2T載貨汽車(chē)前橋設(shè)計(jì)

1、南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)一、前橋（從動(dòng)橋）設(shè)計(jì) 從動(dòng)橋是用傳遞路面作用于作業(yè)機(jī)械的垂直力、縱向力和橫向力的機(jī)構(gòu)。裝在從動(dòng)橋上的從動(dòng)輪，除支承部分車(chē)重外，還起導(dǎo)向作用。 從動(dòng)橋的一般受力情況，以垂直方向和水平方向的負(fù)荷最大。當(dāng)作業(yè)機(jī)械靜止時(shí)，從動(dòng)橋象一簡(jiǎn)支梁，兩端支點(diǎn)在輪胎接地中心的正上方，作業(yè)機(jī)械的重量作用在梁與車(chē)架的連接處。此時(shí)，從動(dòng)橋主要承受彎曲力矩，用工字梁最為合理。但是對(duì)從動(dòng)橋裝有制動(dòng)器當(dāng)作業(yè)機(jī)械制動(dòng)時(shí)，則它還有承受扭矩的作用，這樣的話(huà)，宜采用圓形或長(zhǎng)方形斷面梁較合理。綜合考慮以上因素，可根據(jù)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度需要采用變斷面梁。（一）、從動(dòng)橋載荷的確定作業(yè)機(jī)械在水平路面直線(xiàn)行駛或制動(dòng)時(shí)，從

2、動(dòng)橋的受力情況是隨作業(yè)機(jī)械重量、路面況、行駛速度、作業(yè)情況等因素的改變而改變的。如作業(yè)機(jī)械在崎嶇不平的不平路上上行駛，要比在平坦路面直線(xiàn)等速行駛時(shí)的載荷大得多，并且多為沖擊載荷。目前對(duì)于從動(dòng)橋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，常通過(guò)以下三種嚴(yán)重工況求得其計(jì)算載荷：1、 作業(yè)機(jī)械緊急制動(dòng)時(shí)，即產(chǎn)生最大制動(dòng)力，而側(cè)向力y數(shù)值很小，可忽略不計(jì)：由附著條件決定的車(chē)輪最大切向力（縱向力）為 x=z （1-1）式中 車(chē)輪和路面的附著系數(shù)，一般取=0.7； z一個(gè)從動(dòng)車(chē)輪所承受的垂直反作用力，其值按制動(dòng)工況的橋荷再分配進(jìn)行計(jì)算。 一般z=38%*g=38%×（20+18.8）=14.7（kn） 所以 x= 14.7&#

3、215;0.7=10.3（kn）2、 發(fā)生橫向滑移時(shí)，即側(cè)向力y達(dá)到最大值，而縱向力x可忽略不計(jì)時(shí)：由附著條件決定的最大側(cè)向力為 y= z （1-2）式中 側(cè)向附著系數(shù)，一般取=1 z一個(gè)從動(dòng)車(chē)輪所承受的垂直反作用力，與上面相同。 所以 y=14.7×1=14.7（kn）3、 越過(guò)不平路面時(shí)，由動(dòng)載荷引起的垂直反作用力z達(dá)最大值并假設(shè)無(wú)縱向力和 向力作用。垂直反作用力的大小與道路不平度、輪胎彈性、行駛速度等有關(guān)，通常用動(dòng)載荷系數(shù)k來(lái)表示： z = k （1-3）式中 k動(dòng)載荷系數(shù)，對(duì)重型作業(yè)機(jī)械可取k=2.5； g滿(mǎn)載時(shí)作業(yè)機(jī)械前橋的靜負(fù)荷。g=25%×38.8=9.7（k

4、n）z=2.5×9.7×0.5=12.125（kn） 以上計(jì)算都是考慮從動(dòng)橋僅受一種載荷的情況，并認(rèn)為左右輪載荷情況相等。如果遇到兩種嚴(yán)重工況同時(shí)出現(xiàn)，則此時(shí)車(chē)橋的載荷應(yīng)該是兩部分載荷的合成。（二）、從動(dòng)橋梁的設(shè)計(jì) 圖為從動(dòng)橋簡(jiǎn)圖，在總體布置中，車(chē)輪距b、重心高度 h及車(chē)輪動(dòng)力半徑r等都已確定，而支點(diǎn)c至車(chē)輪輪胎接地點(diǎn)的水平距離n=b/2，初步確定主銷(xiāo)中心距b"后，主銷(xiāo)到輪胎接地點(diǎn)水平距離l= ，在參考同類(lèi)型車(chē)輛來(lái)確定車(chē)輪外傾角（此角很小作圖和計(jì)算時(shí)?？珊雎圆挥?jì)）和注銷(xiāo)內(nèi)傾角。由于支點(diǎn)與車(chē)架成一整體，故可把此處看為固定端。然后按上述三種嚴(yán)重工況的受力情況來(lái)進(jìn)行各零

5、部件的強(qiáng)度計(jì)算。1、 緊急制動(dòng)時(shí)，從動(dòng)橋梁的受力情況是左右車(chē)輪受垂直力和縱向力。制動(dòng)力為縱向力并達(dá)最大值。按公式（1-1），左右車(chē)輪的縱向力為： x=x=x= （1-4） 式中 制動(dòng)時(shí)前橋重量重新分配系數(shù)。 所以 x=x=x=（kn） 車(chē)輪上的垂直反力為： z= z= z= =7.4（kn） 可見(jiàn)，從動(dòng)橋梁受x 和z的雙向彎矩作用。有圖6.1可知交點(diǎn)c斷面所受彎矩最大，但因該處截面尺寸較大，故應(yīng)取較細(xì)的b-b斷面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。圖1.1 垂直面內(nèi)的彎矩為： m=zn= n =7.4×3= 22.2 水平面內(nèi)的彎矩為： m=xn= n = 10920 附著系數(shù)通常取0.7，故 m>

