽車綜合效率比較類型汽油電力混合動(dòng)力（汽油機(jī)）燃料電池（壓縮比）燃料生產(chǎn)率（%）88268858汽車運(yùn)用效率（%）16803050綜合效率（%）14.0820.826.4294)可以實(shí)現(xiàn)能量回收 根據(jù)電動(dòng)汽車的能源組合機(jī)制，很容易利用電動(dòng)機(jī)可逆發(fā)電的功能回收制動(dòng)能或下坡時(shí)勢(shì)能轉(zhuǎn)化的電能，使汽車的續(xù)駛里程增加，穩(wěn)定性提高。近幾年開發(fā)的新型電動(dòng)汽車都具有能量回收系統(tǒng)，可使汽車?yán)m(xù)駛里程增加10%15%。5)可以有效解決汽車面臨的能源可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題 電動(dòng)車輛所用的蓄電池所蓄的的電能，可以由公用電網(wǎng)中得到，故所有獲取電能的方法都可以用做電動(dòng)汽車的能源獲取途徑，如水力發(fā)電核電熱電風(fēng)電

13、地?zé)犭姾吞?yáng)能等均可。6)與燃油汽車相比，電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是靈活的，這種靈活性源于電動(dòng)汽車具有以下幾個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：首先，電動(dòng)汽車的能量主要通過(guò)柔性的而不是通過(guò)剛性聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸傳遞的，因此電動(dòng)汽車各部分的布置有很大的靈活性。其次，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同會(huì)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大，采用不同類型的電動(dòng)機(jī)會(huì)影響到電動(dòng)汽車的質(zhì)量，尺寸形狀，不同類型的儲(chǔ)能裝置也會(huì)影響電動(dòng)汽車的質(zhì)量形狀尺寸。另外，不同的補(bǔ)充能源裝置具有不同的硬件結(jié)構(gòu)，例如蓄電池可通過(guò)感應(yīng)式和接觸式的充電機(jī)組成。1.3 電動(dòng)汽車的發(fā)展電動(dòng)汽車的歷史比內(nèi)燃機(jī)汽車還早、電動(dòng)汽車也曾在19世紀(jì)末20世紀(jì)初在美國(guó)有個(gè)黃金時(shí)代。1912年美國(guó)電動(dòng)車保有量

14、曾達(dá)到384輛，所占份額超過(guò)內(nèi)燃機(jī)。其保有量占總數(shù)的38%，僅次于蒸汽機(jī)汽車（40%）。只是后來(lái)由于內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)發(fā)展，特別是啟動(dòng)機(jī)成功應(yīng)用到汽車上后，電動(dòng)車才被人忽略，投入不足，技術(shù)發(fā)展緩慢。20世紀(jì)60年代后，人們?yōu)榄h(huán)境問(wèn)題，能源問(wèn)題而重新對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行認(rèn)識(shí)。1976年日本成立了電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)，重新研發(fā)電動(dòng)汽車。1990年美國(guó)三家汽車公司聯(lián)合成立先進(jìn)電池聯(lián)合體。隨后美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)了2.26億美元撥款資助此項(xiàng)研究。1990年美國(guó)通用汽車公司推出“impact”牌電動(dòng)轎車。我國(guó)科技部“十五”國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車為重大專項(xiàng)計(jì)劃，組織企業(yè)、高等院校和科研單位，以官，產(chǎn)，學(xué)，研四位一體的方式，聯(lián)

