領(lǐng)從蹄鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱：汽 車 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目：領(lǐng) 從 蹄 式 鼓 式 制 動(dòng) 器 設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化 系： 車輛工程 專 業(yè)： 車 輛 工 程 班 級(jí)： 10級(jí) 學(xué) 號(hào)：021000606 學(xué)生姓名：陳嘉斌 起訖日期： 2013.12.29-2014.01.17 指導(dǎo)教師： 嚴(yán) 世 榕 職稱： 教 授 一、課程設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）原始數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)一款適用于整備質(zhì)量為1200kg左右、駕乘人員最多為5人的普通家用轎車的后輪制動(dòng)用的鼓式制動(dòng)器。要求當(dāng)車速為32km/h時(shí)，剎車距離不大于9.8米。具體汽車的有關(guān)參數(shù)，通過汽車實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)上資料

2、等自己查找確定具體的一款轎車的相關(guān)參數(shù)。技術(shù)要求：1）設(shè)計(jì)的該型鼓式制動(dòng)器滿足剎車要求。同時(shí)要求便于維護(hù)、維修、檢查、調(diào)整等。2）該鼓式制動(dòng)器的強(qiáng)度、剛度等滿足使用要求和安全要求。3）圖紙質(zhì)量、制造與安裝要求，以及尺寸標(biāo)注等，按通常機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范要求。4）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件工作要求：1）圖紙用手工繪畫；2）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由圖紙、設(shè)計(jì)說明書等構(gòu)成，后者要求用電腦打印。3）每天按時(shí)到達(dá)指定地點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)地點(diǎn)，不影響他人正常工作。4）按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，按時(shí)提交設(shè)計(jì)圖紙、說明書，并按時(shí)參加答辯。5）時(shí)間上，要求：第一周的頭二天，復(fù)習(xí)掌握該種制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理；第三天初步設(shè)計(jì)計(jì)算。第二周進(jìn)行裝

3、配總圖繪畫、分析計(jì)算與改進(jìn)。第三周頭三天相關(guān)零部件。后兩天完善計(jì)算說明書、打印、準(zhǔn)備答辯、參加答辯等。二、課程設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及張數(shù)設(shè)計(jì)一張完整的制動(dòng)器裝配圖；完成若干零部件圖。（總圖量大約相當(dāng)于1.5張0號(hào)圖,全部手工畫圖）三、課程設(shè)計(jì)實(shí)物內(nèi)容及要求除了上述規(guī)定的圖紙外,還要提供設(shè)計(jì)說明書一本.四、主要參考資料1 劉惟信, 汽車設(shè)計(jì), 北京:清華大學(xué)出版社, 20012 王望予, 汽車設(shè)計(jì)(第三版), 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 20023 余志生, 汽車?yán)碚?第三版), 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 20004 陳家瑞, 汽車構(gòu)造(下), 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 20015 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì), 機(jī)械設(shè)

4、計(jì)手冊(cè)(新版),北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20046 (日)安部正人, 陳辛波譯,汽車的運(yùn)動(dòng)和操縱, 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 19987 Jay Webster, Automotive suspension, steering and brakes, New York: Delmar Publishers Inc., 19878 簡(jiǎn)曉春, 杜仕武, 現(xiàn)代汽車技術(shù)及其應(yīng)用, 北京:人民郵電出版社, 20049 汽車工程手冊(cè)編委會(huì),汽車工程手冊(cè)（設(shè)計(jì)篇），北京：人民郵電出版社,200110 汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編，長春：中國汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)化中心， 200011 中國汽車技術(shù)研究中心等,中國汽車車型手冊(cè),

5、北京:學(xué)苑出版社,2000任務(wù)下達(dá)日期2013年12月29日完成日期2014年1月17日指導(dǎo)教師（簽名）學(xué)生（簽名）說明：本表除簽名外均可采用計(jì)算機(jī)打印。本表不夠，可另加頁。目 錄第1章制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇11.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)21.2 同步附著系數(shù)71.3制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩91.4 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)11.4.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D111.4.2制動(dòng)鼓厚度n121.4.3 摩擦襯片起始角131.4.4 制動(dòng)器中心到張開力P作用線的距離a131.4.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)k和c131.4.6 襯片摩擦系數(shù)f14第2章制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算142.1浮式領(lǐng)從蹄制動(dòng)器(平行支座面)