6、 m，因而采用工字梁較為合理。這種斷面具有較大的抗彎矩?cái)嗝嫦禂?shù)。因此，垂直面內(nèi)的彎曲應(yīng)力為：=24.7（牛頓/米） 式中 w抗彎斷面系數(shù)，按圖6.1其值為： w= （1-9） =0.00009 水平面內(nèi)的彎曲應(yīng)力為： = （1-10） =36.4（牛頓/米） w"= （1-11） =0.00003 合成彎曲應(yīng)力為： =+=24.7+36.4=61.1（牛頓/米） 制動(dòng)時(shí)，從動(dòng)橋梁還承受扭矩的作用，可取a-a為危險(xiǎn)斷面，該處承受的扭矩m為：m= xrd （1-13） =5200×0.42=2184 因此，a-a斷面的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： = （1-14） =21840.000006=

7、26（牛頓/米） 式中 w抗扭斷面系數(shù)，按圖6.2其值為：圖1.2 工字梁斷面形狀簡(jiǎn)圖w=2/9t（h+2b） =2/ =0.000006 由此可見(jiàn)，在工字梁斷面上產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力和最大彎曲扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，是分別作用在不同的斷面上的，因此這些最大應(yīng)力在某一斷面上相加。對(duì)b-b斷面，由于橋梁向下彎一距離a，因此使斷面的扭矩比a-a斷面的扭矩小，所以一般只根據(jù)最大彎曲應(yīng)力來(lái)驗(yàn)算b-b斷面。而a-a斷面正相反，扭矩大，彎曲應(yīng)力小，故以扭為主進(jìn)行驗(yàn)算。為了提高抗扭強(qiáng)度，a-a斷面以制成圓形或倒角方形較為合理。 計(jì)算后，根據(jù)所用材料的 和值來(lái)確定從動(dòng)橋梁各處的斷面尺寸。因?yàn)樗脧膭?dòng)橋梁的材料為45號(hào)鋼 可查

8、得： =（4580）×10牛頓/米 =30×10牛頓/米經(jīng)較核，對(duì)于b-b斷面： =61.1（牛頓/米） 對(duì)于a-a斷面： =26（牛頓/米） 因此，a-a斷面和b-b斷面的斷面尺寸都是合理的。2、 側(cè)滑時(shí)的受力情況：當(dāng)作業(yè)機(jī)械側(cè)滑時(shí)，橫向力y達(dá)最大值，設(shè)作業(yè)機(jī)械向左側(cè)滑時(shí)，如圖11-5，在垂直平面內(nèi)從動(dòng)橋支點(diǎn)處所受彎矩為：左：m= zn- yrd =3.3×3-14.7 = 右：m= zn+ yrd =3.3×3+14.7 = 而 z=+=（1+） = =3.3（n） z=-=（1-） = =-（n） 式中 為橫向滑移附著系數(shù)，一般取=1。 從動(dòng)橋兩端

9、的a-a、b-b斷面都要進(jìn)行驗(yàn)算： 則 =牛頓/米 所以a-a、b-b斷面的斷面尺寸是合理的。3、 越過(guò)不平路面時(shí)，作用在從動(dòng)橋梁b-b斷面上的彎矩為： m= kn = = 則 =牛頓/米一般從動(dòng)橋梁采用25、40、45號(hào)碳鋼制成， （4580）×10牛頓/米。而30×10牛頓/米。（三）、轉(zhuǎn)向節(jié)的計(jì)算 轉(zhuǎn)向節(jié)的受力情況也按上述三種嚴(yán)重工況進(jìn)行計(jì)算，圖11-7為轉(zhuǎn)向節(jié)的受力簡(jiǎn)圖。1、緊急制動(dòng)時(shí)作用在兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上的彎矩為： m=c= c由于車(chē)輪輪轂裝在軸承上，而制動(dòng)力矩只作用在制動(dòng)鼓上，故轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸不受扭作用。2、側(cè)滑時(shí)作用在左右車(chē)輪上的垂直反力z和側(cè)向力y是不相同的。因

10、此，在左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向軸頸上產(chǎn)生的力矩不但方向不同，大小也不一樣。當(dāng)作業(yè)機(jī)械向右側(cè)滑時(shí)，受力如圖6.3所示。圖1.3 轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸和節(jié)銷(xiāo)作用力簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸部的彎矩為：左：m= zc+ yrd右：m= zc- yrd式中 z=（1-） z=（1+） y=（1-） y=（1+） 當(dāng)=1時(shí)，則： m=（c+rd）（1-） m=（c-rd）（1+） 由圖11-7知c小于rd，因此當(dāng)作業(yè)機(jī)械向右側(cè)滑時(shí)，右側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸所承受的力矩m要比左側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸所承受的力矩m要小，當(dāng)作業(yè)機(jī)械向左側(cè)滑時(shí)，正好相反。3、越過(guò)不平路面時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)受力最嚴(yán)重為沖擊載荷，作用于轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的彎矩為： m= kc由于動(dòng)載荷系數(shù)k=2.5，

11、且轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸是在變載荷下工作，容易造成金屬疲勞破壞因此，設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)考慮避免應(yīng)力集中，如軸頸與轉(zhuǎn)向節(jié)過(guò)渡處之圓角取盡可能大。根據(jù)上述三種嚴(yán)重工況，分別進(jìn)行軸頸所受彎曲應(yīng)力的計(jì)算。以其中最大的m 作為確定軸頸直徑d的依據(jù)： 一般轉(zhuǎn)向節(jié)采用30cr、40cr鋼經(jīng)淬火和回火制成。在本設(shè)計(jì)中我們選擇了40cr鋼。許用彎曲應(yīng)力=60×10牛頓/米。（四）、主銷(xiāo)的計(jì)算為了計(jì)算方便起見(jiàn)，假設(shè)力的作用點(diǎn)在主銷(xiāo)套的中點(diǎn)。此外由于主銷(xiāo)內(nèi)傾角不大，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很小，因此可忽略不計(jì)。根據(jù)以上三種嚴(yán)重工況，進(jìn)行受力分析：緊急制動(dòng)時(shí)圖1.4由圖6.4可見(jiàn)，對(duì)車(chē)輪垂直反力z所形成的平衡力矩，在轉(zhuǎn)向節(jié)銷(xiāo)的支承上產(chǎn)生

