面向重在汽車長下坡剎車系統(tǒng)設(shè)計論文說明

1、. . . . 摘 要重型車輛長距制動過程中經(jīng)常會出現(xiàn)車速失控而導(dǎo)致的重、特大交通事故,而車輛制動時間過長,導(dǎo)致剎車片的溫度迅速升高,是導(dǎo)致車輛制動失效以致重載車輛失控的主要原因。在國汽車市場快速發(fā)展，而重型卡車是卡車的發(fā)展方向。然而，隨著汽車數(shù)量的增加，安全問題吸引了越來越多的人的關(guān)注。汽車的制動系統(tǒng)是一個最重要的主動安全系統(tǒng)。因此，如何設(shè)計一個高性能的制動系統(tǒng)，為安全駕駛提供保障，是我們必須解決的一個重要問題。此外，隨著重型汽車的市場競爭中，如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了設(shè)計效率，降低成本，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力，成為一個成功的商業(yè)關(guān)系。重載車輛在長下坡過程中經(jīng)常發(fā)生的速度失控。原因是重力

2、勢能轉(zhuǎn)化為車輛的動能。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)由于溫度過熱或磨損，不能有效地、與時地消除超速產(chǎn)生的動能，從而影響汽車的穩(wěn)定性和安全性。這個課題的目標是對傳統(tǒng)汽車長下坡制動原理的研究和分析，解決長下坡制動問題，與相應(yīng)的機械系統(tǒng)設(shè)計。 本文首先介紹重載汽車的剎車系統(tǒng)，之后對剎車系統(tǒng)進行改進，加裝減速器，阻尼器作為輔助剎車系統(tǒng)，并選用合理的減速器、離合器、阻尼器。通過這篇論文中，輔助制動系統(tǒng)設(shè)計的新思路，為下一步的研究工作奠定了基礎(chǔ)。但論文還是比較粗糙的，因為時間，條件和能力的限制，有一個很大的空間需要改進。關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)；減速器；離合器；阻尼器Abstract The rapid development

3、of the domestic car market, while heavy-duty trucks is the development direction of the truck. However, with the increasing number of cars, security issues attract more and more peoples attention. Cars braking system is one of the most important active safety systems. Therefore, how to design a high

4、-performance brake system, to provide protection for the safe driving, we must address an important issue. In addition, with heavy-duty vehicle market competition, how to shorten the product development cycle, improve design efficiency, reduce costs, improve product competitiveness in the market and

5、 become a successful business relationship.Heavy vehicles often occurs during long downhill speed control. The reason is gravitational potential energy into kinetic energy of the vehicle. Conventional braking system due to overheat or wear, can not effectively and timely manner to eliminate the kine

6、tic energy generated overdrive, thereby affecting the stability and security of the car. The goal of this project is the traditional long downhill braking principle automotive research and analysis, problem solving long downhill braking, and the corresponding mechanical system design.This paper firs

7、t introduces heavy vehicle brake system, the brake system to improve after the installation of the gear unit, the damper as an auxiliary brake system, and a reasonable choice of reducer, clutch damper.Through this paper, the auxiliary brake system design of the new ideas for future research work lai

8、d the foundation. But the paper is quite rough, because of the time, conditions and capacity constraints, there is a lot of room for improvement.Keywords:Braking Systems; Reducer;Clutch;Damper49 / 52目 錄摘要IAbstractII第 1 章緒論31.1 課題背景31.2 研究的目的與意義31.3 國外研究狀況41.4 本文主要工作4第 2 章制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析42.1 制動系統(tǒng)的組成與分類52.1

9、.1 制動系統(tǒng)的組成52.1.2 制動系統(tǒng)的分類62.2 鼓式制動器72.2.1 輪缸式制動器72.2.2 凸輪式領(lǐng)從蹄式制動器10第 3 章汽車的制動性123.1制動性的評價指標123.2 汽車的制動效能與其恒定性123.2.1 制動距離與制動減速度123.2.2 制動效能的恒定性133.3 制動時的穩(wěn)定性143.4 制動防抱死裝置15第 4 章制動系統(tǒng)的改進方案164.1 盤式制動器的應(yīng)用164.2 盤式制動器的優(yōu)點164.3 緩速器的應(yīng)用174.4 電控制系統(tǒng)184.4.1 ABS防抱死系統(tǒng)184.4.2 線控制技術(shù)184.5 制動系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計18第 5 章齒輪減速器的選用與設(shè)計205

10、.1 齒輪傳動的特點205.2 齒輪傳動的兩大類型205.3 行星機構(gòu)的類型選擇215.3.1 行星機構(gòu)的類型特點215.3.2 確定行星齒輪傳動類型245.4 配尺的確定255.4.1 確定各齒輪的齒數(shù)255.4.2 初算中心距和模數(shù)265.4.3 幾何尺寸計算285.5 裝配條件驗算305.5.1 鄰接條件305.5.2 同心條件305.5.3 安裝條件305.6 軸的確定325.6.1 行星軸的計算325.6.2 轉(zhuǎn)軸的計算345.7 行星架和箱體的選用365.7.1 行星架的結(jié)構(gòu)方案365.7.2 箱體的設(shè)計38第 6 章離合器的選用406.1 應(yīng)用和分類406.2 離合器的選用42第