6、 制動(dòng)器因素計(jì)算142.2制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算162.2.1所需制動(dòng)力計(jì)算162.2.2制動(dòng)踏板力驗(yàn)算172.2.3 確定制動(dòng)輪缸直徑182.2.4輪缸的工作容積182.2.5 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力計(jì)算192.3行車制動(dòng)效能計(jì)算20第三章 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)213.1制動(dòng)鼓213.2制動(dòng)蹄213.3制動(dòng)支承21第四章 校核 223.4駐車制動(dòng)的計(jì)算42結(jié)論50致謝51參考文獻(xiàn)52附錄53一選定車型整車性能參數(shù)：軸距 2605mm車輪滾動(dòng)直徑： 605mm滿載輪距前/后 1355/1250滿載質(zhì)量1600kg滿載時(shí)質(zhì)心高度 810mm整備質(zhì)量 1140kg空載時(shí)輪距前/后1205/1

7、400空載時(shí)質(zhì)心高度 950mm輪胎型號(hào) 195/60R15手動(dòng)5擋制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要預(yù)先給定的參數(shù)有：汽車軸距L；車輪滾動(dòng)半徑；汽車空，滿載時(shí)的總質(zhì)量，；空，滿載時(shí)的質(zhì)心位置，包括質(zhì)心高度，質(zhì)心離前軸距離，質(zhì)心離后軸軸距，；空，滿載時(shí)的軸荷分配：前軸負(fù)荷，后軸負(fù)荷，等。而對(duì)于汽車制動(dòng)性能有重要影響的制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)，同步附著系數(shù)，制動(dòng)強(qiáng)度，附著系數(shù)利用率，最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)因素等。2.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)汽車制動(dòng)時(shí)，若忽略路面對(duì)車輪滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對(duì)任一角度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

8、的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(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

9、輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z 地面對(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；

10、汽車質(zhì)心高度，mm； 附著系數(shù)。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

11、得得前、后軸車輪附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

12、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。 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

13、 式（2.9）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)。又由于滿載和空載

14、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)，空

15、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：圖

16、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=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，以保證

17、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。 根據(jù)

18、市場(chǎng)上的大多數(shù)微型貨車輪胎規(guī)格及國家標(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)過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即(1)前輪先抱死拖滑

19、，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)195/60R15，得Dr=1525.4=381mm 故取 D

20、Dr=0.68 則制動(dòng)鼓內(nèi)徑直徑 D=0.68x Dr=0.68x381=259.08mm參照中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 3091999 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列，輪輞直徑15英寸的制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑不超過260mm。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=260mm輪輞直徑Dr=381mm,制動(dòng)鼓的直徑D與輪輞直徑之比的范圍：D/Dr=0.640.83；經(jīng)過計(jì)算，初選數(shù)值約為0.682，屬于0.640.83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

21、數(shù)3.2制動(dòng)鼓厚度n制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其散熱容量，但試驗(yàn)表明，壁厚由11mm增至20mm時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：轎車制動(dòng)鼓壁厚取為712mm。貨車取為1318mm。本設(shè)計(jì)取制動(dòng)鼓厚度為 n=10mm。制動(dòng)鼓有鑄造的和組合式兩種。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)鼓的外圓周部分鑄有肋，用來加強(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，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。2.4.2 摩擦襯片寬度b和包角摩擦襯片寬度尺寸的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。襯

22、片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，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。制動(dòng)鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積為A=Rb。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積越大，制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車輪鼓式制動(dòng)器的襯片面積隨汽車總質(zhì)量增大而增大，具體數(shù)據(jù)見表2.5。試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角為：90100時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減小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