15、合攻關(guān)，投入8.8億元人民幣，實(shí)施電動(dòng)汽車專項(xiàng)總體目標(biāo)5。由于國(guó)家重視和重點(diǎn)院校，大型企業(yè)的骨干示范作用，帶動(dòng)了全國(guó)范圍內(nèi)的研發(fā)熱潮，如我國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)自行車，三輪車，觀光車等小功率車輛，2005年全國(guó)產(chǎn)量為900萬(wàn)輛，其中三分之一出口，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值200億元，2006年全國(guó)年產(chǎn)值達(dá)1600萬(wàn)輛，產(chǎn)值達(dá)320億元，出口比例比2005年有所提高。車型由雙輪發(fā)展到三輪四輪。動(dòng)力電池也不再是單一的鉛酸電池，而發(fā)展到堿性電池，燃料電池。在研發(fā)電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)方面，我國(guó)也取得了階段性的成果，尤其是燃料電池方面。比如北京金能公司董事長(zhǎng)鄭重德是世界著名的全氟質(zhì)子交換膜和燃料電池專家其在“863”計(jì)劃中領(lǐng)銜研制的

16、geec全氟質(zhì)子交換膜，有效面積有10.20,50，和100平方米多種，研制的alm雙網(wǎng)絡(luò)膜電極是世界率先研制成功的。1.4 電動(dòng)汽車發(fā)展所面臨的問(wèn)題電動(dòng)汽車擁有和發(fā)動(dòng)機(jī)汽車相反的性能，即電動(dòng)汽車在環(huán)境性、效率等方面略勝一籌，但是在舒適性、輸出功率大小和價(jià)格方面略遜一點(diǎn)。目前，燃油汽車的缺點(diǎn)中主要的是環(huán)境問(wèn)題，而電動(dòng)汽車則略勝一籌。但是由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題，電動(dòng)汽車的產(chǎn)量并不會(huì)增多太多。其問(wèn)題主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：1）目前，電動(dòng)汽車仍然是“能量不充?！钡能囕v，如何能夠更好的利用車載能量是設(shè)計(jì)中的核心問(wèn)題。首先要考慮汽車的主要用途及形式。市區(qū)用小客車及輕型載貨汽車以市區(qū)行駛循環(huán)方式為主，相對(duì)

17、在公路上行駛的的汽車而言，啟動(dòng)較頻繁，能量利用率較低，有可能較好的利用制動(dòng)回收能量。而主要行駛在公路上的電動(dòng)汽車，特別是在高速公路上行駛時(shí)，則對(duì)汽車速度及續(xù)駛里程要求較高。2）電動(dòng)汽車的價(jià)格比傳統(tǒng)汽車的價(jià)格高。為了降低成本，應(yīng)選用現(xiàn)有的技術(shù)成熟部件，在綜合分析比較的同時(shí)，確定電動(dòng)汽車的性能參數(shù)及規(guī)格。3）力求減少汽車質(zhì)量、如何利用減速制動(dòng)回收能量則是電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)中另一核心問(wèn)題。1.5 電動(dòng)車輛的主要組成部分電動(dòng)汽車主要包括電源供給系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)。電源供給系統(tǒng)主要由儲(chǔ)能裝置主要是蓄電池、能源變換裝置和電源饋電線組成；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電子控制器、功率裝換器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝

18、置和驅(qū)動(dòng)車輪組成控制系統(tǒng)主要包括車輪制動(dòng)器和一些液壓輔助裝置組成；2 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的重要組成部分，他主要是在駕駛員的控制下高效地將動(dòng)力電池的能量轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)車輛或者將車輪上的動(dòng)能反饋到動(dòng)力電池中以實(shí)現(xiàn)車輛的能量回收制動(dòng)。電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)性能要求如下：1) 過(guò)載能力強(qiáng)，為保證車輛動(dòng)力性能好，電動(dòng)機(jī)具有較好的轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。峰值轉(zhuǎn)矩一般為額定轉(zhuǎn)矩的2倍以上；峰值功率為額定功率的1.5倍以上且峰值轉(zhuǎn)矩和峰值功率的工作時(shí)間一般要求5min以上。2) 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，電動(dòng)機(jī)一般采用低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率控制形式，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。3) 調(diào)速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速是基速