12、反作用s，s，其值為：s= s= z在制動(dòng)力x的作用下，轉(zhuǎn)向節(jié)有繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向。但被轉(zhuǎn)向橫拉桿所制動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)橫拉桿以力u作用在轉(zhuǎn)向節(jié)臂上。則力矩xl和ul相平衡，力u可由下式求得：u= x 制動(dòng)力x在主銷(xiāo)兩個(gè)支承上產(chǎn)生反作用力s和s，這兩個(gè)力與s和s互相垂直（圖6.4）。 s= x s= x 力u在主銷(xiāo)支承上產(chǎn)生反作用力 s= u= x s= u= x 在轉(zhuǎn)向節(jié)上裝有制動(dòng)器底板，因而作用在底板上的制動(dòng)力矩xrd，在主銷(xiāo)兩個(gè)支承上產(chǎn)生反作用力s和s。 s= s= x 最后，由圖6.4中可見(jiàn)，主銷(xiāo)下襯套端受載荷比上襯套大，下襯套端作用力的合力為： s= 因此，為了使主銷(xiāo)上下端襯套作用力相等，可使

13、力臂a小于力臂b ，亦可使主銷(xiāo)下枕套承壓面積比上襯套大，即加長(zhǎng)或加大其直徑。1、 側(cè)滑時(shí)向右側(cè)滑時(shí)，主銷(xiāo)支承上的反作用力如圖11-7所示，左右主銷(xiāo)上下支承的反力如下：左主銷(xiāo) s= s= 右主銷(xiāo) s= s=2、 越過(guò)不平路面時(shí)動(dòng)載荷在主銷(xiāo)的兩個(gè)支承上產(chǎn)生反作用力s和s，可由主銷(xiāo)平衡條件來(lái)決定： s= s= k 根據(jù)以上受力情況，對(duì)主銷(xiāo)進(jìn)行彎曲和剪切應(yīng)力的計(jì)算，而對(duì)襯套則需進(jìn)行擠壓應(yīng)力的計(jì)算。圖1.5 主銷(xiāo)下端受力簡(jiǎn)圖 設(shè)主銷(xiāo)下襯套處受力為s（圖6.5），則主銷(xiāo)危險(xiǎn)斷面所受彎矩為： m= sh 式中 s作用在主銷(xiāo)下襯套上的合力； h主銷(xiāo)下襯套中點(diǎn)至拳形梁下端面距離。 彎曲應(yīng)力為： =我們?cè)O(shè)計(jì)采用的

14、是空心主銷(xiāo)，這樣是為了利于罐油，減少與轉(zhuǎn)向節(jié)的磨損?？蓱?yīng)用下面的公式求得： 空心主銷(xiāo)彎曲應(yīng)力為： = 式中 d實(shí)心或空心主銷(xiāo)外徑； d空心主銷(xiāo)內(nèi)徑。 剪切力力為：空心主銷(xiāo) 主銷(xiāo)下襯套的擠壓應(yīng)力為： 式中 h襯套高度。用上述計(jì)算方法求主銷(xiāo)直徑時(shí)，主銷(xiāo)的許用彎曲應(yīng)力=（56）×10牛頓/米。許用剪切應(yīng)力3×10牛頓/米。襯套許用擠壓應(yīng)力牛頓/米。主銷(xiāo)一般采用鉻鋼，或鉻錳鈦，鉻鎳等滲碳鋼制成。（五）、工藝要求 因?yàn)槠?chē)前梁承受了汽車(chē)總重量中很大一部分質(zhì)量，而且受力情況也很復(fù)雜，是前橋中一個(gè)很重要的零部件。而且針對(duì)目前生產(chǎn)前梁的主要方法，我們采用的加工工藝是鍛造的加工方法。 現(xiàn)在常

15、用的鍛造方法有自由鍛、模鍛和胎模鍛等。由于前梁的形狀比較復(fù)雜，而且它對(duì)機(jī)械性能和使用壽命的要求較高，因此我們對(duì)前梁采用了模鍛的方法。 模鍛是將加熱后的坯料放在鍛模模膛內(nèi)，在鍛壓力的作用下迫使坯料變形而獲得鍛件的一種加工方法，坯料變形時(shí)，金屬的流動(dòng)受到模膛的限制和引導(dǎo)，從而獲得與模膛形狀一致的鍛件。 對(duì)于模鍛零件，一般要符合下列幾個(gè)原則：1、鍛件應(yīng)具有合理的分模面，以滿(mǎn)足制模方便，金屬易于充滿(mǎn)模膛，鍛件便于出模及減少余塊要求。2、鍛件上與分模面垂直的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)斜度。3、在滿(mǎn)足使用要求的前提下，鍛件形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)化，尤其應(yīng)避免薄片、高肋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。3、 應(yīng)盡量避免窄溝、深槽和深孔、多

16、孔結(jié)構(gòu)，以便于模具制造和延長(zhǎng)模具壽命。我們所設(shè)計(jì)的前梁在鍛造過(guò)程中一定要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1、模鍛斜度為便于金屬充滿(mǎn)模膛及模膛中取出鍛件，鍛件上與分模面垂直的鍛件表面必須附加斜度，這個(gè)斜度稱(chēng)為模鍛斜度。鍛件外壁上的斜度稱(chēng)外模鍛斜度，內(nèi)壁上的斜度稱(chēng)為內(nèi)模鍛斜度。模鍛斜度的大小與模膛尺寸有關(guān)，模膛深度與相應(yīng)寬度的比值增大時(shí)，模鍛斜度應(yīng)取較大值。外斜度通常取5°或7°，特殊部位可取10°，內(nèi)斜度應(yīng)比相應(yīng)的外斜度大一級(jí)。此外，為簡(jiǎn)化模具加工，同一鍛件的內(nèi)、外模鍛斜度，一般取統(tǒng)一值。2、圓角半徑鍛件上所有面與面的相交處，都必須采取圓角過(guò)渡。鍛件內(nèi)圓角（在模膛內(nèi)是凸出部位的圓