11、 7 章阻尼器457.1 回轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器457.2阻尼器的工作原理467.3 阻尼器的結(jié)構(gòu)47總結(jié)48致49參考文獻50（全套圖紙加 877754506）第1章 緒 論1.1 課題背景隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是在基礎(chǔ)設(shè)施的投資逐年增加，近年來重型車輛的生產(chǎn)呈現(xiàn)爆炸式的發(fā)展。由于重型車輛運輸成本低，效率高，已成為公路運輸?shù)膶檭?。在最近幾年，重載車輛的比例逐漸增加。據(jù)統(tǒng)計，中國的汽車擁有量在世界上是只有2.1，而交通事故死亡人數(shù)占交通事故死亡率的14。在事故中，大約有一半是由于制動器失靈。目前，大多數(shù)國重載汽車采用鼓式制動器，在長下坡過程中，連續(xù)的制動過程中，使制動鼓的溫度升高，導(dǎo)致制動距

12、離長，制動跑偏等。所有這些都是鼓式制動器帶來的結(jié)構(gòu)特點，是不能克服的本身固有的結(jié)構(gòu)缺陷。用戶投訴，促使制造商不斷設(shè)法增加制動鼓和冷卻空間，但普通的輪轂與制動鼓已經(jīng)做了它們的極限大小。同時隨著汽車的噸位增加制動時后軸向前轉(zhuǎn)移的負荷也增加了，這是很難使重載車輛保持良好的制動性能的。于是人們想到使用的盤式制動器來保持制動安全性，穩(wěn)定性和耐久性。隨著汽車數(shù)量的增加，汽車帶來的安全性問題越來越多的關(guān)注。汽車技術(shù)的改善和人民生活水平的進步，重載車輛的用戶對車輛性能水平提出了越來越高的要求，而且隨著新產(chǎn)品更新的不斷加快，增加競爭力的壓力驅(qū)動器制造商已采取縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，滿足客戶的需求。如何使汽車的安全

13、性提高已成為汽車研發(fā)部門的一個重要課題。1.2 研究的目的與意義本設(shè)計課題是面向載重汽車長下坡制動系統(tǒng)制的設(shè)計。其功用是使行使中的汽車減速或停車，提高汽車制動器的可靠性。近年來，隨著車速的增加，汽車在行駛時的能量變大，制動產(chǎn)生的熱量增加。鼓式制動器通常是受限制車輛的整體安排其透氣性差，長時間工作熱量無法散失，導(dǎo)致摩擦熱衰退，摩擦系數(shù)低，制動力量減弱，不能保證安全運行制動效率，嚴重影響行車安全。與此同時卡車的“大噸小標”是一種普遍現(xiàn)象，制動產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，留下安全隱患。重大事故的頻繁發(fā)生，多于制動距離長，緊急制動跑偏等情況有關(guān)。因此，必須具有良好的耐用性和可靠性的汽車制動器，才得以降低事故的發(fā)

14、生。1.3 國外研究狀況隨著科技的發(fā)展，汽車行業(yè)追求更高的標準，以滿足社會發(fā)展的需求。汽車發(fā)展的主題是：經(jīng)濟性，可靠性，安全性，滿足環(huán)保要求。速度和安全性，是一對矛盾，要解決這個問題，我們必須從多方面考慮，其中之一是汽車制動器必須有良好的性能。目前重載汽車多是氣動鼓式制動系統(tǒng)，由于其自身的缺點，如制動性能和散熱性差等，在高速行使的汽車上出現(xiàn)了剎車盤，剎車盤的散熱性好，穩(wěn)定性好，耐熱性好。目前，盤式制動器被廣泛用于汽車，但多數(shù)只用于前輪制動器和后輪鼓形制動器在制配合。因此，重載汽車也將向該方面開發(fā)。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大部分汽車的ABS作為標準裝備。 “ABS”的中國文翻譯是“防抱死制動系

15、統(tǒng)”。它是一種汽車安全控制系統(tǒng)，具有防滑防鎖死的功能。目前重載汽車長下坡事故頻發(fā)，急待解決這一關(guān)系到國家和人民群眾生命財產(chǎn)安全的問題。1.4 本文主要工作本設(shè)計課題是面向載重汽車長下坡制動系統(tǒng)的設(shè)計。本文主要研究的主要容為重載汽車的剎車系統(tǒng)，與作為輔助剎車系統(tǒng)的減速器，阻尼器，離合器。1. 首先對汽車的鼓式剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行分析。2. 設(shè)計合理的減速器。3. 設(shè)計合理的阻尼器。4. 設(shè)計離合器。第2章 制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，與使已停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車的制動。汽車具有良好的制動性能對保證其安全行車與提高運輸生產(chǎn)率起著重要的作用

16、。一般汽車的制動系統(tǒng)是由行駛中的汽車降低車速直到停車的制動裝置和車輛停止后能保持原位，尤其是在坡道上原地停住的駐車制動裝置兩套獨立系統(tǒng)組成。重載汽車由于噸位大，行駛時車輛的慣性大，需要制動力也就隨之變大。同時由于其特殊使用條件，對汽車制動性能的要求與一般汽車有所不同，制動系也有許多不同的形式。重載汽車除裝設(shè)有行車制動、駐車制動裝置外，一般還裝有應(yīng)急制動和輔助制動裝置。為確保汽車行駛安全并且操縱輕便省力，重載汽車一般均采用氣壓式制動驅(qū)動機構(gòu)。全液壓動力制動在超重型礦用自卸車中也已采用。制動管路廣泛地采用雙管路系統(tǒng)。汽車在制動過程中，系統(tǒng)的動態(tài)最大有效價值的輪胎和路面在車輪附著力極限。如果有效的制