19、的2倍以上。4) 高效工作區(qū)寬，系統(tǒng)效率大于80%的轉(zhuǎn)速區(qū)大于75%。5) 功率密度高，便于電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)在車輛上布置安裝。6) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護(hù)。根據(jù)整車的初步布局方案可知以下參數(shù)表2-1整車布局方案總長(zhǎng)=4600mm軸距=2500mm前懸=1100mm后懸=1000mm額定載人數(shù)量（含駕駛員）13重量1370kg/人=910kg車身自重800kg滿載總重171kg輪胎半徑300mm車外形尺寸460017002000假設(shè)車最大爬坡度為10%，分析車受力總驅(qū)動(dòng)力 滾動(dòng)阻力-在硬路面上行駛，由于橡膠輪胎的彈性遲滯形成的能量損失，相當(dāng)于汽車輪在前進(jìn)方向上遇到的一個(gè)

20、阻力消耗了汽車的能量。g-汽車總重量（n）（800+910）9.8=16758n；-坡度角；f-滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.013；空氣阻力-根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，汽車在行駛過(guò)程中，由于空氣動(dòng)力作用，在汽車行駛方向作用在汽車上的分力稱為空氣阻力。-空氣阻力系數(shù)，取0.4；-平均車速（km/h）；a-迎風(fēng)面積；坡道阻力-上坡時(shí)車重力沿坡道方向的分力加速阻力 -質(zhì)量增加系數(shù)，取1.2總驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩 驅(qū)動(dòng)功率p 輸入功率（電動(dòng)機(jī)輸出功率） -機(jī)械傳動(dòng)系總效率 ；-離合器效率，取0.99；-齒輪傳動(dòng)效率，取0.96-軸承效率，取0.99；根據(jù)最高車速v=50km/h,驅(qū)動(dòng)輪的最高轉(zhuǎn)速根據(jù)和選擇電動(dòng)機(jī)：可選

21、用襄樊特種電機(jī)有限公司生產(chǎn)的yts系列的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，低速時(shí)（f50hz時(shí)能輸出恒功率特性，能與spwm變頻調(diào)速器相配套，構(gòu)成交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。yts系列電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速功率等級(jí)與安裝尺寸，機(jī)座中心高符合國(guó)際iso標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)應(yīng)數(shù)值與y系列（ip44）三相異步電動(dòng)機(jī)相一致，互換通用性強(qiáng)。故選用型號(hào)為y280s-2的電動(dòng)機(jī)，其額定功率為p=90kw,轉(zhuǎn)速n=2970r/min3 主減速器的設(shè)計(jì)3.1 總傳動(dòng)方案的確定驅(qū)動(dòng)形式42。本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的方案，將電動(dòng)機(jī)縱置。采用前置前驅(qū)的特點(diǎn)：1) 前輪驅(qū)動(dòng)越過(guò)障礙的能力高；2) 因?yàn)闆](méi)有傳動(dòng)軸，車內(nèi)地板凸包高度可以降低，有利于與提高乘坐舒適性

22、；3) 主減速器和差速器裝在一個(gè)殼體內(nèi)，機(jī)構(gòu)緊湊，減小總體尺寸；4) 電動(dòng)機(jī)、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；5) 前輪驅(qū)動(dòng)相對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)其前橋軸荷大，有明顯的轉(zhuǎn)向不足；6) 前輪驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)向要采用等速萬(wàn)向節(jié)，其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜；7) 前橋負(fù)荷較后軸重，并且前輪又是轉(zhuǎn)向輪，故前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短，但是旅游觀光電動(dòng)車車身較長(zhǎng)，滿載時(shí)重心偏后，采用前置前驅(qū)更好地使整車受力均衡；3.2 主減速器傳動(dòng)方案的確定主減速器是傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)

23、力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如萬(wàn)向節(jié)等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中采用螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根

24、切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車上獲得廣泛應(yīng)用。此外，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定性。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，且

25、齒面間壓力很大，齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將時(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命，提高了成本，并且觀光電動(dòng)車載重小，綜合考慮采用螺旋錐齒輪較經(jīng)濟(jì)。螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支撐方案，從動(dòng)錐齒輪采用跨置式支撐方案。圖2-1主動(dòng)錐齒輪

