【正文】 ?bcffbhBFT12 （ ） 得 ?????? ??? = 本章小結 本章的主要內容是完成了同步附著參數及鼓式制動器的基本參數設計，還確定了鼓式制動器的主要零部件的結構設計。制動效能是制動性能中最基本的評價指標。 因為制動過程實際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設計制動器時要考慮的一個重要問題。 制動過程中汽車維持直線行駛，或按預定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。 方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側滑以及失去轉向能力等方面考驗。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。 理論上分析如下，真正的評價是靠實驗的。 所以，前、后制動器制動力分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設計汽車制動 系必須妥善處理的問題。 制動減速度 制動系的作用效果，可以用最大制動減速度及最小制動距離來評價。 制動距離 S 在勻減速度制動時，制動距離 S 為 S=1/（ t12+ t12/2） Va+ Va2/254? （ ） 式中 ： t12— 消除蹄與制動鼓間隙時間，取 t12— 制動力增長過程所需時間取 故 S=1/（ + ） 30+ 302/254=8m 轎車的最大制動距離為： S T=+V2/150 V 取 30km/小時。 汽車的制動過程，是將其機械能（動能、勢能）的一部分轉變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。能量負荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴重 [5]。 L f= 7522441550 2??1497J/2≤1000J/2～ 1500J/2cm 故符合要求。 (2)汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角39。? = 2 9 2 6 0 0 2 6 7 ?? ?a rctg =? 最大停駐 坡高度應不小于 16%～ 20%，故符合要求。 Pro/ENGINEER Wildfire 簡單易用，功能強大、互聯互通，進一步 加強了產品的實用性，增加了許多實用的新功能，提高了整個產品開發(fā)體系中的個人效率和過程效率，能夠節(jié)省時間和成本，并提高產品質量。 （如圖 51）。 (5)用“拉伸”得到孔完成制動蹄的建模（圖 55），將以上的操作都鏡像得到實體（如圖 56）。 彈簧建模 新建立一個 “零件 ”，命名為 “tanhuang”。 圖 59 彈簧 凸輪軸的建模 新建零件圖名為 tulunzhou，草繪出凸輪軸的形狀，完成后用“拉伸工具”拉伸24mm，再用“拉伸工具”做出圓柱軸 510 33 圖 510 凸輪軸 制動底板的建模 制動底板是制動蹄、 凸輪軸 以及 支撐銷等零件的裝配承載底板，并要與制動鼓結合在一起。如圖 511 所示。 （ 2）支承銷 新建零件圖并命名為“ zhichengxiao”建立所需圖形的草圖，完成草圖后拉伸 14mm，并倒角，完成支承銷的建模（如圖 514）。裝配的基本步驟是：新建組件文件；添加裝配元件；約束裝配元件，在這步驟中會用到 “匹配 ”、 “對齊 ”、 “重合 ”、 “定向 ”等相關命令，在 “移動 ”中會多次用到 “平移 ”和 “旋轉 ” ；最后可以編輯裝配元件。 圖 517 制動器裝配圖 通過對裝配圖運行進行干涉檢查，得出沒有干涉現象，所以符合設計要求。這就將本次設計的實體模型建立出來。后處理階段是對前面的分析結果以圖形的形式顯示和輸出。有限元網格的劃分過程包括 2個步驟： ? 建立單元數據，這些數據包括單元的種類（ TYPE），單元的幾何常數（ R），單元的材料屬性（ MP）。 圖 63 網格劃分 40 （ 4）施加約束并求解 從主菜單中選擇 SolutionApplyStructuraldisplacementon lines ,拾取摩擦片里面的圓，單擊 OK 后如圖 64 圖 64 約束 通過 StructuralForceon Nodes施加的載荷為 如圖 65。應力較高的區(qū)域為摩擦襯片上部接近促動力作用的區(qū)域，圖中標 從識為 MX 處，最大應力為 ，襯片的屈服極限為 15MPa， 最大應力沒有超出屈服極限，所以摩擦片的設計滿足材料強度要求。 圖 610 網格劃分 圖 611 約束和載荷 （ 4)顯示結果 進入后處理器進行顯示結果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開等值線顯示節(jié)點解數據對話框， 得到制動蹄 44 的等效位移云圖如圖 612 和徑向應力云圖如圖 613。 （ 3）網格劃分 網格劃分是生成單元和節(jié)點的過程，在有限元的求解計算中，所有施加在有限元邊界上的載荷或約束，最終都是傳遞到有限元模型上（節(jié)點和單元）進行求解 [17]。 圖 614 網格劃分 46 圖 615 施加約束 圖 616 位移云圖 47 圖 617 von mises 等效應力 圖示可見，在制動鼓上，應力較高的區(qū)域為圖中標 從識為 MX 處，最大應力為，制動鼓的屈服極限為 255MPa， 最大應力沒有超出屈服極限，所以制動蹄的設計滿足材料強度要求。進行擴展求解，從主菜單中選擇 solution 進入求解器模塊，選擇 load step opts 進行進一步操作，再次求解，從主菜單中選擇Solution solve Current LS 命令，顯示結果振型圖 619. 完成零件的有限元。 完成零件的有限元模型建立后，如靜力分析一樣定義單元類型、定義材料屬性以及網格劃分（如圖 618）。 ? 設定 網格劃分的參數，最主要是定義對象邊界元素的大小和數目 [13]。 制動鼓的分析 （ 1）定義單元類型 從主菜單中選擇 prefrocessorelement typyadd/edit/delete命令選擇 solid brick 8node 45 單擊 0k。