鼓式制動(dòng)器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、參考文獻(xiàn)及有關(guān)資料1 孫恒等.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，20062 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，20063 王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20044 陳家瑞.汽車構(gòu)造.上下冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20095 李俊玲，羅永革.Automotive Engineering English.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20056 劉惟信. 汽車車橋設(shè)計(jì)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2004 : 472517劉惟信. 圓錐齒輪與雙曲面齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)M . 北京: 人民交通出版社, 1980 : 2172224 8汽車工程手冊(cè)編輯委員會(huì). 汽車工程手冊(cè): 設(shè)計(jì)篇M . 北京:

2、人民交通出版社, 2001 : 44224509 盧曦, 鄭松林, 寇宏濱, 等. 圓柱齒輪低載強(qiáng)化試驗(yàn)研究J .中國(guó)機(jī)械工程, 2005 , 16 (23) : 21092211110寇宏濱, 鄭松林, 盧曦. 工藝強(qiáng)化后傳動(dòng)系齒輪疲勞壽命增長(zhǎng)潛力的研究J . 機(jī)械強(qiáng)度, 2005 , 27 (2) : 232223511邵晨, 艾維全, 盧曦. 轎車變速箱齒輪磨合次數(shù)對(duì)疲勞壽命影響的試驗(yàn)研究J . 機(jī)械強(qiáng)度, 2005 ,27(4) : 54154312 張洪欣.汽車設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，1999：11813613 劉惟信.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社，1989：405214 吳志敏等

3、.農(nóng)用動(dòng)力車動(dòng)力的優(yōu)選方.農(nóng)業(yè)下程學(xué)報(bào).1996, 12( 3) ：101- 10515 戴冠軍.城市載貨汽車和公共汽車運(yùn)行工況模式的探討.西安公路學(xué)院學(xué)報(bào).1985,(1)：162018 Kumar A, Gupta V P. innovative planning and monitoring improves production form an india offshore fieldJ. spe 80488, 2003.19 Yancy Y . contractors upgrading USA fleet to optimize servicing deeper,more comp

4、lex wellsJ.ameroil gas reporter, 2002, V45 (13)e 127-128, 130-131.20 Morgan D, yuan M.multtlateral technique increases production in a mature offshore china fieldJ. offshore int, 2002, V 62 (11): 44-45, 89.21 Ellts H A, lejeune G V. method of drive pipe replaceme nts on offshore platformsJ. Patent U

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6、言1 本課題的目的和意義近年來(lái)，國(guó)內(nèi)、外對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的研究與改進(jìn)的大部分工作集中在通過(guò)對(duì)汽車制動(dòng)過(guò)程的有效控制來(lái)提高車輛的制動(dòng)性能及其穩(wěn)定性，如ABS 技術(shù)等，而對(duì)制動(dòng)器本身的研究改進(jìn)較少。然而，對(duì)汽車制動(dòng)過(guò)程的控制效果最終都須通過(guò)制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代汽車普遍采用的摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的因素，因此改進(jìn)制動(dòng)器機(jī)構(gòu)、解決制約其性能的突出問(wèn)題具有非常重要的意義。對(duì)于蹄鼓式制動(dòng)器，其突出優(yōu)點(diǎn)是可利用制動(dòng)蹄的增勢(shì)效應(yīng)而達(dá)到很高的制動(dòng)效能因數(shù)，并具有多種不同性能的可選結(jié)構(gòu)型式，以及其制動(dòng)性能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、制動(dòng)效能因數(shù)的選擇范圍很寬、對(duì)各種汽車的制動(dòng)性能要求的適應(yīng)面廣，至