26、采用懸臂式支撐方案3.3 減速器主要參數(shù)的確定3.3.1 減速方案為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。所以本設(shè)計(jì)采用單級(jí)減速器。傳動(dòng)比 3.3.2 確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩“格里森”制錐齒輪提供了三種計(jì)算載荷的方法：按發(fā)

27、動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的。此方法僅限于汽車載荷的計(jì)算對(duì)電動(dòng)汽車不適用，所以不用此方法計(jì)算。按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，；為汽車最大加速度時(shí)后軸負(fù)載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取1.3；為輪胎與路面間的附著系數(shù)，取0.85；為傳動(dòng)比；為主傳動(dòng)效率，取0.97；按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為滿載時(shí)總重量；為道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.13；平均爬坡能力系數(shù)，取0.08；為汽車性能系數(shù)，取0；n為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，n=1；當(dāng)計(jì)算錐齒輪的最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩當(dāng)計(jì)算錐齒輪的疲勞壽命時(shí)，主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩3.3.3 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和主、從動(dòng)齒

28、輪齒數(shù)的選取要遵循以下原則：1) 為了磨合均勻，、之間避免有公約數(shù)；2) 為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于40；3) 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的輪齒彎曲強(qiáng)度，對(duì)于轎車，一般不少于9；對(duì)于貨車一般不是少于6；4) 當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。當(dāng)時(shí)，可取最小值并等于5，但為了嚙合平穩(wěn)并提高疲勞強(qiáng)度常大于5；當(dāng)較小時(shí)，為3.55，可取712.5) 對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆?。結(jié)合汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書教材中表6-4、6-5初步選取為10，+=10+67=7740，合理(一) 確定齒端模數(shù)和從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑對(duì)于

29、單級(jí)減速器，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響，大將影響橋殼離地間隙，小則影響跨置式主動(dòng)齒輪前段支撐座的安裝空間和差速器的安裝?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選為從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，mm;為直徑系數(shù)，取15；為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；同時(shí)還應(yīng)該滿足主動(dòng)錐齒輪大端模數(shù)為了嚙合平穩(wěn)和滿足強(qiáng)度要求可將模數(shù)值取得稍大些，則，(二) 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣不但減小齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了道具使用壽命。此外，在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪

30、齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低4。一般地，從動(dòng)錐齒輪齒面寬推薦,但同時(shí)也滿足，綜合考慮取；一般比大10%，即，圓整為38mm.(三) 中點(diǎn)螺旋角螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副中點(diǎn)螺旋角是相等的。選擇時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。越大、也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。初步選定為35(四) 螺旋方向從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)時(shí)主動(dòng)齒

31、輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，否則會(huì)導(dǎo)致齒輪卡死而損壞。當(dāng)電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)主動(dòng)錐齒輪為左旋，從動(dòng)錐齒輪為右旋。(五) 法向壓力角法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但相對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對(duì)于輕負(fù)荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對(duì)于弧齒錐齒輪輕型車輛選用1430或16，初步選用16。表3-1“格里森”制螺旋錐齒輪的幾何尺寸項(xiàng)目計(jì)算公式結(jié)果主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)10從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)67傳動(dòng)比6.7端面模數(shù)m3.5齒面寬38mm34mm工作齒高5.6mm全齒高6

32、.309mm中點(diǎn)螺旋角35法向壓力角16軸交角90節(jié)圓直徑35mm235mm節(jié)錐角8.581.5節(jié)錐距118.4mm周節(jié)11mm齒頂高4.3mm1.3mm齒根高1.958mm4.958mm3.3.4 “格里森”制主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過(guò)載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損5等。1） 單位齒長(zhǎng)圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算:p為輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力；f為作用在輪齒上的圓周力；n式中：為平均分度圓直徑；為從動(dòng)齒輪齒面寬；,合理。按驅(qū)動(dòng)打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) ，合理。2） 輪齒彎曲強(qiáng)度按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩校核主動(dòng)齒輪齒根彎曲應(yīng)力 為過(guò)載系數(shù)，