17、角）的作用是減少鍛造時(shí)金屬流動(dòng)的摩擦阻力，避免鍛件被撕裂或纖維組織被拉斷，減少模具的磨損，提高使用壽命。鍛件外圓角（在模膛內(nèi)是凹入部分的圓角）的作用是是金屬易于充滿(mǎn)模膛，避免模具在熱處理或鍛造過(guò)程中因應(yīng)力集中而導(dǎo)致開(kāi)裂。最后，前梁還需要進(jìn)行熱處理。目的是為了調(diào)整硬度，便于切削加工；消除內(nèi)應(yīng)力，防止切削加工時(shí)變形；均勻組織，細(xì)化晶粒等。前梁的鍛件采用退火、正火處理。若正火后硬度仍高，可再加高溫回火處理，回火溫度約560660。二、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向系是用來(lái)操縱輪式車(chē)輛行駛方向的機(jī)構(gòu)，它根據(jù)行駛方向和作業(yè)的需要，應(yīng)能穩(wěn)定地保持車(chē)輛直線(xiàn)行駛，并能靈活的改變行駛方向。（一）、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)要求根據(jù)轉(zhuǎn)向系的

18、工作特點(diǎn)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須滿(mǎn)足下列基本要求：1、 車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，要有正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。即要求合理地設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，以保證車(chē)輛的兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪在轉(zhuǎn)向時(shí)沒(méi)有側(cè)滑，或有較小側(cè)滑。2、 可能增大內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪的最大偏轉(zhuǎn)角，以減少車(chē)輛的最小轉(zhuǎn)向半徑，以提高車(chē)輛的機(jī)動(dòng)性。3、 作可靠。轉(zhuǎn)向系對(duì)輪式車(chē)輛行駛安全性關(guān)系極大，因此其零件應(yīng)有足夠強(qiáng)度、剛度和壽命，一般通過(guò)合理地選擇材料和結(jié)構(gòu)來(lái)保證。4、 操縱輕便。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的操縱力應(yīng)盡可能小，以減少駕駛員的疲勞，更有利于安全作業(yè)。此外，在轉(zhuǎn)向盤(pán)上應(yīng)有路感；車(chē)輛轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)能自動(dòng)回正。5、 轉(zhuǎn)向靈敏。當(dāng)車(chē)輛朝一個(gè)方向極限轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)不能超過(guò)22.5圈。轉(zhuǎn)向盤(pán)

19、處于中間位置時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)的空程（間隙）不允許超過(guò)10°15°。6、 轉(zhuǎn)向系的調(diào)整應(yīng)盡量少而簡(jiǎn)便。（二）、轉(zhuǎn)向方式的選擇 輪式作業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)向方式可以分為偏轉(zhuǎn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向和鉸接轉(zhuǎn)向兩大類(lèi)。1、偏轉(zhuǎn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向（1）、偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向此種轉(zhuǎn)向方式是一種常見(jiàn)的轉(zhuǎn)向方式。采用這種方式轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向半徑大于后輪轉(zhuǎn)向半徑，行駛時(shí)駕駛員易于用前輪來(lái)估計(jì)避讓障礙物，有利于安全行駛，因此一般車(chē)輛都采用這種轉(zhuǎn)向方式。（2）、偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向?qū)τ谠谲?chē)輛前方裝置工作機(jī)構(gòu)的作業(yè)機(jī)械，若仍采用前輪轉(zhuǎn)向，則不僅轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角將受妨礙，而且轉(zhuǎn)向阻力矩亦會(huì)增加。 采用偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向方式，可以解決上述矛盾。但其缺點(diǎn)是后輪轉(zhuǎn)向半徑

20、大于前輪轉(zhuǎn)向半徑，當(dāng)前輪從障礙物內(nèi)側(cè)通過(guò)時(shí)，后輪就不一定能通過(guò)，這樣，駕駛員就不能按一般偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向方式來(lái)估計(jì)避讓障礙物和掌握行駛方向。（3）、偏轉(zhuǎn)前后輪轉(zhuǎn)向方式此種轉(zhuǎn)向方式也稱(chēng)為全輪轉(zhuǎn)向，一般采用前后輪偏轉(zhuǎn)角度相等的結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點(diǎn)是：轉(zhuǎn)向半徑小，機(jī)動(dòng)性好；前后輪的轉(zhuǎn)向半徑相同，易于避讓障礙物；轉(zhuǎn)向時(shí)前后輪軌跡相同，后輪行駛在被前輪壓實(shí)的車(chē)轍上，減少了后輪在松軟地面上的行駛阻力。它的缺點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)車(chē)輪又作為轉(zhuǎn)向車(chē)輪，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2、鉸接式轉(zhuǎn)向工程機(jī)械作業(yè)時(shí)，要求較大的牽引力，因此希望全輪驅(qū)動(dòng)以充分利用全部機(jī)械的附著重量。這樣，偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向在構(gòu)造上就要復(fù)雜得多。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，近年來(lái)又生產(chǎn)了一種

21、用鉸接車(chē)架相對(duì)偏轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)向的鉸接式車(chē)輛。它的特點(diǎn)是車(chē)輛的車(chē)架不是單一整體，而是用垂直銷(xiāo)把前后兩部分車(chē)架鉸接在一起組成，稱(chēng)為鉸接車(chē)架，并利用轉(zhuǎn)向器或液壓缸，使前后車(chē)架發(fā)生相對(duì)偏轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。為了區(qū)別偏轉(zhuǎn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向，將此種轉(zhuǎn)向方式稱(chēng)為鉸接轉(zhuǎn)向。 鉸接轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向半徑小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，因此作業(yè)效率高。據(jù)統(tǒng)計(jì)：鉸接式裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向半徑約為后輪轉(zhuǎn)向式裝載機(jī)轉(zhuǎn)向半徑的70%，作業(yè)效率可提高20%。其次是機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。但是它的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)向時(shí)穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)向后不能自動(dòng)回正，保持直線(xiàn)行駛的能力差。這些是機(jī)動(dòng)車(chē)輛不能允許的。 綜上所述，針對(duì)我們這個(gè)設(shè)計(jì)的輕型貨車(chē)的要求和安全性能，我們選擇的轉(zhuǎn)向方式為偏轉(zhuǎn)