17、動力等于合力，它會停止車輪旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生滑移。在這個時候，汽車的操縱穩(wěn)定性將受到損害。如果鎖定前輪則前輪失去側(cè)向力的抵抗能力，將失去轉(zhuǎn)向控制；如果鎖定后輪，后輪失去承受側(cè)向力的能力使后輪打滑產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。為了避免前輪或后輪制動時抱死，重型汽車配備前、后制動力分配的調(diào)整裝置。由于國家標準介紹，目前生產(chǎn)的重載汽車都配備防止車輪抱死電控防抱死裝置。2.1 制動系統(tǒng)的組成與分類2.1.1 制動系統(tǒng)的組成制動系有以下四個基本組成部分:1)供能裝置調(diào)節(jié)和改善所需的制動能量與改善能量轉(zhuǎn)移介質(zhì)的各種部件，其中制動能量產(chǎn)生的部分稱為制動能量。人的身體可以作為制動能源，如圖2-1所示。 2)控制裝置產(chǎn)生制動動作和控制

18、制動。3)傳動裝置特制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件。1.制動踏板；2.推桿；3.主缸活塞；4.制動主缸；5.油管；6.制動輪缸；7.輪缸活塞；8.制動鼓；9.摩擦片；10.制動蹄；11.制動底板；12.支承銷；13.制動蹄復(fù)位彈簧 圖21 簡單制動系統(tǒng)4) 制動器產(chǎn)生阻礙車輛或部件的移動力的運動趨勢，包括輔助制動系統(tǒng)的緩速器。更完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調(diào)節(jié)裝置和報警裝置，壓力保護裝置等附加裝置。2.1.2 制動系統(tǒng)的分類(1)按制動系的功用分類l）行車制動系統(tǒng)行駛中的汽車放慢甚至停止一個專門的設(shè)備，它是在行車過程中經(jīng)常使用的。2)駐車制動系統(tǒng)使汽車駐留不動。3)第二制動系統(tǒng)在制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障

19、的情況下，確保該設(shè)備仍可使汽車減慢或停止。4)輔助制動系統(tǒng)穩(wěn)定車速的裝置。(2)按制動系的制動能源分類l）人力制動系統(tǒng)以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系。動力制動系統(tǒng)潛在的液壓或氣動形式進入制動系統(tǒng)制動功率轉(zhuǎn)換引擎。3)伺服制功系統(tǒng)人類的制動系統(tǒng)和發(fā)動機功率。根據(jù)制動能量的傳輸模式，制動系統(tǒng)可分為機械，液壓，氣動和電磁式等。由兩種或更多種的能量傳輸模式在同一時間，制動系統(tǒng)可以被稱為組合的制動系統(tǒng)。對于駕駛的安全性，現(xiàn)在所有的制動系統(tǒng)采用雙回路制動，這是驅(qū)動氣動或液壓管路制動屬于兩個獨立的電路。所以，即使一個電路故障，而且還使用一個循環(huán)，以獲得一定的制動力。2.2 鼓式制動器 鼓式制動器有和

20、外束兩種。由圓筒狀的工作表面的前制動鼓，被廣泛應(yīng)用于汽車，制動鼓筒的工作表面。只有少數(shù)汽車駐車制動。2.2.1 輪缸式制動器1.領(lǐng)從蹄式制動器制動蹄片，1個前制動缸促動力作用在后端上的箭頭，支點在鞋制動蹄在前面的方向，圖2-2中所示，打開時的旋轉(zhuǎn)方向與制動鼓的一樣的。這樣一個功能叫做領(lǐng)先的鞋。與此相反，在相反的方向旋轉(zhuǎn)的制動蹄2點在支撐體4的后端，促動力在前面，開放與制動鼓。具有這樣性質(zhì)的制動蹄叫做從蹄。1.領(lǐng)蹄;2.從蹄;3、4.支點;5.制動鼓;6,制動輪缸 圖22 領(lǐng)從蹄制動器示意圖當汽車，即在制動鼓和反向旋轉(zhuǎn)，原來成為一個領(lǐng)先的鞋的鞋，鞋領(lǐng)先改變從蹄。制動鼓正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)，具有領(lǐng)先

21、的鞋和尾隨稱為前導(dǎo)蹄制動蹄式制動器。2.單向雙領(lǐng)蹄式制動器在制動鼓轉(zhuǎn)動時，兩個鞋之稱，兩個領(lǐng)先的蹄式制動器制動領(lǐng)蹄。如圖2-3。1.制動輪缸;2.制動蹄;3.支承銷;4.制動鼓圖23 單向雙領(lǐng)蹄制動器示意圖 雙領(lǐng)蹄式制動器與領(lǐng)從蹄制動蹄制動器結(jié)構(gòu)中有兩個不同點。雙領(lǐng)蹄式制動器制動蹄各使用一個活塞制動輪缸，領(lǐng)從蹄制動器兩個制動蹄共享一個雙活塞輪缸；另外雙領(lǐng)蹄式制動器制動蹄、制動輪缸、制動銷中心對稱布置在底部，領(lǐng)從蹄式是軸對稱布置的。 3.雙向雙領(lǐng)蹄式制動器不管是前進制動還是倒車制動,兩制動蹄都是領(lǐng)蹄的制動器叫雙向雙領(lǐng)蹄式制動器,如圖2-4。雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在結(jié)構(gòu)上有三個特點：（1）兩制動蹄的兩