33、取1；為尺寸系數(shù)，；為齒輪彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取0.255；，合理。從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力，合理。按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩校核主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力，合理。從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力,合理。3）齒輪接觸強(qiáng)度為尺寸系數(shù)，取1；為齒面品質(zhì)系數(shù)，取232.6；，合理。3.4 主減速器錐齒輪材料的選擇驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件非常惡劣，與傳動(dòng)系其他齒輪相比較，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)6。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕、擦傷和磨損等。是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。所以錐齒輪的材料必須滿足以下要求;1) 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。2) 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g

34、性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。3) 鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。4) 選擇合金材料時(shí)，盡量少用含ni、gr元素的材料，而選用含mn、fn、ti、mo、si等元素的合金鋼。主減速器錐齒輪可選用滲碳合金鋼，20grmnti.此外，為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合、或咬死，錐齒輪在熱處理經(jīng)加工后，作厚度為0.0050.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。4 差速器的設(shè)計(jì)差速器7是驅(qū)動(dòng)橋上的主要原件。由于車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧，如果車輛向左轉(zhuǎn)彎，圓弧中心點(diǎn)在左側(cè)，

35、在相同的時(shí)間里，右側(cè)車輪走的弧線要比左側(cè)車輪長(zhǎng)，為了平衡這個(gè)差異，就要左邊的輪子慢一點(diǎn)，右側(cè)的輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速?gòu)浹a(bǔ)距離的差異，所以必須使用差速器。它的作用是就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面間的摩擦。差速器由行星齒輪，行星架（差速器殼），半軸齒輪等零件組成。經(jīng)減速器傳遞的動(dòng)力經(jīng)半軸傳到差速器，直接驅(qū)動(dòng)行星架，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。4.1 差速器齒輪主要參數(shù)的選擇4.1.1 差速器傳遞形式確定差速器齒輪及半軸齒輪均采用直齒錐齒輪7。行星齒輪數(shù)n,n=2行星齒輪球面半徑式中：

36、為行星齒輪球面半徑系數(shù)，取；初步確定節(jié)錐距4.1.2 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇如果取較大的模數(shù)輪齒具有較高的強(qiáng)度但是會(huì)加大尺寸，所以要求行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)取的少一些，但一般不少于10；半軸齒輪齒數(shù)在1425之間選取8。此外半軸齒輪與行星齒輪齒數(shù)比在1.52的范圍內(nèi)。為了使2個(gè)行星齒輪同時(shí)與2個(gè)半軸齒輪嚙合，2半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除，否則差速器不能裝配。初步選定。行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角及模數(shù)m=26.6=63.44.1.3 錐齒輪大端端面模數(shù)m為4.1.4 壓力角選取壓力角取2230，齒高系數(shù)為0.8的齒形4.1.5 行星齒輪軸直徑d及支撐長(zhǎng)度l行星齒輪軸直徑與行星齒輪安裝孔

37、直徑相同，行星齒輪在軸上的支撐長(zhǎng)度也就是行星齒輪安裝孔的深度9。行星齒輪軸直徑d為，圓整為10mm;行星齒輪在軸上的支撐長(zhǎng)度l為mm。4.1.6 差速器齒輪材料選取差速器齒輪與主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，可用于制造差速器齒輪的材料為20grmnti、20crmnmo、22grmnmo和20grmo10。表4-1差速器齒輪幾何尺寸計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算公式結(jié)果行星齒輪齒數(shù)15半軸齒輪齒數(shù)30端面模數(shù)m2齒面寬3.2mm工作齒高5.6mm全齒高4.1mm法向壓力角2230軸交角90節(jié)圓直徑30mm60mm節(jié)錐角22.663.4節(jié)錐距33.4mm周節(jié)6.2832mm齒頂高2.15mm1.0