22、前輪的轉(zhuǎn)向方式最為合理。下面我們從轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)方面來(lái)對(duì)偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向系進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。（三）、轉(zhuǎn)向動(dòng)力機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向臂、縱拉桿、縱拉桿臂及轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)組成。1、向臂 轉(zhuǎn)向臂大端制有錐形花鍵孔，與轉(zhuǎn)向臂軸連接，小端的錐形孔與縱拉桿球頭銷(xiāo)連接。2、拉桿 它是一根兩端擴(kuò)大的鋼管，兩端均裝有球頭銷(xiāo)。球頭銷(xiāo)兩側(cè)與球頭銷(xiāo)相匹配，并用彈簧保持銷(xiāo)與銷(xiāo)座的密合，轉(zhuǎn)動(dòng)螺塞可調(diào)整它們之間的密合程度，調(diào)整好后，用開(kāi)口銷(xiāo)將螺塞鎖緊。3、縱拉桿臂 一端制成錐形軸，用鍵和螺母固裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)的上部，另一端制有錐形孔，與縱拉桿頭銷(xiāo)連接。4、轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向梯形有整體式和斷開(kāi)式兩種。我們?cè)O(shè)計(jì)的貨車(chē)懸架結(jié)構(gòu)是非獨(dú)立式懸架，所

23、以采用了整體式梯形機(jī)構(gòu)。如下圖5.1：圖2.1使用整體式梯形機(jī)構(gòu)是為了保證汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)前輪轉(zhuǎn)向角大于外前輪轉(zhuǎn)向角，使兩前輪做純滾動(dòng)，以便順利轉(zhuǎn)向，減少輪胎磨損。 梯形機(jī)構(gòu)由前軸，轉(zhuǎn)向節(jié)臂和橫拉桿組成。由于橫拉桿的長(zhǎng)度小于前軸兩主銷(xiāo)孔中心線(xiàn)間的長(zhǎng)度，就構(gòu)成了一個(gè)梯形，只要這兩者之間保持一定的比例，就能保證在轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)前輪轉(zhuǎn)向角始終大于外前輪角。梯形的上、下兩底邊長(zhǎng)度之差稱(chēng)為前輪前束。在梯形機(jī)構(gòu)當(dāng)中，前軸由45號(hào)鋼制成；轉(zhuǎn)向節(jié)臂用鋼桿制成，一端制成錐形軸用鍵和螺母固裝在轉(zhuǎn)向節(jié)下部，另一端有錐孔，與橫拉桿球頭銷(xiāo)連接；橫拉桿用鋼管制成，兩端分別有左、右旋螺紋，旋裝在接頭內(nèi)，并用螺栓夾緊。松開(kāi)夾緊螺栓，

24、旋轉(zhuǎn)橫拉桿便可改變長(zhǎng)度調(diào)整前輪前束。（四）、轉(zhuǎn)向裝置的工作情況 當(dāng)向左轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向軸和蝸桿做反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與蝸桿相嚙合的滾輪（或扇齒）向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)向臂軸和轉(zhuǎn)向臂隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向臂下端向前推動(dòng)縱拉桿，經(jīng)縱拉桿臂推動(dòng)左轉(zhuǎn)向節(jié)繞轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，使左前輪向左偏移；與此同時(shí)，經(jīng)橫拉桿及右轉(zhuǎn)向節(jié)使右前輪也向左偏轉(zhuǎn)，汽車(chē)便向左轉(zhuǎn)彎行駛。當(dāng)向右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，上述各機(jī)件向相反方向運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)向右轉(zhuǎn)。三、制動(dòng)器的設(shè)計(jì)（一）、制動(dòng)器要求1、 足夠的制動(dòng)能力。行車(chē)制動(dòng)能力，用一定制動(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；駐坡能力是指汽車(chē)在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度。2、 工作可靠。行車(chē)制動(dòng)至少有兩套獨(dú)

25、立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。當(dāng)其中的一套管路失效時(shí)，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車(chē)制動(dòng)能力不低于沒(méi)有失效時(shí)規(guī)定值的30。行車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各自獨(dú)立。行車(chē)制動(dòng)裝置都用腳操縱，其他制動(dòng)裝置多為手操縱。3、 任何速度制動(dòng)，汽車(chē)都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性地評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。4、 防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。5、 要求制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。6、 操縱輕便，并具有良好地隨動(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(kāi)始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所需的時(shí)

26、間來(lái)評(píng)價(jià)。氣制動(dòng)車(chē)輛反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，要求不得超過(guò)0.6s，對(duì)于汽車(chē)列車(chē)不得超過(guò)0.8s。9、 摩擦襯片應(yīng)有足夠的使用壽命。10、 摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(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、當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時(shí)，汽車(chē)制動(dòng)系應(yīng)裝有音響或光信號(hào)等報(bào)警裝置。 防止制動(dòng)時(shí)車(chē)輪被抱死，有利于提高汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向能力，縮短制動(dòng)距離，所以近年來(lái)制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（abs）在汽車(chē)上得到很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，含有石棉的摩擦材料，因存在石棉有致癌公害問(wèn)題已被逐漸淘汰，取而代之的是各種無(wú)石棉型材料并相繼研制成功。（二）、 制

27、動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析 制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后小、易于連接且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高而只在一部分重型汽車(chē)上用來(lái)做車(chē)輪制動(dòng)器或減速器。液力式制動(dòng)器只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。 摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，分為鼓式、盤(pán)式和帶式三種。帶式只用作中央制動(dòng)器。 本設(shè)計(jì)采用鼓式制動(dòng)器中的領(lǐng)式式制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式、雙向增力式等幾種。 不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使