22、端都采用浮式支承,并且支點的周向位置也是浮動的；（2）采用兩個雙活塞式制動輪缸；（3）所有固定元件，如制動蹄，返回，制動輪缸的制動底板上是成對的，并且兩個軸對稱，中心對稱的布局。推進制動，向外移動的作用的液壓缸活塞制動蹄2，4和8被壓靠在制動鼓1。所述摩擦制動鼓兩個鞋在車輪下的箭頭的方向通過旋轉(zhuǎn)的中心輪的旋轉(zhuǎn)，兩個活塞端推的點靠近輪缸端，直到兩個氣缸軸承9的制動蹄片。當制動時，在相反的方向上的摩擦轉(zhuǎn)矩，使兩個制動蹄片上的中心的車輪轉(zhuǎn)向的方向的箭頭的尖括號一起7調(diào)節(jié)螺母6到原來的位置，和兩個支撐件7成為一個新支點蹄。因此，促動力作用和對面的前剎車，每個制動蹄片和樞轉(zhuǎn)位置的制動效率，當一樣的前制動

23、。 制動鼓 2.制動輪缸 3.制動底4、8.制動蹄 5.回位彈簧6.調(diào)整螺母 7.可調(diào)支座 9.支座圖24雙向雙領(lǐng)蹄式制動器 4.單向自增力式制動器如圖2-5第一和第二蹄下端在浮動芯棒兩端。第一和第二蹄蹄上端的各自的回位彈簧繩，鉚在膠合板腹板的凹弧分對支撐銷頂邊。在兩端可調(diào)頂桿底鞋底部的兩個分別較草案，彈簧的力。通過正常的力比第一蹄蹄的第二制動蹄摩擦面積較大，從而使相似的兩個單位壓力。在制動鼓的大小和一樣的條件下的摩擦系數(shù)。單向制動伺服制動器的制動效能，不僅高于前面領(lǐng)，高于兩個領(lǐng)先的蹄式制動器的。反向上的制動性能的制動系統(tǒng)中低的動態(tài)性能。1.第一制動蹄 2.制動蹄回位彈簧 3.夾板;板 4.支

24、承銷 5.制動鼓 6.第二制動蹄 7.可 調(diào)頂桿體 8.拉緊彈簧 9.調(diào)整螺母 圖2-5單向自增力式制動器5.雙向自增力制動器 雙向自增力制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2-6所示。其特點是制動鼓反向旋轉(zhuǎn)，可以借用鞋之間的摩擦和鼓自伺服效果。其結(jié)構(gòu)和主要在于不同的自我伺服單向雙活塞制動輪缸，促進力，同時施加相等的兩個腳。2.2.2 凸輪式領(lǐng)從蹄式制動器目前，國所有的汽車和一些外國汽車空氣制動系統(tǒng)是用于凸輪驅(qū)動車輪制動器，并主要用于從蹄式。如圖2-7中所示，前部，后部制動蹄片的凸輪的作用下，壓向制動鼓，制動鼓，制動蹄片，2比1，以產(chǎn)生摩擦，摩擦力，制動蹄1相差的凸輪趨勢，導(dǎo)致凸輪對制動蹄1壓力減弱;制

25、動蹄2凸輪的趨勢;凸輪制動蹄2的壓力增強。目前在中國主要是超載車輛或凸輪制動。但是這個剎車是有缺陷的。剎車片磨損，制動間隙會逐漸增大，從而延長了制動時，制動距離增大，如果為同一個軸的車輪制動器制動間隙會造成偏差，所以在行駛中的車輛的制動間隙保持恒定是必不可少的。因此，國家頒布了國家標準，其中規(guī)定：從20031到1月，除了為N2和越野車M1和N1制動和車輛后制動N3，所有其他類型的車輛，必須安裝調(diào)節(jié)裝置制動所示，在圖2-8認知調(diào)整臂。 1.前制動蹄；2.頂桿；3.后制動蹄4.輪缸 5.支承銷 圖2一6雙向自增力制動器示意圖 1.前制動蹄；2.后制動蹄；3、4前、后制動蹄支點、5.制動鼓; 6.凸

26、輪 圖2一7凸輪式制動器圖2一8感知型調(diào)整臂的平面圖第3章 汽車的制動性制動性能是汽車的主要性能之一。它直接影響行車安全的問題，很多交通事故是由于長途制動，緊急制動和失去方向穩(wěn)定性等。因此，制動性能的重要保證車輛駕駛的安全性。3.1 制動性的評價指標汽車制動的制動性能，在運行過程中，能保持一定的速度在短距離的停車場和維護穩(wěn)定的方向和長下坡。評價：制動效率，恒定制動和制動時的車輛的方向穩(wěn)定性。制動效率指的制動距離和制動減速。制動效能的恒定性是指耐褪色。汽車的制動方向穩(wěn)定性是車輛制動，無跑偏，側(cè)滑和失去效能的轉(zhuǎn)向能力。制動效率是指良好的道路，汽車開始有一定的初速度，駐車制動，制動距離，制動車輛。這

27、是最基本的制動性能評價。在連續(xù)剎車的長下坡制動速度或效率的汽車，稱為熱衰退的表現(xiàn)。由于制動的過程中實際上是驅(qū)動由制動器，制動溫升吸收動能轉(zhuǎn)化為熱能，它已成為一個重要的問題是在寒冷的制動性能制動設(shè)計。此外，還有水衰退涉水制動。車輛制動時汽車的方向穩(wěn)定性，制動能力評價往往使用預(yù)定義的路徑。如果出現(xiàn)偏差，制動，側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力，該車將偏離給定的路徑。3.2 汽車的制動效能與其恒定性汽車的制動效能是指汽車迅速降低車速直至停車的能力,其評定指標是制動距離s和制動減速度ab。3.2.1 制動距離與制動減速度安全的制動距離，有直接的關(guān)系，它是指從開始到汽車制動踏板停止距離的速度U0。制動距離，制動踏力，路