38、5mm齒根高1.426mm2.526mm徑向間隙0.9齒根角面錐角根錐角齒側(cè)間隙0.055 半軸的設(shè)計(jì)半軸根據(jù)其車輪端的支撐方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式11。因?yàn)榘敫∈胶?/4浮式的半軸都要承受車輪反力所引起的力和力矩。12座觀光電動(dòng)車采用全浮式半軸，可減少半軸所承受的力和力矩。5.1 半軸主要的載荷工況:1) 縱向力(驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力)最大時(shí)，最大值為()，側(cè)向力2) 側(cè)向力最大時(shí)，其最大值為(車輛在側(cè)滑)，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向力系數(shù)，沒(méi)有縱向力作用3) 車輛通過(guò)不平整路面時(shí)，垂向力最大，縱向力和側(cè)向力都為0.由于車輪受縱向力和側(cè)向力的大小受車輪與地面最大附著力限制，所以兩個(gè)方

39、向力的最大值不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)12。5.2 半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩及桿部直徑半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩桿部直徑d 半軸的干部直徑應(yīng)小于或等于半軸的花鍵底徑，以便使半軸各部分達(dá)到基本等強(qiáng)度。半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過(guò)度部分的圓角半徑，尤其是凸緣與桿部，花鍵與桿部的過(guò)度部分以減少應(yīng)力集中。此外半軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳力零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起一個(gè)“熔絲”的作用。5.3 強(qiáng)度校核半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力半軸的扭轉(zhuǎn)角度g為材料的剪切彈性模量，合金鋼g=79.38gpa;將d調(diào)整為26mm，此時(shí)=5.6，合理。6 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1 概述制動(dòng)系統(tǒng)的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛至停車，

40、在下坡行駛時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠的停在原地坡道上。制動(dòng)系包括行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置13。設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足以下要求：1) 足夠的制動(dòng)能力，用一定的制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定。我國(guó)一般要求制動(dòng)減速度j不小于0.6g()。一般在水平干燥的瀝青、混凝土路面上以初速度30km/h制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離應(yīng)保證對(duì)輕型貨車和轎車不大于7m，中型貨車不大于8m，重型貨車不大于12m。2) 工作可靠，行車制動(dòng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。其中一套管路失效時(shí)，另一套完整的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒(méi)有失效時(shí)規(guī)定值的30%。3) 用任何速度制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操作性和方向穩(wěn)定性

41、。4) 防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。5) 要求制動(dòng)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定好。6) 操作輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。7) 制動(dòng)時(shí)制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。8) 作用滯后性應(yīng)盡可能短。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。對(duì)于反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的氣制動(dòng)車輛，要求不得高于0.6s。9) 摩擦襯片應(yīng)有較高的壽命。10) 摩擦副磨損后，應(yīng)有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)。11) 汽車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有報(bào)警裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)故障。制動(dòng)裝置包括制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。行車制動(dòng)

42、是用腳踩下制動(dòng)踏板時(shí)操縱車輪制動(dòng)器，且具有專門的中央制動(dòng)器或利用車輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)14。制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種，本設(shè)計(jì)采用液力式鉗盤式制動(dòng)器。鉗盤式制動(dòng)器的摩擦力產(chǎn)生于同車輪固定部位相連的部件與一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)盤兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動(dòng)盤工作表面的一小部分。鉗盤式制動(dòng)器的固定元件是兩塊帶有摩擦襯片的制動(dòng)塊，制動(dòng)塊裝在制動(dòng)鉗體內(nèi)，制動(dòng)鉗通過(guò)螺栓固定在轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上。兩制動(dòng)塊之間裝有作為旋轉(zhuǎn)元件的制動(dòng)盤。制動(dòng)盤以螺栓固定在輪轂上。制動(dòng)塊的摩擦襯片與制動(dòng)盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅為3050，稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、散熱性好且借助于制動(dòng)盤的離心力作