28、不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不同。 制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱(chēng)為制動(dòng)器效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱(chēng)為制動(dòng)器效能因數(shù)的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)器效能因數(shù)的定義為，在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑r上所得到的摩擦力（m/r）與輸入力f0之比，即 km/ f0r式中，k為制動(dòng)器效能因數(shù)；m為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。 制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性是指其效能因數(shù)k對(duì)摩擦因數(shù)f的敏感性（dk/d）。使用中隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)f的變化敏感性較低。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的每塊蹄片都有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的同一端。張開(kāi)

29、裝置有兩種形式，第一種用凸輪或楔塊式張開(kāi)裝置。其中，平衡凸塊式和楔塊式張開(kāi)裝置中的制動(dòng)楔塊是浮動(dòng)的，故能保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。非平衡式的制動(dòng)凸輪的中心是固定的，所以不能保證作用在兩蹄上的張力相等。第二種用兩個(gè)活塞直徑相等的輪缸（液壓驅(qū)動(dòng)），可保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車(chē)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作容易。但領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器也有兩蹄片上的單位壓力不等（在兩蹄上摩擦襯片面積相同的條件下），故兩蹄襯片磨損不均勻，壽命不同的缺點(diǎn)。此外，因只有一個(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)

30、動(dòng)回路作用下工作。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用，特別是轎車(chē)和輕型貨車(chē)、客車(chē)的后輪制動(dòng)器用得較多。 （三）、 制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1、 制動(dòng)鼓內(nèi)徑d 輸入力f0 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受輪輞內(nèi)徑限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠得間隙，通常要求改間隙不小于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(mén)嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠得壁厚，用來(lái)保證有較大得剛度和熱容量，以減少制動(dòng)時(shí)得溫升。制動(dòng)鼓得直徑小，剛度就大，并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。 制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比d/dr的范圍如下: 轎車(chē)：d/dr0.640.74 貨車(chē)：d/dr0.7

31、00.83制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)采用382mm。2、 擦襯片寬度b和包角ß摩擦襯片寬度尺寸b的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度塊，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。 摩擦片寬度b選用67mm 。 制動(dòng)鼓半徑r確定后，襯片的摩擦面積為aprßb。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積ap越大，制動(dòng)時(shí)所受單位的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好。 摩擦片半徑r選用340mm。 根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車(chē)輪鼓式制動(dòng)器的襯片面積隨汽車(chē)總質(zhì)量增大而增大，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表3.1， 表3.1 襯片摩擦面積汽車(chē)類(lèi)別汽車(chē)總質(zhì)量ma

32、/t單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積ap/cm2轎車(chē)0.91.51.52.5100200200300貨車(chē)及客車(chē)1.01.51.52.52.53.53.57.07.012.012.017.0120200150250(多為150200)25040030065055010006001500(多為6001200) 試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角ß90o100o時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。ß角減少雖然有利于散熱，但單位壓力過(guò)高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過(guò)分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減少單位壓力的作用不大，而且將使制動(dòng)不平順，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖。因此，包角一

33、般不宜大于120o。襯片寬度b較大可以減少磨損，但過(guò)大將不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。制動(dòng)襯片寬度尺寸洗了見(jiàn)zb t240089。3、 擦襯片起始角ß0一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令ß090oß/2。有時(shí)為了適應(yīng)單壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱(chēng)位置，以改善磨損均勻性和制動(dòng)效能。4、 動(dòng)器中心到張開(kāi)力f0作用線(xiàn)的距離e在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定e0.8r左右。5、 動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c應(yīng)在保證兩蹄支承端毛面不致互相干涉的條件下，使a盡可能大而c盡可能小。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可暫定a0

34、.8r左右。 三、 制 動(dòng) 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算1、 制動(dòng)力矩的計(jì)算沿摩擦襯片長(zhǎng)度方向壓力分布的不均勻程度，可以用不均勻程度表示=/ cos-cos(+)而 =180°-0 arctan(c/a) =180°- 96°42°- arctan（26/248） =36°所以 = 96°/ cos36°-cos(36°+ 96°) =1.13=arctan cos2- cos2(+) / 2-sin2(+)+sin2 =arctan( cos72°- cos264°) / (2

35、5;96°× 2 × 3.14/360°) - sin264°- sin72° =arctan(0.039 + 0.105)/(3.35 + 0.995 0.951) =2.4°摩擦系數(shù)f=0.3,作用半徑r1=155mm.m = f*f1*r1 = 0.3×(2×1000×9.8) ×0.155 = 88.2 (n/m) 2、 襯片磨損的特性的計(jì)算摩擦襯片（襯塊）的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤(pán)）的材質(zhì)及加工情況，以及襯片（襯塊）本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)

36、算磨損性能極為困難，但實(shí)驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。從能力的觀(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程既是將汽車(chē)的機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大緊制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車(chē)全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很段，實(shí)際上熱量還來(lái)不及逸散到大氣中，而被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片（襯塊）磨損將越嚴(yán)重。各種汽車(chē)的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積不同，因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量耗散率，即單位襯片（襯塊）摩擦面積的每單位時(shí)間耗散的能量。通常所用的計(jì)量單位為

37、w/mm的平方。比能耗散率有時(shí)也稱(chēng)為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱(chēng)能量負(fù)荷。 另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是每單位襯片（襯塊）摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力，稱(chēng)為比摩擦力f0。比摩擦力越大，則磨損將越嚴(yán)重。耽擱車(chē)論制動(dòng)器的比摩擦力為： f0 =m / (r*a) =88.2 / (0.155×0.025) = 22761 (n) m為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；r為制動(dòng)鼓半徑；a為單個(gè)制動(dòng)器的襯片（襯塊）的摩擦面積。3、應(yīng)急制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩1）應(yīng)急制動(dòng)應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，后輪一般都抱死滑移，鼓后橋制動(dòng)力為：fb2 = ( ma * g * l1 ) * / ( l + * hg ) 此時(shí)需要的后橋制動(dòng)力矩為： fb

