【正文】 act on the quality of the average vehicle speed and vehicle transportation efficiency, that is, an important factor ensuring costeffective transport. It not only can slow down a moving vehicle, but also to ensure that the car can be fixed in situ after parking. This shows that the vehicle braking system plays an important role in traffic safety, the reliability of parking, and transport economic efficiency. This article through to the monly used drum brakes, according to the working principle analysis models characteristics, such as car stress, pleting the factor of drum brake overall design and nuclear check. Key words: Braking systems , Transportation economic benefit, Drum brake II 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 1章 緒 論 車輛的制動性能是車輛主動安全性能中最重要的性能之一?？梢姡苿酉到y(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞還直接影響車輛的平均車速和車輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。汽車的制動性能是由汽車的制動系統(tǒng)決定的，它主要是給安全行駛提供保證，其中其制動器性能的優(yōu)劣將直接影響汽車整車性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到駕乘人員的生命財產(chǎn)安全，重大交通事故往往與制動距離過長、緊急制動時發(fā)生側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力等情況有關(guān)，因此汽車的制動性能是汽車安全行駛的重要保障。從最初的皮革摩擦制動，到后來的鼓式、盤式制動器，再到機(jī)械式 ABS制動系統(tǒng)，緊接著伴隨電子技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了模擬電子 ABS 制動系統(tǒng)、數(shù)字式電控 ABS制動系統(tǒng)，等等。可以預(yù)見， EMB 將最終取代 1 傳統(tǒng)的液壓 (空氣 )制動器，成為未來汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展方向。應(yīng)用一套電控機(jī)械裝置調(diào)整領(lǐng)蹄的支承點(diǎn)來提高制動器的制動效能數(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。 2021 年，提出一種具有多自由度聯(lián)動蹄的新型蹄－鼓式制動器，該型式的制動器使得制動效能因數(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，并延長摩擦片使用壽命；性能參數(shù)可設(shè)計性強(qiáng)，可根據(jù)對制動效能的需要，較靈活地進(jìn)行制動器設(shè)計。 根據(jù)設(shè)計車型的特點(diǎn)，進(jìn)行參數(shù)選擇；確定制動器的結(jié)構(gòu)方案；完成制動器的總體和主要零部件的設(shè)計。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。 由于本設(shè)計的汽車總質(zhì)量大于 19t，所以采用 64的驅(qū)動形式。平頭式貨車得到廣泛的應(yīng)用。 質(zhì)量系數(shù) 是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即 ＝ me/m0。 商用貨車的總質(zhì)量 ma由整備質(zhì)量 m0、裝載質(zhì)量 me和駕駛員以及隨行人員質(zhì) 量三部分組成，即 ，式中，為包括駕駛員及隨行人員數(shù)在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動力性和通過性，驅(qū)動橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動軸上的負(fù)荷 可以適當(dāng)減小，以利減小從動輪滾動阻力和提高在環(huán)路面上的通過性，為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷 4 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 不應(yīng)過小，因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計時應(yīng)根據(jù)對整車的性能要求，使用條件等，合理地選擇軸荷分配。當(dāng)軸距小時，上述指標(biāo)均減小。 5 ? 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 3章 制動器的結(jié)構(gòu)型式及要求 汽車制動器除各種緩速裝置外，幾乎都是機(jī)械摩擦式的，即是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的摩擦而產(chǎn)生制動力矩使汽車減速或停車的，根據(jù)旋轉(zhuǎn)元件的不同分為鼓式和盤式兩大類，不過對于重型車來說，由于車速一般不是很高，鼓式剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，而且盤式制動器比鼓式制動器要貴些，因此許多重型車至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計。