43、用易將泥水、污物等甩掉，維修也方便，但因摩擦襯塊的面積較小，制動(dòng)時(shí)其單位壓力很高，摩擦面的溫度較高，對(duì)摩擦材料要求較高。盤式制動(dòng)器又分為固定鉗盤式和浮動(dòng)鉗盤式。固定鉗盤式為制動(dòng)鉗固定在制動(dòng)盤兩側(cè)，且在兩側(cè)均有加壓機(jī)構(gòu)。固定鉗盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊以外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般的制動(dòng)輪缸相差不多；容易實(shí)現(xiàn)從鼓式到盤式的改型；能適應(yīng)不同回路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。但也有缺點(diǎn)：至少有兩個(gè)液壓缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管來(lái)連通。這樣一方面使制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸加大，增加了在汽車上的布置難度；另一方面增加了受熱機(jī)會(huì)，使制動(dòng)液溫度過(guò)高而汽化

44、。固定鉗盤式制動(dòng)器兼作駐車制動(dòng)器，必須在主制動(dòng)鉗上另外附裝一套供駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗。由于這些確定，固定鉗盤式制動(dòng)器很難適應(yīng)現(xiàn)代車輛的要求，所以我們采用浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器15。浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器僅在制動(dòng)盤一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)的制動(dòng)鉗，借助本身的浮動(dòng)，而在制動(dòng)盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)如下，僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能更進(jìn)一步靠近輪轂；沒(méi)有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，并且液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性小、成本低、浮動(dòng)鉗的制動(dòng)塊可兼作駐車制動(dòng)。6.2 盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（1）制動(dòng)盤直徑d制動(dòng)盤直徑d應(yīng)盡可能取大些，可使制動(dòng)盤有效半徑增加，降低制動(dòng)鉗的夾緊力，減

45、少襯塊的單位壓力和工作溫度16。但由于受輪輞的限制，制動(dòng)盤的直徑通常取輪輞直徑的70%79%。這里取d=120mm.(2)制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤厚度h對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有很大的影響。為了減少質(zhì)量，制動(dòng)盤厚度不宜取得太大；為了降低溫度，制動(dòng)盤厚度有不宜取得過(guò)小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，為了更好的散熱通風(fēng)可以再制動(dòng)盤上鑄出通風(fēng)孔道。綜上所訴，制動(dòng)盤厚度取h=20mm。(3)摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑的比值不大于1.5.若比值偏大，摩擦襯片工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少17。導(dǎo)致制動(dòng)力矩變大。這里=143mm，=200mm。（4）摩擦襯塊面積a對(duì)于摩

46、擦襯塊面積a的計(jì)算，根據(jù)制動(dòng)塊單位面積占有的汽車質(zhì)量設(shè)單位面積占有汽車質(zhì)量為，設(shè)襯塊在制動(dòng)盤上所占的中心角為40由推出=143mm，=200mm6.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算6.3.1 制動(dòng)力的計(jì)算制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)確定：軸距l(xiāng)=2500mm;車輪滾動(dòng)半徑空載時(shí)車總重滿載時(shí)車總質(zhì)量空載時(shí)軸荷分配：前軸負(fù)荷 后軸負(fù)荷空載時(shí)質(zhì)心位置距前軸1000mm;滿載時(shí)質(zhì)心位置距前軸1300mm;地面制動(dòng)力，即地面作用于車輪上的力制動(dòng)器制動(dòng)力，即在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力。的大小取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪的有效半徑等因素，并與制動(dòng)踏板的力成正比?？傊苿?dòng)器制動(dòng)力與前后軸車輪制動(dòng)器制動(dòng)力

47、和的關(guān)系制動(dòng)器制動(dòng)力地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度時(shí)，大小亦相等。制動(dòng)器制動(dòng)力地面制動(dòng)力達(dá)到車輪與地面間的附著力時(shí)18，由于受著附著條件的限制在達(dá)到值后就不再增大，此時(shí)前后車輪均被抱死（車輪角速度）并在地面上滑移。而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（見下圖）。圖6-1地面制動(dòng)力與制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系車輪與路面間總的附著力等于前后軸車輪附著力、之和式中：q為制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力，在前后車輪均被抱死時(shí)，。這時(shí)前后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力、即是理想最大的制動(dòng)力，此時(shí)6.3.2 制動(dòng)力分配系數(shù)當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制