28、面的附著力的條件下，車輛的負載和發(fā)動機的組合，以與許多其他因素。在測試制動距離，制動踏板的力或壓力的響應(yīng)，路面附著系數(shù)和車輛的狀態(tài)，這樣的要求。制動距離和制動熱條件也相關(guān)。一般在冷試驗制動距離的條件下測量。在這一點上，起始溫度的剎車制動時，制動100Co以下。動態(tài)不同的汽車，它的剎車效率也有不同的要求，重型汽車行車速度低，要求稍低。制動減速度制動時車輛速度隨時間的導(dǎo)數(shù)，的du / dt。它反映了地面制動力，從而滾動的車輪和制動力在車輪抱死時，粘附。所以在不同路面上，地面制動力為Fxb=bG，汽車能達到的減速度為abmax=bg，汽車前、后輪同時抱死時,則abmax=sg。當制動防抱死制動系統(tǒng)需

29、要控制車輛制動，一般不需要任何鎖制動軸，故abmax=pg。3.2.2 制動效能的恒定性在許多情況下，將制動過程中出現(xiàn)熱衰退、水衰退影響和制動空氣阻力等現(xiàn)象，使制動性能下降，對交通安全構(gòu)成威脅。 1）熱衰退汽車在繁重的工作條件，或高速制動，制動摩擦片表面溫度往往高達到300Co - 400Co，有時高達600Co - 700Co的剎車溫度上升，摩擦力矩將顯著下降，這種現(xiàn)象被稱為制動熱衰退。制動效率不變，主要是指的熱降解。熱衰退和材料摩擦和剎車結(jié)構(gòu)。隨著溫度的升高，一些摩擦制動盤摩擦系數(shù)的熱衰退將減少，會出現(xiàn)熱衰退現(xiàn)象。常用制動效能因數(shù)與摩擦來解釋各種類型的制動性能和穩(wěn)定性之間的關(guān)系的因素。 制

30、動效率因子是由卡夫單位制動輪缸推力FPU制動摩擦副。從該圖中，一個雙向自動增壓器和兩個領(lǐng)先的蹄式制動器，幾何增強功能結(jié)構(gòu)力學(xué)之間的關(guān)系，較大的制動效能因子，當摩擦系數(shù)的變化，摩擦制動效率之間的關(guān)系是一個非線性的變化系數(shù)小的變化，變化將導(dǎo)致制動效率，即制動穩(wěn)定性。但是，從蹄式正好相反，領(lǐng)從蹄式介于兩者之間。鼓式制動器，制動鼓受熱膨脹會減少制動效率。圖31 制動效能因數(shù)曲線2)水衰退當汽車涉水時，水會進入制動器，在短時間制動性能下降的現(xiàn)象稱為水衰退。當摩擦表面浸在水里，因為水潤滑摩擦系數(shù)降低的原因，而制動性能退化。3)速度效應(yīng)制動器的摩擦片的摩擦因數(shù)受車速影響而變化的現(xiàn)象叫做速度效應(yīng)。圖3-2表示

31、了在不同車速和不同踏板制動時，鼓式制動器和盤式對減速度的變化情況。圖32 制動初速對減速度的影響1、30km/h；2、50km/h；3、80km/h；4、100km/ha）鼓式制動器；b)盤式制動器 4)制動氣阻液壓制動系統(tǒng)和制動液溫度過高產(chǎn)生泡沫，將妨礙液壓制動踏板行程增加空氣阻力的現(xiàn)象稱為制動。汽車在夏季炎熱地區(qū)，尤其是當連續(xù)長下坡時很容易產(chǎn)生空氣阻力制動，從影響制動靈敏度和制動穩(wěn)定性，嚴重時會造成剎車失靈。3.3 制動時的穩(wěn)定性制動過程中，有時會產(chǎn)生失控，后輪制動跑偏，側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力，偏離了原來的方向旅行。通常被稱為保持直鏈或車輛的制動能力在預(yù)定的路由，在制動的過程被稱為穩(wěn)定的方向，

32、即制動穩(wěn)定性。制動偏轉(zhuǎn)，防滑和前輪轉(zhuǎn)向容量損失是交通事故的一個主要原因。這取決于在車輪上被鎖定時，當汽車車輪鎖，滑動速度為100，輪胎橫向力系數(shù)為零，不產(chǎn)生側(cè)向地面反作用力，車輛將失去保持拳擊和防滑功能，可憐的制動穩(wěn)定性。3.4 制動防抱死裝置在制動過程中的制動調(diào)節(jié)裝置，用于提高制動力分配之間的軸，但不能避免車輪抱死，而車輪抱死制動時制動效能變壞，前輪抱死將失去轉(zhuǎn)向力，后輪抱死將產(chǎn)生側(cè)滑。因此，在制動時防止車輪抱死，是提高制動性能的最佳方法。為了改善制動性能，還安裝了ABS系統(tǒng)，重型汽車，重型車輛和車輛ABS防抱死制動系統(tǒng)作用一樣，不同的是超載車輛空氣制動，汽車液壓制動系統(tǒng)的制動。第4章 制動