7、今仍然在除部分轎車以外的各種車輛的制動(dòng)器中占主導(dǎo)地位。但是，傳統(tǒng)的蹄鼓式制動(dòng)器存在本身無(wú)法克服的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)于：其制動(dòng)效能的穩(wěn)定性較差，其摩擦副的壓力分布均勻性也較差，襯片磨損不均勻；另外，在摩擦副局部接觸的情況下容易使制動(dòng)器制動(dòng)力矩發(fā)生較大的變化，因此容易使左右車輪的制動(dòng)力產(chǎn)生較大差值，從而導(dǎo)致汽車制動(dòng)跑偏。對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，其優(yōu)點(diǎn)在于：制動(dòng)效能穩(wěn)定性和散熱性好，對(duì)摩擦材料的熱衰退較不敏感，摩擦副的壓力分布較均勻，而且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、維修較簡(jiǎn)便。但是，鉗盤式制動(dòng)器的缺點(diǎn)在于：其制動(dòng)效能因數(shù)很低（只有0.7 左右），因此要求很大的促動(dòng)力，導(dǎo)致制動(dòng)管路內(nèi)液體壓力高，而且其摩擦副的工作壓強(qiáng)和溫度高；

8、制動(dòng)盤易被污染和銹蝕；當(dāng)用作后輪制動(dòng)器時(shí)不易加裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 因此，現(xiàn)代車輛上迫切需要一種可克服已有技術(shù)不足之處的先進(jìn)制動(dòng)器，它可充分發(fā)揮蹄鼓式制動(dòng)器制動(dòng)效能因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有摩擦副壓力分布均勻、制動(dòng)效能穩(wěn)定以及制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)較理想等優(yōu)點(diǎn)。2 商用車制動(dòng)系概述 汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地(包括在斜坡上)駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車，才能充分

9、發(fā)揮其動(dòng)力性能。汽車制動(dòng)系統(tǒng)種類很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車輛制動(dòng)減速，或直至停車的目的。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置；重型汽車或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置，牽引汽車應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝置等。 作為制動(dòng)系的主要組成部分，在車輛上常用的傳統(tǒng)蹄鼓式制動(dòng)器包括領(lǐng)從蹄型、雙領(lǐng)蹄型、雙從蹄型、雙向自增力型等不同的結(jié)構(gòu)型式。3 鼓式制動(dòng)器技術(shù)研究進(jìn)展和現(xiàn)狀長(zhǎng)期以來(lái)，為了充分發(fā)揮蹄鼓式制動(dòng)器的重要優(yōu)勢(shì)

10、，旨在克服其主要缺點(diǎn)的研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直在進(jìn)行中，尤其是對(duì)蹄鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究受到高度重視。這些研究工作的重點(diǎn)在于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的效能及其穩(wěn)定性等的影響，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，制動(dòng)器的性能也有了一定程度的提高。1978 年，Brian Ingram 等提出一種蹄平動(dòng)的鼓式制動(dòng)器形式；這種制動(dòng)器的制動(dòng)蹄因?yàn)槭艿交鄣南拗?，只能平?dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因此沒(méi)有增勢(shì)效應(yīng)，也沒(méi)有減勢(shì)效應(yīng)，與盤式制動(dòng)器類似，理論上制動(dòng)效能和摩擦系數(shù)的關(guān)系是線性的，制動(dòng)穩(wěn)定性較好，同時(shí)，可以有效地防止傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器普遍的摩擦片偏磨現(xiàn)象，但制動(dòng)效

11、能因數(shù)較低。1997年，提出了一種“電控自增力鼓式制動(dòng)器”設(shè)計(jì)方案，該制動(dòng)器是通過(guò)機(jī)械的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器的自增力，制動(dòng)效能因數(shù)的變化范圍為26。應(yīng)用一套電控機(jī)械裝置調(diào)整領(lǐng)蹄的支承點(diǎn)來(lái)提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能數(shù)，以補(bǔ)償由于摩擦材料的熱衰退而引起的摩擦系數(shù)降低。該制動(dòng)器達(dá)到相同的制動(dòng)力矩所要求的輸入力是盤式制動(dòng)器1/7。該系統(tǒng)的控制裝置允許每個(gè)制動(dòng)器單獨(dú)工作，從而提高了行車的安全性，另外對(duì)駕駛和操縱舒適性也有所提高，但仍然存在一些問(wèn)題，諸如系統(tǒng)復(fù)雜、高能耗、高成本、維護(hù)困難等。1999年提出一種四蹄八片（塊）式制動(dòng)器，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)合理匹配設(shè)計(jì)，制動(dòng)效能因數(shù)有一定地提高，同時(shí)制動(dòng)效能_因數(shù)對(duì)摩擦系