48、動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有如下三種19：1) 前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；2) 后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；3) 前、后車輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是前、后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最好。當(dāng)前后車輪同時(shí)抱死時(shí)，此時(shí)的前后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力和是理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力，并且是輪胎與地面間附著系數(shù)的函數(shù)。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力能按曲線（如下圖）的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前后車輪制動(dòng)時(shí)前后車輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用、制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性較為有利。大多數(shù)車輛的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前

49、制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來(lái)表示分配比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)206.3.3 同步附著系數(shù)圖中線與曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)，它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)決定，對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同值的路面制動(dòng)時(shí)有以下情況：當(dāng),線位于曲線上方，制動(dòng)時(shí)后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)=,制動(dòng)時(shí)前、后車輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。圖6-2制動(dòng)力載荷分配系數(shù)本設(shè)計(jì)屬于第二種工況。6.3.4 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率（1）制動(dòng)強(qiáng)度q汽

50、車制動(dòng)時(shí)汽車總的地面制動(dòng)應(yīng)該等于汽車總質(zhì)量和制動(dòng)減速度的乘積，即式中：為制動(dòng)減速度；m為汽車質(zhì)量；g為重力加速度；g為汽車質(zhì)量；q為制動(dòng)強(qiáng)度。（2）附著系數(shù)利用率附著系數(shù)利用率表示附著條件的利用情況，他的定義為（3）汽車在不同值的路面制動(dòng)的制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率汽車在不同值的路面制動(dòng)時(shí)可能有三種情況，其最大的制動(dòng)力不同，所以在這三種情況下制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率也不同。當(dāng)時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)，則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別為當(dāng)時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)，則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別為本設(shè)計(jì)屬于此

51、種工況則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率當(dāng)時(shí)，前后車輪均被抱死，此時(shí),則總制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度q和附著系數(shù)利用率分別q=，=1此時(shí)附著利用率最高。為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車的制動(dòng)速度在0.15q0.8,其他汽車的制動(dòng)強(qiáng)度在0.15q0.3時(shí),前輪均應(yīng)首先抱死；在車輪均為首先抱死的情況下，0.20.8時(shí)，必須滿足q。6.3.5 最大制動(dòng)力矩為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性，應(yīng)合理的確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。對(duì)于選取較大值的汽車，這類車輛經(jīng)常行駛在良好道路上，車速較高，后

52、輪制動(dòng)抱死失去穩(wěn)定而出現(xiàn)甩尾的危險(xiǎn)性較前一類汽車大得多。因此應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q,故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為式中：為該車的所能遇到的最大附著系數(shù)。6.4 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)6.4.1 制動(dòng)盤制動(dòng)盤一般由摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制成，為了保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不低于ht250。用于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻條件，制動(dòng)盤上可以鑄出圓孔可大大改善散熱條件，增加散熱面積，但是會(huì)加大制動(dòng)盤整體厚度，本設(shè)計(jì)制動(dòng)盤厚度為20mm。制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到以下要求

53、：平面度允差為0.012mm，表面粗糙度為，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于0.05mm，制動(dòng)盤端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于0.03mm。6.4.2 制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗可由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵制造，也可用輕合金制造，可做成整體的也可做成兩半由螺栓連接。本設(shè)計(jì)采用后一種方式制造。其外緣留有缺口，以便不用拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在前提中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸嵌入鉗體中。本設(shè)計(jì)采用后一種方式。活塞由鑄造合金或鋼制造。為了提高耐磨性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。此外，制動(dòng)鉗體的安裝位置可以在車軸之后或之前。制動(dòng)鉗位于車軸之后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷小；制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向前內(nèi)甩濺泥污。本設(shè)計(jì)采用安裝位置為軸前。6.4.3 制動(dòng)塊制動(dòng)塊又背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌或鉚接在一起。襯塊多為扇形面，也有矩形或正方形或長(zhǎng)圓形的?；钊麘?yīng)盡可能多的