33、系統(tǒng)的改進方案制動系統(tǒng)是直接關(guān)系到交通安全，嚴重交通意外中，經(jīng)常用的制動距離太長，緊急制動側(cè)滑發(fā)生偏差。由于重型卡車在長下坡制動系統(tǒng)經(jīng)常破壞過程，所以它是必要的，以改善制動系統(tǒng)，以提高它的可靠性。4.1 盤式制動器的應(yīng)用盤式制動器，尤其是浮動鉗盤式制動器廣泛用于中型客車車輪，后輪鼓式制動后輪制動，但也很容易地推動機制附加的駐車制動，集中上車，也可以發(fā)展到方向。4.2 盤式制動器的優(yōu)點 1.熱穩(wěn)定性好。鼓式制動器熱膨脹，工作半徑的增大，降低剎車效能，即機械衰退。制動盤的軸向膨脹小，徑向膨脹與性能無關(guān)。因此，無機械衰退。因此，盤式制動器，是不容易發(fā)生制動跑偏、側(cè)滑的。 2.水穩(wěn)定性好。該盤的制動盤

34、的單位壓力是很高的，水很容易被擠出，因此性能降低不多，同時由于離心力和墊擦盤的動作，水通過后只要一二次制動就能恢復(fù)正常。 3.制動力矩與汽車運動方向無關(guān)。 4.易于構(gòu)成雙回路系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。 5.尺寸小、質(zhì)量小、散熱性好。 6.壓力在制動襯塊上的分布比較均勻。 7.更換襯塊簡單容易。 8.襯塊與制動盤的間隙小，從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。 9.易于實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。4.3 緩速器的應(yīng)用自動啟用緩速器在減速或下坡長，沒有用的，可以平穩(wěn)減速，制動所造成的磨損和發(fā)熱。目前有兩種結(jié)構(gòu)的：電渦流緩速器：相當于等效布置在傳動軸的“發(fā)電機”，不通電，不接觸，無磨損，需要制動電路接通時，傳動軸

35、通過電磁阻力，要達到的目的的制動。無磨損，但巨大的結(jié)構(gòu)。目前，重型卡車，大型客車（國外也可能在工作中為電池充電）。 電渦流緩速器和一臺發(fā)電機的定子線圈，一個傳動軸，在橫梁上固定轉(zhuǎn)子線圈圍繞所述驅(qū)動軸（但是完全不同的外觀和發(fā)電機）的原則，并不需要在計算機的控制，只要開關(guān)線圈電路，緩速器可以產(chǎn)生阻力傳動軸。 液渦輪緩速器：添加在齒輪箱殼體的渦輪機室，當制動電路開路，齒輪箱耐油性渦輪機的制動效果，無磨損，但增加散熱。 ZF變速箱被用于中高檔轎車。 圖41 汽車電渦流緩速器 圖42 液力緩速器4.4 電控制系統(tǒng) 電子化，智能化，車聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代汽車發(fā)展的一個重要指標。隨著越來越多的消費者的需求，為汽車的功

36、能和性能，汽車逐漸由機械系統(tǒng)，電子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。4.4.1 ABS防抱死系統(tǒng)防鎖剎車系統(tǒng)還沒有只有汽車的制動距離被縮短，也能做出的汽車的芳族的的穩(wěn)定性和在這個過程中的制動的特殊的控制得到改善。使用的ABS系統(tǒng)的，可以使車輛的側(cè)滑大降低事故發(fā)生率，并的汽車中改善的的制動性能。目前，本！ABS系統(tǒng)已被發(fā)達，在汽車上的的了基本的安裝。4.4.2 線控制技術(shù)隨著電子科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了更高效節(jié)能的線控技術(shù)。結(jié)合線控技術(shù)和汽車制動系統(tǒng)而形成的線控制系統(tǒng)（BBW）將傳統(tǒng)液壓或氣壓制動執(zhí)行元件改為了電驅(qū)動元件，具有可控性好，響應(yīng)速度快的特點，有良好的發(fā)展前景。線控制系統(tǒng)分為電控液壓制動系統(tǒng)EHB和電控

37、機械制動系統(tǒng)EMB兩大類。EHB系統(tǒng)是由一個多功能的組合組成的電子和液壓系統(tǒng)，多格式的制動系統(tǒng)，通過靈活的控制提供的電子系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)作為一個備份系統(tǒng)，以確保當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時提供電力，電子零件，可以保證系統(tǒng)的制動能力。本系統(tǒng)采用了電子制動踏板來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓踏板，取消了一個巨大的真空助力器，該集成電子踏板傳感器能精確地感知控制制動踏板的優(yōu)先級驅(qū)動程序，縮短制動反應(yīng)時間，也避免了由于液壓制動系統(tǒng)的機械振動，讓司機造成適得其反，不自覺地減少制動力的危險。 EBM與常規(guī)液壓制動系統(tǒng)不同，EBM結(jié)構(gòu)更簡潔，功能更可靠，使得電子液壓制動系統(tǒng)最終取代傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)。EBM的優(yōu)點是制動踏板能很好的適應(yīng)人

38、體工程學(xué)需求，油門和制動踏板組成了行程可調(diào)的智能化踏板模塊，踏板總行程縮短，為發(fā)動機艙節(jié)約了空間。4.5 制動系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計本文將對重載汽車制動系統(tǒng)進行創(chuàng)新設(shè)計，總體思路就是避開剎車鼓對汽車進行制動，將車軸上的力矩傳遞給緩速裝置來控制車速。此緩速裝置采用減速器和阻尼器吸收汽車的動能。將減速器反裝形成加速器和阻尼器配合充當緩速器的作用，穩(wěn)定汽車在長下坡時的車速，并通過離合器來控制裝置與車軸的結(jié)合和分離，隨時使汽車的動能傳到減速器和阻尼器上，代替剎車鼓對汽車實行制動，提高了制動系統(tǒng)的可靠性。以下幾章將分別對其幾個重要部件進行初步的分析和選用。由于本文只是初步的理論上的設(shè)計，很多方面的問題還有待繼續(xù)