23、一般不宜大角于120。襯片寬度b較大可以減少磨損，但過大將不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。初選襯片包角。摩擦襯片寬度b取得較大可以降低單位壓力、減少磨損，但過大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。通常根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過2.5MPa，以及國家標(biāo)準(zhǔn)QC/T3091999選取摩擦襯片寬度b=40mm。表 2.4 制動(dòng)器襯片摩擦面積根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大，并且制動(dòng)器各蹄片摩擦襯片總摩擦面積愈大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力愈小，從而磨損亦愈小。而單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積A又決定于制動(dòng)鼓半徑R、襯片寬度b及包角，即 式(2.21)式中，是以弧度(

24、rad)為單位，故摩擦襯片的摩擦面積A=13040100/1803.14mm2=90.7cm2單個(gè)制動(dòng)器的摩擦襯片的摩擦面積=2A=181.4 cm2，如表2.4所示，摩擦襯片寬度b的選取合理。2.4.3 摩擦襯片起始角一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令=90-/2=。2.4.4 制動(dòng)器中心到張開力P作用線的距離a在保證輪缸能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a(圖 2.6 )盡可能大，以提高制動(dòng)效能。初取a=0.8R左右，則取a=104mm2.4.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)k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k盡可能小而c盡可能大(圖2.6 )。初取k=0.2R=26mm，c=

25、104mm。2.4.6 襯片摩擦系數(shù)f選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)高，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。但不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，對(duì)領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器而言，提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性是非常重要的。另外，在選擇摩擦材料時(shí)應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無害的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于250時(shí)，保持摩擦系數(shù)=0.350.40已無大問題。因此，在假設(shè)的理想條件下進(jìn)行制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)，取=0.38可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際。第3章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1浮式領(lǐng)從蹄制動(dòng)器(平行支座面) 制動(dòng)器因素計(jì)算 對(duì)于浮式蹄，其蹄片端部支座面法線可與張開力作用

26、線平行(稱為平行支座)或不平行(稱為斜支座)。參見圖3.1。平行支座可視作斜支座的特例，即圖3.1中，對(duì)于最一般的情況：圖3.1 浮式蹄(a)平行支座 (b) 斜支座單個(gè)斜支座浮式領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄因數(shù)BFT3= 式(3.1)單個(gè)斜支座浮式從蹄制動(dòng)蹄因數(shù)BFT4= 式(3.2)上兩式中 式(3.3) 式(3.4) 式(3.5) 式(3.6) 式(3.7) 式(3.8)為蹄片端部與支座面間摩擦系數(shù)，如為鋼對(duì)鋼則=0.20.3。角正負(fù)號(hào)取值按下列規(guī)則確定：當(dāng)，為正；，為負(fù)。這樣浮式領(lǐng)從制動(dòng)器因數(shù)為 式(3.9)對(duì)于平行支座式的支撐形式，以上各式中，取=0.3，f=0.4，故可得： =104/120+104

27、/120+0.3（26/120） =1.80 =0.3（104/120） cos0 =0.26 = =0.53+ =1 =0.53-（0.3cos0-0） =0.23=0.3得： = =（0.381.8+0.3820.26）/（0.53-0.381+0.3820.23） =3.15= =（0.381.8-0.3820.26）/（0.53+0.381+0.3820.23） =0.68得 =3.15+0.68 =3.83表 3.1不同類型制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)3.2制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1所需制動(dòng)力計(jì)算 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，由之前的分析得：地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為：汽

28、車總的地面制動(dòng)力為：前、后軸車輪附著力為：故所需的制動(dòng)力F需= 式(3.10) = =3404.45N3.2.2制動(dòng)踏板力驗(yàn)算制動(dòng)踏板力可用下式計(jì)算：. 式(3.11)式中 主缸活塞直徑，為23.81mm；制動(dòng)管路的液壓；踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，一般為25，取4.5；真空助力比，取4.5，見圖3.2；踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，可取0.850.95，取為0.92。 圖3.2 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算用簡(jiǎn)圖根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)取制動(dòng)時(shí)的踏板力為=250N，可得制動(dòng)管路的液壓p= 式(3.12) = =9mpa3.2.3 確定制動(dòng)輪缸直徑 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄或制動(dòng)塊的作用力P與輪缸直徑及制動(dòng)輪缸中的液壓力P有如下關(guān)系

