載貨汽車(chē)后橋鼓式制動(dòng)器及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-06-04 05:25 本頁(yè)面
【正文】 蹄片間隙工作變得困難。少數(shù)輕、中型貨車(chē)用來(lái)作前制動(dòng)器。 雙向增力式制動(dòng)器的兩蹄片端部各有一個(gè)制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的共同支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有一個(gè)輪缸，內(nèi)裝兩個(gè)活塞用來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)張開(kāi)兩蹄片，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體（圖11f）。與單向增力式不同的是次蹄片上也作用有來(lái)自輪缸活塞推壓的張開(kāi)力，盡管這個(gè)張開(kāi)力的制動(dòng)力矩能大到主領(lǐng)蹄制動(dòng)力矩的2——3倍。因此，采用這種制動(dòng)器后，即使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中不用伺服裝置，也可以借助很小的踏板力得到很大的制動(dòng)力矩。這種制動(dòng)器前進(jìn)與倒車(chē)的制動(dòng)效果不變。雙向增力式制動(dòng)器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性比較差。除此之外，兩蹄片上的單位壓力不等，故磨損不均勻 ，壽命不同。調(diào)整間隙工作與單向增力式一樣比較困難。因只有一個(gè)輪缸，故制動(dòng)器不適合用于有的雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 圖. 雙向增力式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的需要給定的整車(chē)參數(shù)有： 型式 平頭、雙軸、后橋驅(qū)動(dòng)、輕型載貨汽車(chē) 載重量 4905 全長(zhǎng) 5998 最寬 2100 總高 2330 軸距 3860 整備重量 （包括燃料、水、備胎） 2825滿載總重 7860空車(chē)軸荷分配 前軸 50% 后軸 50% 滿載軸荷分配 前軸 2594 33% 后軸 5266 67% 最大爬坡度 25度 最高車(chē)速 滿載時(shí) 98km/h 設(shè)計(jì)乘員數(shù) 2人 滿人數(shù)質(zhì)量為130kg：輪輞直徑Dr=16*22=352mm；輸入力F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)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不大于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。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并且有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。制動(dòng)鼓與輪輞直徑之比D/Dr的范圍如下：轎車(chē)： D/Dr=～貨車(chē)： D/Dr=～D = 352* = 289 mm； （11）輪轂內(nèi)徑：D=290mm。實(shí)驗(yàn)表明摩擦襯片包角β角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過(guò)高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處的單位壓力最小。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，包角一般不宜大于120176。故取 β = 110176。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，并且增加成本，過(guò)大也不宜保證與制動(dòng)鼓全面接觸。 制動(dòng)鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積為Ap=，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)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，由貨車(chē)質(zhì)量單個(gè)制動(dòng)器總的襯片面積Ap=150～250cm （12）取b=65 mm一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令如圖所示，有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性和制動(dòng)性能。故取 （13）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a盡可能大，以提高制動(dòng)效能： （14）取a=110mm 圖13 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)在保證兩蹄支撐端面不致相互干涉的條件下，使c盡可能的大，k盡可能小，暫定c = =120 mm 取c=110mmk = 20 mm.選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其穩(wěn)定性要好，受高溫度和壓力影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)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的要求，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的?！?。一般來(lái)說(shuō)，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。故取 f=。 第二章 鼓式制動(dòng)器主要零件設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算除摩擦襯片因有彈性容易變形外，制動(dòng)鼓蹄片和支承也有變形，所以計(jì)算法向力在摩擦襯片上的分布規(guī)律比較困難。通常只考慮襯片徑向變形的影響，其他零件變形的影響較小而忽略不計(jì)。制動(dòng)蹄有一個(gè)自由度和兩個(gè)自由度之分，本設(shè)計(jì)的制動(dòng)蹄有兩個(gè)自由度，兩個(gè)自由度的緊蹄摩擦襯片徑向變形規(guī)律，如圖21所示將坐標(biāo)原點(diǎn)取在制動(dòng)鼓中心o點(diǎn)。y坐標(biāo)軸線通過(guò)蹄片的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心a點(diǎn)。 圖21 計(jì)算制動(dòng)蹄摩擦稱片徑向變形簡(jiǎn)圖制動(dòng)時(shí)，由于摩擦襯片變形，蹄片一面繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心移動(dòng)，同時(shí)還順著摩擦力作用的方向沿支承面移動(dòng)。結(jié)果蹄片中心位于O點(diǎn)，因而未改變的摩擦襯片的表面輪廓（E，E線）就沿OO方向移動(dòng)進(jìn)入制動(dòng)鼓內(nèi)，顯然，表面上所有點(diǎn)在這個(gè)方向的變形是一樣的，位于半徑OB上的任意點(diǎn)B的變形就是BBˊ線段，所以同樣一些點(diǎn)的徑向變?yōu)?考慮到和所以對(duì)于緊蹄的徑向變形和壓力P為： （21）式中：為任意半徑OB和y軸之間的夾角；最大壓力線OO與X軸之間的夾角； 半徑OB和OO線之間的夾角； 所以可以認(rèn)為：對(duì)于尚未磨合的新制動(dòng)蹄襯片，沿其長(zhǎng)度方向的壓力分布符合正弦曲線規(guī)律。沿摩擦襯片長(zhǎng)度方向壓力分布不均勻程度，可用不均勻系數(shù)評(píng)價(jià)： 式中制動(dòng)蹄襯片上的最大壓力；在同等制動(dòng)力矩作用下，假想壓力分布均勻時(shí)的壓力。 在計(jì)算鼓式制動(dòng)器時(shí)，必須建立制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。為計(jì)算制動(dòng)蹄片上的力矩TTf1，在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與y1軸的交點(diǎn)為a處，單元面積為bRda，其中b為摩擦襯片寬度，R為制動(dòng)鼓半徑，da為單元面積的包角，如圖（5）所示。由制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向反力為： （22）而摩擦力fdN產(chǎn)生制動(dòng)力矩為 在由區(qū)段上積分上式，得 （23）當(dāng)法向壓力均布時(shí) （24）不均勻系數(shù) 圖22 制動(dòng)力矩的計(jì)算用簡(jiǎn)圖其中： 前面已選定為35度 所以： 式（23）和（24）給出的是由壓力計(jì)算制動(dòng)力矩的方法，單在實(shí)際計(jì)算中采用由張開(kāi)力p計(jì)算制動(dòng)力矩T 的方法則更為方便。前蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩TTf可表達(dá)如下： （25）式中 N——單元法向的合力； ——摩擦力fN的作用半徑（見(jiàn)圖22）為了求的力N1和張開(kāi)力P1的關(guān)系式，寫(xiě)出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式： （26） 式中 的作用線之間的夾角；S1x——支撐反力Q在X1軸上的投影。解式 （26），得 （27） 圖23 張開(kāi)力計(jì)算用簡(jiǎn)
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