39、研究。第5章 齒輪減速器的選用與設(shè)計5.1 齒輪傳動的特點齒輪傳動與其它傳動比較，具有瞬時傳動比恒定、工作可靠、壽命長、效率高、可實現(xiàn)平行軸任意兩相交軸和交錯軸之間的傳動，適應(yīng)的圓周速度和傳動功率圍大，但齒輪傳動的制造成本高，低精度齒輪傳動時噪聲和振動較大，不適宜于兩軸間距離較大的傳動。齒輪傳動是以主動輪的輪齒依次推動從動輪來進行工作的，是是現(xiàn)代機械中應(yīng)用十分廣泛的一種傳動形式。齒輪傳動可按一對齒輪軸線的相對位置來劃分，也可以按工作條件的不同來劃分。5.2 齒輪傳動的兩大類型 輪系可由各種類型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿渦輪組成的輪系，稱為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪

40、系。根據(jù)齒輪系運轉(zhuǎn)時各齒輪的幾何軸線相對位置是否變動，齒輪傳動分為兩大類型。 （1）普通齒輪傳動（定軸輪系）當齒輪運轉(zhuǎn)時，如果由所有齒輪組成的輪系幾何位置是固定的，則稱為普通齒輪（或固定輪系）。在普通齒輪傳動中，如果齒輪軸線相互平行，稱為平行軸齒輪；如果輪系中包含一個相交軸齒輪副齒或相錯軸齒輪副，它被稱為非平行軸齒輪傳動（空間齒輪傳動）。 （2）行星齒輪傳動（行星輪系）當齒輪運轉(zhuǎn)時，如果由至少一個幾何軸的齒輪齒輪傳動齒輪的位置是不固定的，和其他圍繞齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動的齒輪，齒輪在運行中具有至少一個行星齒輪，稱為行星齒輪傳動。5.3 行星機構(gòu)的類型選擇5.3.1 行星機構(gòu)的類型特點行星齒輪傳動與

41、普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動的主要特點如下：體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動的（即在承受一樣的載荷條件下）。 （2）傳動效率高，在傳動類型選擇恰當、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達0.970.99。 （3)傳動比大，可以實現(xiàn)運動的合成與分解，只要行星齒輪傳動齒輪類型分布程序的正確選擇，它可以用少數(shù)齒輪實現(xiàn)大傳動比。僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動，其傳動比可以達到幾千。應(yīng)該注意的是，在行星齒輪傳動比較大時，我們?nèi)匀豢梢员３志o湊、體積小和許多其他優(yōu)勢。 （4）運動平穩(wěn)，沖擊和振動的能力，由于同一結(jié)構(gòu)的幾個行星輪均勻地

42、分布在中心輪，從而使行星輪和慣性力的平衡臂彼此，它也增加了嚙合齒數(shù)，行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，耐沖擊和振動的能力，工作更可靠。圖51 NGW行星減速器最常見的行星齒輪傳動機構(gòu)是NGW型行星傳動機構(gòu)。行星齒輪傳動的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等類型。按基本結(jié)構(gòu)的組成情況不同有2Z-X、3Z、Z-X-V、Z-X等類型。特性的行星齒輪變速器的動力傳遞是最重要的：它可以功率分流，在同一時間，在輸入軸和輸出軸同軸的，即，在輸入軸和輸出軸在同一軸線上。因此，行星齒輪變速器已被用來代替普通齒輪減速機，以與各種機械傳動，齒輪箱和傳輸。特別是對那些要求體積小，

43、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高的飛機引擎，齒輪傳動重型運輸，石化，武器和其他齒輪傳動裝置和傳動的車輛和坦克和其他車輛，已經(jīng)被越來越廣泛的使用行星齒輪火車。表5-1 常用行星齒輪傳動的傳動類型與其特點傳動形式簡圖性能參數(shù)特點傳動比效率最大功率/kWNGW（2Z-X 負號機構(gòu)）=1.1313.7推薦2.890.970.99不限效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞公路圍大，軸向尺寸小，可用于各個工作條件，在機械傳動中應(yīng)用最廣。單級傳動比圍較小，耳機和三級傳動均廣泛應(yīng)用NW（2Z-X負號機構(gòu)）=150推薦721效率高，徑向尺寸比NGW型小，傳動比圍較NGW型大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造

44、、安裝較復(fù)雜，故|7時不宜采用NN（2Z-X負號機構(gòu)）推薦值：=830效率較低，一般為0.70.840傳動比打，效率較低，適用于短期工作傳動。當行星架X從動時，傳動比|大于某一值后，機構(gòu)將發(fā)生自鎖WW（2Z-X負號機構(gòu)）=1.2數(shù)千|=1.25時，效率可達0.90.7，5以后.隨|增加徒降20傳動比圍大，但外形尺寸與重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動力傳動。運動精度低也不用于分度機構(gòu)。當行星架X從動時，|從某一數(shù)值起會發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動比取值為=1.83，最佳值為2，此時效率可達0.9NGW（）型（3Z）小功率傳動500；推薦：=201000.80.9隨增加而下降短期工作1