29、： 式(3.13)式中 考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓= 812MPa，取= 9MPa。由 ， 式(3.14)及張開力的計(jì)算公式：與制動(dòng)器因數(shù)定義得=22.13mm輪缸直徑應(yīng)在GB752487標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，缸直徑的尺寸系列為：14.5，16，17.5，19，22，24，25,28，30，32，35，38，40，45，50，55mm。取得 =24mm3.2.4輪缸的工作容積一個(gè)輪缸的工作容積： 式(3.16)式中一個(gè)輪缸活塞的直徑；n輪缸的活塞數(shù)目；一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程：在初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器取=22.5mm。消除制動(dòng)蹄(制動(dòng)塊)與制動(dòng)鼓(制動(dòng)盤)間的間隙所需

30、的輪缸活塞行程，對(duì)鼓式制動(dòng)器約等于相應(yīng)制動(dòng)蹄中部與制動(dòng)鼓之間的間隙的2倍；因摩擦襯片(襯塊)變形而引起的輪缸活塞行程，可根據(jù)襯片(襯塊)的厚度、材料彈性模量及單位壓力計(jì)算；，鼓式制動(dòng)器的蹄與鼓之變形而引起的輪缸活塞行程，試驗(yàn)確定?？傻茫阂粋€(gè)輪缸的工作容積： =mm3 =2079.94 mm3全部輪缸的總工作容積 式(3.17) 式中 m輪缸數(shù)目。則全部輪缸的總工作容積V =42079.94 mm3 =8319.76mm33.2.5 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力計(jì)算由制動(dòng)器因數(shù)BF的表達(dá)式（即，）， 式(3.18)它表示制動(dòng)器的效能，因此又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所

31、能輸出的力或力矩，用于評(píng)比不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即式(3.19)式中 制動(dòng)器的摩擦力矩；R制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑；P輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開力(或加于兩制動(dòng)塊的壓緊力)的平均值為輸入力。由張開力計(jì)算公式， 式(3.20)式中制動(dòng)輪缸直徑P制動(dòng)輪缸中的液壓壓力，可得： 張開力P=（3.14/4）2429N =4069.44N由制動(dòng)器效能因數(shù)的定義，可得制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力F能=BFPR/re =3.834069.44130/304.5 =6654.10N后軸能產(chǎn)生的制動(dòng)力F=2 F能=26654.10N

32、=13308.20NF=2F能=13308.20NF需=3414.45N故所設(shè)計(jì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。3.7行車制動(dòng)效能計(jì)算 行車制動(dòng)效能是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離來評(píng)價(jià)的。汽車的最大減速度由下式確定： 式(3.54)由此得出 式(3.55)式中： 汽車所受重力，N附著系數(shù) g重力加速度，=9.8 v制動(dòng)初速度，m/s.故最大減速度=0.8 g制動(dòng)距離S= 式(3.56) 式中：機(jī)構(gòu)制動(dòng)滯后時(shí)間，取0.15s制動(dòng)器制動(dòng)力增長過程所需時(shí)間，取0.6s+制動(dòng)作用時(shí)間，一般在0.2s0.9s之間V制動(dòng)初速度，由表 取為32km/h故制動(dòng)距離S=9.04m433.944

33、N*m因此后輪最大制動(dòng)力矩符合要求致 謝通過這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)四年來所學(xué)習(xí)的知識(shí)有了一個(gè)總結(jié)性的檢閱和考核。使我初步掌握了汽車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方法，以及有關(guān)的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，且較能熟練地掌握有關(guān)手冊(cè)和技術(shù)資料的運(yùn)用方法，是我們是否能夠合格畢業(yè)，是否有能力走向社會(huì)，面對(duì)自己的工作崗位的一向必不可少的基本能力的訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，向老師請(qǐng)教過許多問題，有時(shí)老師還在百忙中主動(dòng)幫助我。在老師的幫助過程中，師生之間有了更多接觸的時(shí)間和機(jī)會(huì)，加強(qiáng)了師生間的溝通和了解，進(jìn)一步增進(jìn)了師生之情。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我各方面的能力都得到了很大的提高，讓我具備了成為一名工程技術(shù)人員的基本素質(zhì)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)到自己還存在的許多的不足，為日后的工作和學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師文孝霞。她平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)