12、數(shù)的敏感性也可以有適當(dāng)?shù)馗纳?，這就在一定程度上改善了制動(dòng)效能的穩(wěn)定性。2000 年，提出一種具有多自由度聯(lián)動(dòng)蹄的新型蹄鼓式制動(dòng)器，該型式的制動(dòng)器使得制動(dòng)效能因數(shù)及其穩(wěn)定性得到顯著提高；摩擦副間壓力分布趨于均勻，可保證摩擦副間接觸狀態(tài)的穩(wěn)定，并延長(zhǎng)摩擦片使用壽命；性能參數(shù)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可根據(jù)對(duì)制動(dòng)效能的需要，較靈活地進(jìn)行制動(dòng)器設(shè)計(jì)。另外，近年來(lái)則出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動(dòng)器、濕式多盤制動(dòng)器、電力液壓制動(dòng)臂型盤式制動(dòng)器、濕式盤式彈簧制動(dòng)器等。對(duì)于關(guān)鍵磁性介質(zhì)磁粉，選用了抗氧化性強(qiáng)、耐磨、耐高溫、流動(dòng)性好的軍工磁粉；磁轂組件選用了超級(jí)電工純鐵DT4，保證了空轉(zhuǎn)力矩小、重復(fù)控制精度高的性

13、能要求；在熱容量和散熱等方面，采用了雙側(cè)帶散熱風(fēng)扇，設(shè)計(jì)了散熱風(fēng)道等，使得該技術(shù)有著極好的應(yīng)用前景3。 盡管對(duì)蹄鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究取得了一定的成績(jī)，但是對(duì)傳統(tǒng)蹄鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)仍然有著不可替代的基礎(chǔ)性和研發(fā)性作用，也可為后續(xù)設(shè)計(jì)提供理論參考。4 研究重點(diǎn)以及目的研究重點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)車型的特點(diǎn)，合理計(jì)算該車型制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力及制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇、鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的計(jì)算與確定、摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算、制動(dòng)器熱容量和溫升的核算、制動(dòng)力矩的計(jì)算與校核、在二維或三維設(shè)計(jì)平臺(tái)AUTO CAD中完成鼓式制動(dòng)器零件圖以及裝配圖的繪制、設(shè)計(jì)合理性的分析和評(píng)價(jià)等。本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)合

14、理整和已有的設(shè)計(jì)，閱讀大量文獻(xiàn)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則；掌握鼓式制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，以進(jìn)一步扎實(shí)汽車設(shè)計(jì)基本知識(shí)；學(xué)會(huì)用AUTO CAD,UG等三維軟件進(jìn)行基本的二維或三維建模和制圖，同時(shí)提高分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。提出將各種設(shè)計(jì)方法互相結(jié)合,針對(duì)不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容分別應(yīng)用不同的方法,以促進(jìn)其設(shè)計(jì)過(guò)程方法優(yōu)化、設(shè)計(jì)結(jié)果精益求精。目 錄中文摘要I英文摘要II第1章 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及選擇11.1鼓式制動(dòng)器的形式結(jié)構(gòu)11.2 鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性分類21.2.1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器21.2.2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器61.2.3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器71.2.4 單向

15、増力式制動(dòng)器91.2.5 雙向増力式制動(dòng)器9第2章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇132.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)132.2 同步附著系數(shù)182.3制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩202.4 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)212.4.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D222.4.2 摩擦襯片寬度b和包角222.4.3 摩擦襯片起始角242.4.4 制動(dòng)器中心到張開(kāi)力P作用線的距離a242.4.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)k和c242.4.6 襯片摩擦系數(shù)f24第3章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算253.1浮式領(lǐng)從蹄制動(dòng)器(平行支座面) 制動(dòng)器因素計(jì)算253.2制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算273.2.1所需制動(dòng)力計(jì)算273.2.2制動(dòng)踏板力驗(yàn)算283.