38、2 *re = ( ma * g * l1 ) * * re / ( l + * hg ) ma * g為汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量與重力加速度的乘積；l為軸距；l1為汽車(chē)質(zhì)心到前軸的距離；hg為質(zhì)心高度；為附著系數(shù)，re為車(chē)輪有效半徑。 ma = 2噸 l1 = 1632mm l = 3000mm hg = 854mm = 0.7 re= 36mm代數(shù)據(jù)得力和力矩為：fb2 =（2000×9.8×1632×0.7）/（3+854×0.7） = 623（n）fb2 *re = 623×36=22428（n/m）2）駐車(chē)制動(dòng)極限上坡路傾斜角為：= arc

39、tan (l1 *)/( l - * hg) = arctan ( 1632 × 0.7 ) / ( 3000 0.7 × 854 ) = 25.5°極限下坡路傾斜角為：= arctan (l1 *)/( l + * hg) = arctan ( 1632 × 0.7 ) / ( 3000 + 0.7 × 854 ) = 17.6°（四）、 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1、 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將來(lái)字駕駛員或其它力源的力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類(lèi)

40、。簡(jiǎn)單制動(dòng)單靠駕駛員施加的踏板或手柄作為制動(dòng)力源，故亦稱(chēng)為人力制動(dòng)。其中，又分為機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式完全靠桿系傳力，由于其機(jī)械效率低，傳動(dòng)比小，潤(rùn)滑點(diǎn)多，切難以保證前、后軸制動(dòng)力的正確比例和左、右輪制動(dòng)力的均衡，所以在汽車(chē)的行車(chē)制動(dòng)裝置中以被淘汰。但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作可靠（故障少），還廣泛的應(yīng)用于中，小汽車(chē)的駐車(chē)制動(dòng)裝置中。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)（通常稱(chēng)為液壓制動(dòng)）用于行車(chē)制動(dòng)裝置。液壓制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短（0.10.3s）；工作壓力高（可達(dá)1020mpa），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動(dòng)器內(nèi)部，直接作為制動(dòng)蹄的張開(kāi)機(jī)構(gòu)（或制動(dòng)塊的壓緊機(jī)構(gòu)），而不需要制動(dòng)臂等傳動(dòng)件，使之結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

41、單，質(zhì)量??；機(jī)械效率高（液壓制動(dòng)系統(tǒng)有自潤(rùn)滑作用）。液壓制動(dòng)的主要確定是過(guò)度受熱后，部分制動(dòng)液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸使制動(dòng)系效能降低，甚至完全失效。動(dòng)力制動(dòng)即利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車(chē)制動(dòng)的全部力源。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。因此，簡(jiǎn)單制動(dòng)中的踏板力和踏板行程之間的反比例關(guān)系，在動(dòng)力制動(dòng)中便不復(fù)存在，從而可使踏板力較小，同時(shí)又有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。氣壓制?dòng)是應(yīng)用最多的動(dòng)力制動(dòng)之一。其主要優(yōu)點(diǎn)為操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；此外，其氣源除供制動(dòng)用外，還可以供其它裝置使用。其主要缺點(diǎn)是必須有空氣壓縮機(jī)

42、、貯氣筒、制動(dòng)閥等裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時(shí)間長(zhǎng)（0.30.9s），因而增加了空駛距離和停車(chē)距離，為此在制動(dòng)閥到制動(dòng)氣室和貯氣筒的距離過(guò)遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動(dòng)的第二級(jí)元件。管路工作壓力低，一般為0.50.7mpa，因而制動(dòng)氣室的直徑必須設(shè)計(jì)得大些，且只能置于制動(dòng)器外部，太通過(guò)桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動(dòng)氣室排氣有很大的噪聲。氣壓制動(dòng)在總質(zhì)量8噸以上的貨車(chē)和客車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用。本人設(shè)計(jì)的是采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，所以不作詳細(xì)說(shuō)明和計(jì)算。2、 制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有限壓閥、比例閥和制動(dòng)防

43、抱死機(jī)構(gòu)（abs）等。車(chē)輪抱死拖滑是十分危險(xiǎn)的，特別是后輪抱死而發(fā)生的惻滑更危險(xiǎn)。為此，汽車(chē)安裝有限壓閥、比例閥、慣性閥等，現(xiàn)今這些后制動(dòng)力分配和調(diào)節(jié)裝置被許多廠(chǎng)家廣泛應(yīng)用在各式汽車(chē)的后制動(dòng)管路中，并發(fā)揮了主要作用。（ 五）、 制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)元件1、制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和熱容量，與摩擦襯片的材料想配合，有應(yīng)當(dāng)有較高的摩擦因數(shù)。制動(dòng)鼓有鑄造和組合式兩種。鑄造制動(dòng)鼓多選用灰鑄鐵，具有機(jī)械加工容易、耐磨、熱容量大等優(yōu)點(diǎn)。為防止制動(dòng)鼓工作時(shí)受載變形，常在制動(dòng)鼓的外圓部分鑄有肋，用來(lái)加強(qiáng)剛度和增加散熱效果。精確計(jì)算制動(dòng)鼓壁厚既復(fù)雜又困難，所以根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，本人設(shè)計(jì)的制動(dòng)鼓壁厚在101

44、1mm之間。組合式制動(dòng)鼓的圓柱部分可以用鑄鐵鑄造出來(lái)，腹板部分用鋼板沖壓成型；也可以在鋼板沖壓的制動(dòng)鼓內(nèi)惻，鑲裝用離心澆注的合金鑄鐵件，組合構(gòu)成制動(dòng)鼓；或者主體用；鋁合金鑄造而成，內(nèi)鑲一層珠光體組成的灰鑄鐵作為工作面。組合式制動(dòng)鼓的共同特點(diǎn)是質(zhì)量小，工作耐磨，并有較高的摩擦因數(shù)。2、制動(dòng)蹄轎車(chē)和輕型貨車(chē)的制動(dòng)蹄廣泛采用t形鋼碾壓或用鋼板焊接制成，重型貨車(chē)的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵或鑄鋼鑄成。制動(dòng)蹄的斷面形狀和尺寸應(yīng)保證其剛度。但小型汽車(chē)用鋼板制成的制動(dòng)蹄腹板上往往開(kāi)一條或兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，其目的是襯片磨損較為均勻，并減小制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。根據(jù)相關(guān)資料，選擇制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度為5mm.為