這是制動蹄 2分別受到制動鼓作用的法向反力 Y1 、 Y2 ，和切向力 X1 、 X2 ，而制動蹄的切向反力對制動鼓產(chǎn)生一個與其旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩（ X1+X2） R，（ R為制動鼓工作半徑），從而達(dá)到使汽車減速的目的。 (4)制動效能的熱穩(wěn)定性好。 (8)作用滯后的時間要盡可能地短。 (12)制動系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長、制造成本低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動時飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維 [6]。（ 2）張開裝置的形式與數(shù)量不同。在評比不同形式制動器的效能時，常用一種稱為制動效能因素的無因次指標(biāo)。要求制動器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對 的變化敏感性小。由圖 32(a)、 (b)可見，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更 8 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 緊，即摩擦力矩具有 “增勢 ”作用，故又稱增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有 “減勢 ”作用，故又稱減勢蹄。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車輪輪轂軸承承受。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當(dāng)?shù)販p小。因?yàn)橥馆喴髿鈮候?qū)動，因此這種結(jié)構(gòu)僅 用于總質(zhì)量大于或等于 10 t的貨車和客車上。當(dāng)張開裝置中的制動凸輪和制動楔塊都是浮動的時，也能保證兩蹄張開力相等，這時的凸輪稱為平衡凸輪。但這種制動器在汽車倒車時，兩制動蹄又都變?yōu)閺奶?，因此，它又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。 中級轎車的前制動器常用這種型式，這是由于這類汽車前進(jìn)制動時，前軸的動軸荷及附著力大于后軸，而倒車時則相反，采用這種結(jié)構(gòu)作為前輪制動器并與領(lǐng)從蹄式后輪制動器相匹配，則可較容易地獲得所希望的前、后輪制動力分配并使前、后輪制動器的許多零件有相同的尺寸。 圖 311 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動） （ a）一般形式；（ b）偏心機(jī)構(gòu)調(diào)整；（ c）輪缸上調(diào)整 其兩蹄的兩端均為浮式支承，不是支承在支承銷上，而是支承在兩個活塞制動輪缸的支座上 (圖 32(d)、圖 311)或其他張開裝置的支座上 (圖 31圖 313)。它也屬于平衡式制動器。 雙從蹄式制動器的制動效能穩(wěn)定性最好，但因制動效能最低，所以很少采用。顯然，第一制動蹄為一增勢的 領(lǐng)蹄，而第二制動蹄不僅是一個增勢領(lǐng)蹄，而且經(jīng)頂桿傳給它的推力 Q 要比制動輪缸給第一制動蹄的推力 P 大很多，使第二制動蹄的制動力矩比第一制動蹄的制動力矩大 2～ 3倍之多。 如圖 32(f)所示，將單向增力式制動器的單活塞制動輪缸換以雙活塞式制動輪缸，其上端的支 承銷也作為兩蹄可共用的，則成為雙向增力式制動器。但制動時作用于第二蹄上端的制動輪缸推力起著減小第二蹄與支承銷間壓緊力的作用。另外，它也廣泛用于汽車中央制動器，因?yàn)轳v車制動要求制動器正、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時不會產(chǎn)生高溫，因而熱衰退問題并不突出。 令 Ff= Tf/re 式 () 即制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動周緣力。但地面制動力 FB 受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 ，即 式（ ） 式中 ——輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z——地面對車輪的法向反力。 16 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 圖 制動器制動力與踏板力關(guān)系曲線 根據(jù)汽車制動時的整車受力分析，考慮到制動時的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力 Z1 ， Z2 為： 式（ ） Lgdt 式（ ） )Lgdt 式中 ： G——汽車所受重力； L——汽車軸距； L1——汽車質(zhì)心離前軸距離； 圖 汽車制動時整車受力分析圖 L2——汽車質(zhì)心離后軸距離； hg——汽車質(zhì)心高度； 17 2021屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 g ——重力加速度； du ——汽車制動減速度。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。 如果汽車前、后制動器的制動力 Ff1， Ff2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) 的路面上制動時，都能使前、后車輪同時抱死。同步附著系數(shù)的計算公式 式 () hg 滿載時： 空載時： 利用附著系數(shù)就是在某一制動強(qiáng)度 q 下