16、2.3 確定制動(dòng)輪缸直徑293.2.4輪缸的工作容積293.2.5 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力計(jì)算303.3制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩313.4制動(dòng)蹄上的壓力分布規(guī)律353.5 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算373.6 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算403.7行車制動(dòng)效能計(jì)算413.8 駐車制動(dòng)的計(jì)算42第4章 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)454.1制動(dòng)鼓454.2 制動(dòng)蹄464.3 制動(dòng)底板464.4 制動(dòng)蹄的支承474.5 制動(dòng)輪缸474.6 摩擦材料474.7 制動(dòng)器間隙48結(jié) 論50致 謝51參考文獻(xiàn)52附 錄 153附 錄 254二O一O屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要鼓式制動(dòng)也叫塊式制動(dòng)，現(xiàn)在鼓式制動(dòng)器的主流是內(nèi)張

17、式，它的制動(dòng)蹄位于制動(dòng)輪內(nèi)側(cè)，剎車時(shí)制動(dòng)塊向外張開(kāi)，摩擦制動(dòng)輪的內(nèi)側(cè)，達(dá)到剎車的目的。制動(dòng)系統(tǒng)在汽車中有著極為重要的作用，如果失效將會(huì)造成災(zāi)嚴(yán)重的后果。制動(dòng)系統(tǒng)的主要部件就是制動(dòng)器，在現(xiàn)代汽車上仍然廣泛使用的是具有較高制動(dòng)效能的蹄鼓式制動(dòng)器。本設(shè)計(jì)就摩擦式鼓式制動(dòng)器進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，以實(shí)際產(chǎn)品為基礎(chǔ)，根據(jù)我國(guó)工廠目前進(jìn)行制動(dòng)器新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般程序，并結(jié)合理論設(shè)計(jì)的要求，首先根據(jù)給定車型的整車參數(shù)和技術(shù)要求，確定制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及、制動(dòng)器主要參數(shù)，然后計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩、制動(dòng)蹄上的壓力分布、蹄片變形規(guī)律、制動(dòng)效能因數(shù)、制動(dòng)減速度、耐磨損特性、制動(dòng)溫升等，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行制動(dòng)

18、器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后，完成裝配圖和零件圖的繪制。關(guān)鍵詞：鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)力矩，制動(dòng)效能因數(shù)，制動(dòng)減速度，制動(dòng)溫升ABSTRACTDrum brake, also known as block-type brake, drum brakes, now within the mainstream style sheets, and its brake shoes located inside the brake wheel, brake brake blocks out when open, the inside wheel friction brake, to achieve the p

19、urpose of the brakes.In the vehicle braking system has a very important role, failure will result in disaster if serious consequences. The main parts of the braking system is the brake, in the modern car is still widely used in high performance brake shoe - brake drum. The design of the friction dru

20、m brakes were related to the design and calculation. In the design process, based on the actual product, according to our current brake factory general new product development process, and theoretical design requirements, the first model of the vehicle according to the given parameter and the techni

21、cal requirements, determine the brake structure and, brake main parameters, and then calculate the braking torque brake, brake shoes on the pressure distribution, deformation shoe, brake effectiveness factor, braking deceleration, wear characteristics, brake temperature, etc., and in this brake on t

22、he basis of the structural design of major components. Finally, assembly drawings and parts to complete mapping.KEY WORDS：drum brake, braking torque, brake efficiency factor, braking deceleration, brake temperature risingI第1章 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及選擇除了輔助制動(dòng)裝置是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或其他緩速措施對(duì)下長(zhǎng)坡的汽車進(jìn)行減緩或穩(wěn)定車速外，汽車制動(dòng)器幾乎都是機(jī)械摩擦式的，既是利用固

23、定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩使汽車減速或停車的。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又緊固于前梁或后橋殼的突緣上（對(duì)車輪制動(dòng)器）或變速器殼或與其相固定的支架上（對(duì)中央制動(dòng)器）；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的圓柱表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一

24、對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作某些汽車的中央制動(dòng)器，現(xiàn)代汽車已經(jīng)很少使用，所以內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，而通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器即是指這種內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器。1.1鼓式制動(dòng)器的形式結(jié)構(gòu)鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類（見(jiàn)圖1.1），它們的制動(dòng)效能，制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及對(duì)車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。 圖 1.1 鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖(a)領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開(kāi)）；（b）領(lǐng)從蹄式（用制動(dòng)輪缸張開(kāi)）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）； （d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向増力式制動(dòng)蹄按其張開(kāi)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和制動(dòng)鼓

