【正文】 .. 16 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) .......................................... 16 同步附著系數(shù) .................................................... 21 ............................................... 21 第 5章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................. 23 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) ............................................ 23 制動(dòng)鼓論 ........................................................... 44 致 謝 ................................................................... 45 參考文獻(xiàn) ................................................................ 46 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) 摘 要 據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問(wèn)題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù) 的 45%。汽車制動(dòng)系統(tǒng)主要由供能裝置、傳能裝置、控制裝置和制動(dòng)器組成，制動(dòng)器的實(shí) 際性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜和最不穩(wěn)定的因素，因此制動(dòng)器的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中顯得非常重。這些研究工作的重點(diǎn)在于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的效能及其穩(wěn)定性等的影響，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，制動(dòng)器的性能也有了一定程度的提高。對(duì)于關(guān)鍵磁性介質(zhì) ——磁粉，選用了抗氧化性強(qiáng)、耐磨、耐高溫 、流動(dòng)性好的軍工磁粉；磁轂組件選用了超級(jí)電工純鐵 DT4，保證了空轉(zhuǎn)力矩小、重復(fù)控制精度高的性能要求；在熱容量和散熱等方面，采用了雙側(cè)帶散熱風(fēng)扇，設(shè)計(jì)了散熱風(fēng)道等，使得該技術(shù)有著極好的應(yīng)用前景?？傎|(zhì)量在 19t~26t的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸或四軸以上的形式。 汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量 m0 、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù) 、汽 3 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) 車總質(zhì)量 ma 、軸荷分配等。 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示。軸距過(guò)短，會(huì)帶來(lái)一系列缺點(diǎn)，車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，使汽車的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞，車身縱向角震動(dòng)過(guò)大，此外還會(huì)導(dǎo)致萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等問(wèn)題。 (2)具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效 能和駐坡制動(dòng)效能。 (10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。 因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄相互對(duì)調(diào)。液壓或楔塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡(jiǎn)單非平衡式制動(dòng)器。張開(kāi)裝置有凸輪式 (見(jiàn)圖 32(a)、圖 3圖 34)、楔塊式 (見(jiàn)圖 3圖 36)、曲柄式 (參見(jiàn)圖 312)和具有兩個(gè)或四個(gè)等直徑活塞的制動(dòng)輪缸式的 (見(jiàn)圖 32(b)、圖 3圖 38)。 單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器根據(jù)其調(diào)整方法的不同，又有多種結(jié)構(gòu)方案，如圖 310所示。制動(dòng)鼓靠摩擦力帶動(dòng)兩制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，使兩制動(dòng)蹄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致；當(dāng)制動(dòng)鼓反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其過(guò)程類同但方向相反。當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí)，第一制動(dòng)蹄被單活塞的制動(dòng)輪缸推壓到制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上。只是當(dāng)制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，前制動(dòng)蹄為第一制動(dòng)蹄，后制動(dòng)蹄為第二制動(dòng)蹄；而反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一制動(dòng)蹄與第二制動(dòng)蹄正好對(duì)調(diào)。 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度 的車輪，其力矩平衡方程為 : 式（ ） 式中： Tf ——制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(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，N此后制動(dòng)力矩 Tf 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而 即成為與 FB相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的 周緣力的極限值。 由式 ()、 ()得 式 式中 L——汽車的軸距。由式（ ）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 21 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) Tf2Ff2re= 式（ ） 22 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 5章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 制動(dòng)鼓 D/Dr= 商用車 D/Dr= 制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參考專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T309—1999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》。 本設(shè)計(jì)中，摩擦襯片包角 ，制動(dòng)蹄摩擦襯片寬度 b 根據(jù) QC/T3091999《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》可取 b=140mm。 圖 52 支承銷式制動(dòng)蹄 將數(shù)值代入式 ()和式 ()計(jì)算得： A＝ B＝ 帶入式（ 54）和式（ 55）計(jì)算得： BFT1＝ 27 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) BFT2＝ 將得到的結(jié)果代入式 ()得 BF＝ 制動(dòng)力的計(jì)算 所需的制動(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： Lg Lgdu)dt du) dt 汽車總的地面制動(dòng)力為： 前、后軸車輪附著力為： 式 故所需的制動(dòng)力 F需 =61216 N 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 () P 它表示制動(dòng)器的效能，因此又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)。 所以后軸能產(chǎn)生的制動(dòng)力 F=4*F能 =4 N = F=2 F能 需 =61216N 故所設(shè)計(jì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。當(dāng)該式的分母等于零時(shí)，蹄自鎖： 式 () 如果 式 式 () 成立，則不會(huì)自鎖，代入之前數(shù)據(jù)得： 32 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) = f= 式 成立，不會(huì)自鎖 由式 (5—17)可求出領(lǐng)蹄表面的最大壓力為 式 P1， h， ， R， ， ——見(jiàn)圖 ； ， ——見(jiàn)圖 ；， b——摩擦襯片寬度； f——摩擦系數(shù)。 式 () 并考慮到 式 () 則有 式 () 如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄和逆著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄的 和 同，顯然兩種蹄的 和 值也不同。 選擇h＝ 104， a＝ 42 。 以上各式中的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。 摩擦襯片的包角 通常在 范圍 式（ 52） 式中 是以弧度為單位，當(dāng) A， R， 確定后，由上式也可初選襯片寬 b的尺寸。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式 式 () hg 滿載時(shí)： 空載時(shí)： 利用附著系數(shù)就是在某一制動(dòng)強(qiáng)度 q 下，不發(fā)何生任車輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù) 。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。但地面制動(dòng)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(duì)車輪的法向反力。另外，它也廣泛用于汽車中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車制動(dòng)要求制動(dòng)器正、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高溫，因而熱衰退問(wèn)題并不突出。 如圖 32(f)所示，將單向增力式制動(dòng)器的單活塞制動(dòng)輪缸換以雙活塞式制動(dòng)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(dòng)器。 雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定性最好，但因制動(dòng)效能最低，所以很少采用。 圖 311 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)） （ 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(gè)活塞制動(dòng)輪缸的支座上 (圖 32(d)、圖 311)或其他張開(kāi)裝置的支座上 (圖 31圖 313)。但這種制動(dòng)器在汽車倒車時(shí)，兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶?，因此，它又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。因?yàn)橥馆喴髿鈮候?qū)動(dòng)，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。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平