【正文】 要優(yōu)勢(shì)，旨在克服其主要缺點(diǎn)的研 1 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 究工作和技術(shù)改進(jìn)一直在進(jìn)行中，尤其是對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究受到高度重視。該制動(dòng)器達(dá)到相同的制動(dòng)力矩所要求的輸入力是盤式制動(dòng)器 1/7。 另外，近年來(lái)則出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動(dòng)器、濕式多盤制動(dòng)器、電力液壓制動(dòng)臂型盤式制動(dòng)器、濕式盤式彈簧制動(dòng)器等。 2 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 第 2章 汽車總體參數(shù)的選擇及計(jì)算 汽車的分類按照 GB/—2021 將汽車分為乘用車和商用車。 包括乘用車以及汽車總質(zhì)量小于 19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉的兩軸方案。 貨車可以按照駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置不同，分為平頭式、短頭式、長(zhǎng)頭式和偏置式四種。 所以本設(shè)計(jì)采用平頭式的布置形式，并且采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平， 值越大，說(shuō)明該汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平越先進(jìn)。代入數(shù)據(jù)， n=2， 可得到總質(zhì)量 。 表 22 各類汽車的軸荷分配 本設(shè)計(jì)選擇 后輪雙胎，平頭式的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。其工作原理如圖 。 制動(dòng)系應(yīng)滿足如下要求： (1)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。 (5)制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。 (9)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)系噪聲盡可能小，且無(wú)異常聲響。 鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類（見(jiàn)圖 31），它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。（ 3）制動(dòng)時(shí)兩蹄片之間有無(wú)相互作用。制動(dòng)效能因素的定義為：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑 R上所得到的摩擦力（ ）與輸入力 F0之比，即 式中， K為制動(dòng)器效能因素； R為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。 如圖 32(a)、 (b)所示，圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向 (制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn) )，蹄 1為領(lǐng)蹄，蹄 2為 從蹄。 “增勢(shì) ”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而 “減勢(shì) ”作用使從蹄所受的法向反力減小。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器也稱為非平衡式制動(dòng)器。 對(duì)于如圖 32 (a)所示具有定心凸輪張開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩分別相等，而作用于兩蹄的張開(kāi)力 P P2 則不等，且必然有 P1P2。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的兩個(gè)蹄常有固定的支點(diǎn)。也有非平衡式的制動(dòng)凸輪，其中心是固定的， 不能浮動(dòng)，所以不能保證作用在兩蹄上的張開(kāi)力相等。如圖 310 (c)所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作 對(duì)稱布置的，因此兩蹄對(duì)鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動(dòng)器。它不用于后輪還由于有兩個(gè)互相成中心對(duì)稱的制動(dòng)輪缸，難于附加駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 圖 312 曲柄機(jī)構(gòu)制動(dòng)器（氣壓驅(qū)動(dòng)） 圖 313 雙楔制動(dòng)器（氣壓驅(qū)動(dòng)） 當(dāng)制動(dòng)時(shí)，油壓使兩個(gè)制動(dòng)輪缸的兩側(cè)活塞 (圖 311)或其他張開(kāi)裝置的兩側(cè) (圖 31圖313)均向外移動(dòng)，使兩制動(dòng)蹄 均壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上。由于這種制 13 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 動(dòng)器在汽車前進(jìn)和倒退時(shí)的性能不變，故廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后輪。 如圖 32(e)所示，兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動(dòng)蹄支承在其上端制動(dòng)底板上的支承銷上。由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能互相平衡，因此屬于一種非平衡式制動(dòng)器。對(duì)雙向增力式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，不論汽車前進(jìn)制動(dòng)或倒退制動(dòng)，該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。雙向增力式制動(dòng)器也是屬于非平衡式制動(dòng)器。 圖 314 雙向增力式制動(dòng)器（浮動(dòng)支承）的結(jié)構(gòu)方案 圖 315雙向增力式制動(dòng)器（固定支點(diǎn)）的結(jié)構(gòu)方案 （ a）一般形式；（ b）浮動(dòng)形式；（ c）中心調(diào)整 考慮到制動(dòng)器的效能因素和制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性，且領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙易于調(diào)整，便于附裝駐車制動(dòng)裝置，根據(jù)設(shè)計(jì)車型的特點(diǎn)及制動(dòng)要求，并考慮到使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)等因數(shù)， 15 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4章 理想制動(dòng)力及其分配 對(duì)汽車制動(dòng)性能有著重要影響的制動(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)器最大制動(dòng)力矩等。Ff與地面制動(dòng)力 FB的方向相反，當(dāng)車輪角速度 時(shí)，大小亦相等，且 Ff僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 Ff 和地面制動(dòng)力 FB 達(dá)到附著力 值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。 dt 若在附著系數(shù)為 （我們選擇在瀝青路面上制動(dòng)，則選取 ）的路面上制動(dòng)，前、后輪均抱死（同時(shí)抱死或先后抱死均可），此時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為 式 du式中 q（ ） ——制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力； gdt FB1， FB2——前后軸車輪的地面制動(dòng)力。 由式 ()、式 ()、（ ）不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪 19 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 式 () 式 () 式中 Ff1——前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， ；； Ff2——后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， ； FB1——前軸車輪的地面制動(dòng)力； FB2 ——后軸車輪的地面制動(dòng)力； Z1， Z2——地面對(duì)前、后軸車 輪的法向反力； G ——汽車重力； L1， L2——汽車質(zhì)心離前、后軸距離； hg——汽車質(zhì)心高度。然而，目前大多數(shù)汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng) Ff1與汽車總制動(dòng)力 Ff 之比來(lái)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（ ） 圖 空載與滿載時(shí)理想制動(dòng)力分配曲線 20 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 則： 式（ ） L 代入數(shù)據(jù)得空載時(shí)： 滿載時(shí)： 由于在附著條件限定的范圍 式 () 上式在圖 中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為 (1 的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為 的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱 線。 制動(dòng)力矩 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 Z1,Z2 成正比。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，并且增加了成本。 24 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 表 52 制動(dòng)器襯片摩擦面積 制動(dòng)鼓各蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣得得中央。 ， ， ， ， 。 由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的儲(chǔ)氣罐壓力，一般為 － ，而安全閥限定的最高壓力則為。 制動(dòng)氣室的推力計(jì)算公式 式 () 活塞式制動(dòng)氣室的工作面積 A0＝ m2＝ 得到 Q＝ 14070 N ； 代入式 ()中，得到 P＝ 34840N ； 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 Qh 式 () a 29 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) =34840210/575 = N 由于本設(shè)計(jì)是三軸，這里的后軸乃是實(shí)際的中軸和后軸的等效軸。 由力 N1與張開(kāi)力 P1的關(guān)系，得出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式： 30 式 () 式 () 式 () 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 式中 ——x1 軸與力 N1 的作用線之間的夾角 S1x——支承反力在 x軸上的投影。對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即 式 () 由之前的計(jì)算可得上式各參數(shù)如下： h=a+c=172+168=340mm 31 2021屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 則： = 由式對(duì)于增勢(shì)蹄： 對(duì)于減勢(shì)蹄： 故對(duì)于后軸單個(gè)鼓式制動(dòng)器有： =11984+ = 對(duì)于后軸有： 由式 ()得出自鎖條