（如圖 68） 圖 68 單元類型 （ 2）定義材料屬性 用主菜單中選擇 prefrocessormaterial propsmateria model 命令選擇，填入 彈性模量 （2/Nm）： 泊松比（?）： 密度（3/kg m）：。 圖 65 施加載荷 41 （ 5） 顯示結果 進入后處理器進行顯示結果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開等值線顯示節(jié)點解數據對話框，選擇自由度解，選擇總位移，單擊 OK，結果顯示如圖 66。完成前兩步即可進行網格劃分，并完成有限元模型的建立，如果不滿意網格的結果，也可以清除網格，重新定義元素的大小、數目，再進行網格，直到得到滿意的網格為止。 圖 61 單元類型 （ 2）定義材料屬性 用主菜單中選擇 prefrocessormaterial propsmateria model 命令選擇，如圖 62。 38 第 6章 制動器零件的有限元分析 有限元方法是求解各種復雜數學物理問 題的重要方法，處理各種復雜工程問題的重要方法，是處理各種復雜工程問題的重要分析手段，也是進行科學問題的重要工具，ANSYS 典型的分析過程由前處理、求解計算和后處理三個部分組成，前處理模塊主要由兩部分組成：實體建模和網格劃分。 37 分解步驟是先打 開鼓式制動器組件；接著創(chuàng)建分解圖，創(chuàng)建需要執(zhí)行 “視圖 ”中的“視圖管理器 ”對分解對象進行編輯和設置 “屬性 ”；第三部是要移動元件的置，創(chuàng)建偏距線，得到分解圖中各個元件的位置。在裝配中用到的命令 添加依次添加將制動底板、 凸輪軸 、制動蹄、摩擦片、 滾輪 、 滾輪軸 、 支承銷 、 鎖止片 、 回位彈簧、 制動鼓等組件依次裝配好。 （ 4）滾輪軸 新建零件圖并命名為“ gunlunzhou”建立所需圖形的草圖，完成草圖后拉伸 34mm，并倒角，完成滾輪軸的建模（如圖 516）。輸入計算的尺寸，進行 360 度旋轉；再用 “打孔 ”工具進行軸孔和螺栓孔的建立。 運用 PRO/E 軟件進行制動底板的建模要綜合運用了多個知識點。最后單擊 “完成 ”得到彈簧模型。拉伸厚度為 。 (3)利用“筋”特征做出如圖的筋形狀（圖 53）。 本章就是以 Pro/ENGINEER Wildfire 軟件進行關于對鼓式制動器模型的三維建模。所得到的數值都滿足于制動器制動時的需要。 () 滿載時 39。 hg— 汽車質心高度。 27 則 ?1211 221 tAvme a??= 0 7 7 ?? ???=2/mmw )1(221 221 ???? tAvme a= ?? ??? =2/ 貨 車鼓式制動器的比能量耗散率應不大于 2/mmw，故符合要求。此時由于在短時間內制動摩擦產生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。 26 摩擦襯片的磨損特性計算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質，表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關，因此在理論 上要精確計算磨損性能是困難的。此時j=mrM r?/總 （ ） 式中：總— 汽車前、后輪制動力矩的總合。 當 I 線在 β線下方時，前輪先抱死。 （ 2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。最危險的情況是在高速制動 時后軸發(fā)生側滑。 （ 2） 制動時懸架導向桿系與轉向系拉桿在運動學上的不協(xié)調（互相干涉）。制動時發(fā)生跑偏、側滑或失去轉向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。若制動時發(fā)生跑偏、側滑或失去轉向能力。 24 制動效能的恒定性 制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。 制動性能評價指標 汽車制動性能主 要由以下三個方面來評價： （ 1）制動效能，即制動距離和制動減速度； （ 2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能； （ 3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側滑、以及失去轉向能力的性能 [2]。 ???? ?? ?ccf 故此蹄式制動器不會自鎖。 i i nc os 139。蹄式制動器的自鎖條件為 0)s in( c o s 11139。39。39。 ?????? ????? ])302s i n1 3 02s i ()1 3 02c o s302sa r c t a n [ ( c o 22 ?????????? ? 239。39。? ??3039。 39。1 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s/)]c o s( c o s4[ ???????? ?????? R 22 )202s i n1 3 02s i ()1 3 02c o s202( c o s/)]1 3 0c o s20( c o s2 1 04[ ???????????? = 對于減勢 蹄： 39。39。39。239。? maxP 為壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力。 39。 兩蹄的張開力 1p 、 2p 與制動氣室的推力 Q 之間的關系由下式表示： ? ?212 pphaQ ?? （ ） 式中： 2/a — 1p ， 2p 對凸輪中心的力臂， mm； h — Q 力對凸輪軸線的力臂 ， mm； 得： ? ? 1 1 7 0 23 0 87 8 5 2 246221 ????? pphaQ N 為了輸出 Q 力，制動氣室的工作面積為 pQA? （ ） 式中： p — 制動氣室的工作壓力， MPa； 得： 1 8 6 1 761 1 1 7 0 2??? pQA mm2 制動氣室的工作半徑為 ?Ar? （ ） 式中： A — 制動氣室的工作面積， mm2 ； 得：