25、的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分。制動(dòng)蹄張開(kāi)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。1.2 鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性分類1.2.1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 如圖1.1（a），（b）所示，若圖上的旋轉(zhuǎn)箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)的制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向改變，變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正，反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器，稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖1.1（a），（b）可見(jiàn)，領(lǐng)蹄所受的摩擦力矩使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開(kāi)制

26、動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱為減勢(shì)蹄?！霸鰟?shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。圖 1.2 PERROT公司的S凸輪制動(dòng)器圖 1.3 俄KamA3汽車的S凸輪式車輪制動(dòng)器1 制動(dòng)蹄；2凸輪；3制動(dòng)底板；4調(diào)整臂；5凸輪支座及制動(dòng)氣室；6滾輪對(duì)于兩蹄的張開(kāi)力的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖1.1（b）所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向反力應(yīng)相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減少。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值要由

27、車輪輪轂承受。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器稱為非平衡式制動(dòng)器。液壓或鍥塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫簡(jiǎn)單非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器對(duì)輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴(yán)重。為使襯片壽命均勻?？蓪奶愕哪Σ烈r片包角適當(dāng)?shù)販p小。對(duì)于如圖1.1（a）所示具有定心凸輪張開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄制動(dòng)器，在制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，因此作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩應(yīng)分別相等，而作用于兩蹄的張開(kāi)力，則不等，并且必然有0的車輪，其力矩平衡方程為-=0 式（2.1）式中： 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與

28、車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N； 車輪有效半徑，m。令 式（2.2）并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，尺寸，摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 =Z 式（2.3） 或 = Z 式（2.4） 式中 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z 地面

29、對(duì)車輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而=/即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（見(jiàn)圖2.1）圖 2.1 制動(dòng)器制動(dòng)力，地面制動(dòng)力與踏板力的關(guān)系根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力,為：= = 式（2.5） 式中：G 汽車所受重力，N； L 汽車軸距，mm； 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； 汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； 汽車質(zhì)心高度，mm； 附著系數(shù)

30、。取一定值附著系數(shù)=0.8；所以在空，滿載時(shí)由式（2.5）可得前后制動(dòng)反力Z為以下數(shù)值故 滿載時(shí)：=11424.43N =4255.57N 空載時(shí)：=9268.32N =1908.46N由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力即為車輛工況前軸法向反力，N后軸法向反力,N汽車空載9268.321908.46汽車滿載11424.434255.57表2.1圖 2.2 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖汽車總的地面制動(dòng)力為 =+=Gq 式（2.6）式中q（q=） 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力； ， 前后軸車輪的地面制動(dòng)力。由以上兩式可求得前，后車輪附著力為= = 式（2.7）由已知條件及式（2.7）可得得前、后軸車輪附

31、著力即地面最大制動(dòng)力為故 滿載時(shí)：=9139.54N =3404.45N 空載時(shí)：=7413.60N =1526.77N故滿載時(shí)前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為：車輛工況前軸車輪附著力，N后軸車輪附著力,N汽車空載7413.601526.77汽車滿載9139.543404.45表 2.2上式表明：汽車附著系數(shù)為任意確定的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常熟，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總之動(dòng)力的函數(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，后的周和分配，前，后車輪制動(dòng)器制動(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)的情況有三種，即 （1）前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；

32、（2）后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； （3）前，后輪同時(shí)抱死拖滑。 由以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。 由式（2.6），（2.7）不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前，后車輪同時(shí)抱死即前，后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是+=+=G = 式（2.8）式中 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，=； 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，=； 前軸車輪的地面制動(dòng)力； 后軸車輪的地面制動(dòng)力； ， 地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力； G 汽車重力； ， 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； 汽車質(zhì)心高度。 由式（2.8）可知，前，后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。 由式（2.8）中消去，得 式（2

33、.9）式中 L 汽車的軸距。 將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前，后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線，如圖2.3所示。如果汽車前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(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)，能使前后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車由其是貨車的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)與總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) = 式（2.10）聯(lián)立式（2.8）和式（2.10）可得 = 帶入數(shù)據(jù)得 滿載時(shí)： =0.73 空載時(shí)： =0.82 由于在附著條件限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。又由于滿載和空