45、了提高效率，增加制動(dòng)蹄的使用壽命和減輕磨損，在中、重型貨車(chē)的鑄造制動(dòng)蹄靠近張開(kāi)凸輪的一端，設(shè)置有滾輪或者鑲裝有支持張開(kāi)凸輪的墊片。制動(dòng)蹄和摩擦片可以鉚接，也可以粘接。粘接的優(yōu)點(diǎn)在于襯片更換前允許磨損的厚度較大，其缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜，且不易更換襯片。鉚接的噪聲小。3、 摩擦襯片（襯塊）摩擦襯片（襯塊）的材料應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：1） 具有一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。在溫度、壓力升高和工作速度發(fā)生變化時(shí)，摩擦因數(shù)變化盡可能小。2） 具有良好的耐磨性。不僅摩擦襯片（塊）應(yīng)有足夠的使用壽命，而且對(duì)偶摩擦副的磨耗也要求盡可能小。3） 要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。壓縮變形太大影響制動(dòng)主缸的排量和踏板行程，降低制動(dòng)靈敏

46、度。熱膨脹過(guò)大，摩擦襯塊和制動(dòng)盤(pán)要產(chǎn)生拖磨，尤其對(duì)鼓式制動(dòng)器襯片受熱膨脹消除間隙后，可能產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。4） 制動(dòng)時(shí)不易產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。5） 應(yīng)采用對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。6） 有較高的耐壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，以及足夠的抗剪切能力。7） 摩擦襯塊的熱傳導(dǎo)率應(yīng)控制在一定范圍。以前制動(dòng)器摩擦襯片使用的是有增強(qiáng)材料、粘結(jié)劑、摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的石棉摩阻材料。它有制造容易、成本低、不易刮傷對(duì)偶等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗钟心蜔嵝阅懿?，隨著溫度聲高而摩擦因數(shù)降低、磨耗增高和對(duì)環(huán)境有污染，特別是石棉能致癌，所以已逐漸遭受淘汰。由金屬纖維、粘結(jié)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的半金屬摩阻材料，具有較高的耐熱性和耐磨性，特別是因?yàn)?/p>

47、沒(méi)有石棉粉塵公害，近來(lái)得到廣泛應(yīng)用。粉末冶金無(wú)機(jī)金屬摩阻材料，雖然具有耐熱好、摩擦性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但以?xún)?nèi)它的制造工藝復(fù)雜、成本高、容易產(chǎn)生噪聲和刮傷對(duì)偶等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用并不廣泛，僅用于重型貨車(chē)上。4、 制動(dòng)鼓與襯片（塊）之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置為了保證制動(dòng)鼓在不制動(dòng)時(shí)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)鼓與制動(dòng)襯片（塊）之間，必須保持一定的間隙。此間隙量應(yīng)盡可能小，因?yàn)橹苿?dòng)系的許多工作性能受此間隙影響而變化。使用中因磨損回增大此間隙，過(guò)分大的間隙會(huì)帶來(lái)許多不良后果：制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用的時(shí)間增長(zhǎng)；各制動(dòng)器因磨損不同，間隙不一樣，導(dǎo)致各制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用的時(shí)間不同，即同步制動(dòng)性能變壞；增加了壓縮空氣或只液的消耗量，并使

48、制動(dòng)踏板或手柄行程增大。為保證制動(dòng)鼓與制動(dòng)襯片（塊）之間在使用期間始終保證初設(shè)定的間隙量，要求采用自動(dòng)調(diào)整間隙裝裝置。現(xiàn)在，盤(pán)式制動(dòng)器的間隙調(diào)整已自動(dòng)化，鼓式制動(dòng)器中采用間隙自動(dòng)化調(diào)整裝置的也日益增多。四、參考文獻(xiàn)1、 王望予主編。汽車(chē)設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20032、 康展權(quán)主編。汽車(chē)工程手冊(cè)。北京：人民交通出版社，20013、 吳宗澤主編。機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（上冊(cè)、下冊(cè)）。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20024、 周良德、朱泗芳等編著?，F(xiàn)在工程圖學(xué)。長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，20005、 謝鐵邦、李柱、席宏卓主編?；Q性與技術(shù)測(cè)量。武漢：長(zhǎng)沙科技大學(xué)出版社，19986、 濮良貴，紀(jì)名剛主編。機(jī)

49、械設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社，19967、 何永然、唐增寶、劉安俊主編。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）。武漢：華中科技大學(xué)出版社，20028、 機(jī)械工程手冊(cè)編輯委員會(huì)主編。機(jī)械工程手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19979、 機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)委員會(huì)。機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199910、 吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室編。汽車(chē)設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983五、結(jié)束語(yǔ)本畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)近四個(gè)月，我感覺(jué)從中學(xué)到了很多東西。首先，鞏固了大學(xué)四年的所學(xué)的知識(shí)，尤其是專(zhuān)業(yè)知識(shí)。設(shè)計(jì)中，遇到這樣或那樣的問(wèn)題在所難免，這個(gè)時(shí)候，翻看以前的專(zhuān)業(yè)的課本是我所做的頻率最高的事情。重溫課本的過(guò)程中，加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和感悟，扎實(shí)了理論知識(shí)。其次，本設(shè)計(jì)的課題是2噸貨車(chē)的前、后橋，這對(duì)于我來(lái)說(shuō)很陌生，于是從零開(kāi)始，開(kāi)闊了視野，拓展了知識(shí)面。再次