45、20，長期工作10結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動比圍大，但效率低于NGW型，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪A輸出，當|大于某一數(shù)值時會發(fā)生自鎖NGWN（）型（3Z）=60500推薦：=643000.70.84隨增加而下降短期工作120，長期工作10結(jié)構(gòu)更緊湊，制造，安裝比上列型傳動方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動自鎖情況同上圖52 NGW行星減速器5.3.2 確定行星齒輪傳動類型根據(jù)設(shè)計要求：連續(xù)運轉(zhuǎn)、傳動比小、結(jié)構(gòu)緊湊和外廓尺寸較小，根據(jù)表51中傳動類型的工作特點可知，2Z-X(A)型效率高，體積小，機構(gòu)簡單，制造方便。適用于任

46、何工況下的大小功率的傳動，且廣泛地應(yīng)用于動力與輔助傳動中，工作制度不限，本設(shè)計選用2Z-X(A)型行星傳動較合理，其傳動簡圖如圖53所示。圖53 減速器設(shè)計方案（單級NGW2Z-X(A)型行星齒輪傳動）圖54 傳動簡圖5.4 配尺的確定5.4.1 確定各齒輪的齒數(shù)據(jù)2Z-X(A)型行星傳動的傳動比值和按其配齒計算公式可求得齒輪b和行星輪c的齒數(shù)和?，F(xiàn)考慮到行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，選取=5.5故選擇中心輪a的齒數(shù)=17和行星輪=3.根據(jù)齒輪 （5-1）=76.5 對齒輪齒數(shù)進行圓整，同時考慮到安裝條件，取，此時實際的p值與給定的p值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差的圍。實際傳動比為= （

47、5-2）其傳動比誤差 =2.67% （5-3）由于外嚙合采用角度變位的傳動，行星輪c的齒數(shù)應(yīng)按如下公式計算，即 （5-4）因為為偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為。此時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善a-c嚙合齒輪副的傳動性能。故=在考慮到安裝條件為 （整數(shù)）5.4.2 初算中心距和模數(shù)1. 齒輪材料、熱處理工藝與制造工藝的選定太陽輪和行星輪材料為20GrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57 61HRC。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限=1591Mpa。試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪=485Mpa。行星輪=4850.7Mpa=339.5Mpa (對稱載荷)。齒形為漸開線直齒。最終加工

48、為磨齒，精度為6級。齒圈材料為38GrMoAlA，淡化處理，表面硬度為973HV。試驗齒輪的接觸疲勞極限=1282Mpa驗齒輪的彎曲疲勞極限=370MPa齒形的終加工為插齒，精度為7級。2. 減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速由 = （5-5） 得 = =181.823. 載荷不均衡系數(shù)采用太陽輪浮動的均載機構(gòu)，取。4. 齒輪模數(shù)和中心距a首先計算太陽輪分度圓直徑： （5-6）式中： 一齒數(shù)比為 一使用系數(shù)為1.25； 一算式系數(shù)為768；一綜合系數(shù)為2； 一太陽輪單個齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。 （5-7） =Nm =376 Nm其中 高速級行星齒輪傳動效率，取=0.985齒寬系數(shù)暫取=0.5=1450Mpa代入 =7

49、8.66mm 模數(shù) m= （5-8）取 m=5 則 mm （5-9） =117.5取 齒寬 （5-10）取 5.4.3 幾何尺寸計算1. 計算變位系數(shù)(1) a-c傳動嚙合角因 （5-11） =0.93969262 所以 =變位系數(shù)和 （5-12） =（17+30） =1.141圖55 選擇變位系數(shù)線圖中心距變動系數(shù)y y=1 （5-13）齒頂降低系數(shù) （5-14）分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過查找線圖55中心距變動系數(shù)y y=1 （5-15）齒頂降低系數(shù) （5-16）分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過查找線圖55得到邊位系數(shù) 則 (2) c-b傳動由于嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有

50、從而 且 2. 幾何尺寸計算結(jié)果對于單級的2Z-X(A)型的行星齒輪傳動按公式進行幾何尺寸的計算，各齒輪副的計算結(jié)果如下表：表52 各齒輪副的幾何尺寸的計算結(jié)果項目 計算公式a-c齒輪副b-c齒輪副分度圓直徑基圓直徑齒頂圓直徑外嚙合嚙合齒根圓直徑外嚙合嚙合注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪，齒輪；頂隙系數(shù)：齒輪5.5 裝配條件驗算對于所設(shè)計的單級2Z-X(A)型的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下裝配條件。5.5.1 鄰接條件按公式驗算其鄰接條件，即 （5-17）已知行星輪c的齒頂圓的直徑=164.513，和代入上式，則得164.513滿足鄰接條件5.5.2 同心條件按公式對于角變位有 （5-18）已知，代入

51、上式得=52.145滿足同心條件5.5.3 安裝條件按公式驗證其安裝條件，即得 （5-19）將 代入該式驗證得 滿足安裝條件嚙合要素的驗算1. a-c傳動端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑 （5-20）太陽輪 =29.31mm行星輪 =42.416mm（2）端面嚙合長度 （5-21）式中“”號正號為外嚙合，負號為嚙合；端面節(jié)圓嚙合角。直齒輪=則 =18.67（3）端面重合度 （5-22） =1.2652. 端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑行星輪由上面計算得，=42.416齒輪 =61.597（2）端面嚙合長度 =mm =24.05mm端面重合度 = =1.635.6 軸的確定行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)特點：行星輪軸承安裝在行星輪，行星軸固定在行星架的行星輪軸孔中；輸出軸和行星架通過鍵聯(lián)接其支承軸承在減速器殼體，太陽輪通過雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接，以實現(xiàn)太陽輪浮動。太陽輪浮動原理如圖56所示：圖56 太陽輪浮動原理5.6.1 行星