34、載時(shí)的理想分配曲線非常接近，故應(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的非感載式比例閥，同時(shí)整個(gè)制動(dòng)系應(yīng)加裝ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。圖 2.3 某載貨汽車的I曲線與線2.2 同步附著系數(shù) 由式（2.10）可得表達(dá)式 = 式（2.11） 上式在圖2.3中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)斜率為的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)的汽車的實(shí)際前，后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱線。圖中線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)=，則稱線與I線交線處的附著系數(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)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是： 式（2.12）由已知條件以及式（2.12）可得滿載時(shí)：=0.78空載時(shí)：=0.67根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

35、，空滿載的同步附著系數(shù)和應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車：0.650.80；輕型客車、輕型貨車：0.550.70；大型客車及中重型貨車：0.450.65。故所得同步附著系數(shù)滿足要求。故所得同步附著系數(shù)滿足要求。制動(dòng)力分配的合理性通常用利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線來(lái)評(píng)定。利用附著系數(shù)就是在某一制動(dòng)強(qiáng)度q下，不發(fā)生任何車輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù)。前軸車輪的利用附著系數(shù)可如下求得： 設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪剛要同時(shí)抱死時(shí)產(chǎn)生的減速度為，則 式(2.13)而由式 可得前軸車輪的利用附著系數(shù)為 式(2.14)同樣可求出后軸車輪的利用附著系數(shù)為： 式(2.15)由此得出利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線為

36、：圖2.4 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線空載圖2.5 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線滿載 根據(jù)GB 126761999附錄A，未裝制動(dòng)防抱死裝置的M1類車輛應(yīng)符合下列要求：(1) 值在0.20.8之間時(shí)，則必須滿足q0.1+0.85(-0.2) (2) q值在0.150.8之間，車輛處于各種載荷狀態(tài)時(shí)，1線，即前軸利用附著系數(shù)應(yīng)在2線，即后軸利用附著系數(shù)線之上；但 q值在0.30.45時(shí)，若2不超過(guò)=q線以上0.05，則允許2線，即后軸利用附著系數(shù)線位于1線，即前軸利用附著系數(shù)線之上。由以上兩圖所示，設(shè)計(jì)的制動(dòng)器制動(dòng)力分配符合要求。2.3制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩應(yīng)合理的確定前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，

37、以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。最大制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力,成正比。由式（2.8）可知，雙軸汽車前，后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前，后同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為= 式（2.16） 式中 , 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度。通常，上式的比值：轎車約為1.31.6；貨車約為0.50.7.制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即 = 式（2.17） = 式（2.18） 式中： 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 車輪有效半徑

38、。 根據(jù)市場(chǎng)上的大多數(shù)微型貨車輪胎規(guī)格及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9744-2007；選取的輪胎型145/80R12。由GB2978可得有效半徑=270mm對(duì)于常遇到的道路條件較差，車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)值的汽車，為保證在的良好路面上（例如=0.8）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移，前，后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為= 式（2.19）= 式（2.20） 由式（2.19），式（2.20）可得=2451.94 = =538.23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)的情況有三種，即(1)前輪

39、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、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。2.4 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)2.4.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D輸入力P一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。但增大D(圖 2.6 )受輪輞內(nèi)徑限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的壁厚，用來(lái)保證有較大的剛度和熱容量，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。由選取的輪胎型號(hào)145/80R12，得Dr=1225.4=304.8mm 故 D=0.75304.8=228mm由QC/T3091999制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列的規(guī)定，從表2.3輪輞直徑/in121314151620，22.5制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑/mm轎車180200240260貨車220240260300320420表2.3取得制動(dòng)鼓內(nèi)徑=220mm輪輞直徑Dr=304.8mm,制動(dòng)鼓的直徑D與輪輞直徑之比的范圍：D/Dr=0.700.83；經(jīng)過(guò)計(jì)算，初選數(shù)值約為0.75，屬于0.700.83范圍內(nèi)。因此符合設(shè)計(jì)要求。圖2.6鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)2.4.2 摩擦襯片寬度b和