【正文】 ff ??? 21 （ ） ggff hL hLFF ?????1221 （ ） 式中： G汽車(chē)重力； 1fF — 前制動(dòng)器制動(dòng)力 ， N； 2fF — 后制動(dòng)器制動(dòng)力 ， N； 1L — 質(zhì)心到前軸的距離 ， mm； 2L — 質(zhì)心到后軸的距離 ， mm。 根 據(jù)相關(guān)資料查出貨車(chē)0??，故取0?=。但止境的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且直徑的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì)量增大，使汽車(chē)的非懸掛質(zhì)量增大，而不利于汽車(chē)的行駛平順性。cm～ 20 N制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)外緣可開(kāi)小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。另外，根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式制動(dòng)器總的摩擦襯片面積隨汽車(chē)總質(zhì)量的增大而增大。 故 c=168mm K 盡可能的小，以使 c 盡可能的大，初步設(shè)計(jì) 取 k=28mm。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底 板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開(kāi)槽供制動(dòng)蹄腹板張開(kāi)端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ 之間，少數(shù)可達(dá) 。模壓材料的撓性較差．故應(yīng)按襯片或襯塊規(guī)格模壓 [3]。本次設(shè)計(jì)采用 KTH370—12。 39。239。39。 39。39。39。蹄式制動(dòng)器的自鎖條件為 0)s in( c o s 11139。 ???? ?? ?ccf 故此蹄式制動(dòng)器不會(huì)自鎖。 24 制動(dòng)效能的恒定性 制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時(shí)，汽車(chē)將偏離給定的行駛路徑。最危險(xiǎn)的情況是在高速制動(dòng) 時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。 當(dāng) I 線在 β線下方時(shí)，前輪先抱死。 26 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論 上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。 27 則 ?1211 221 tAvme a??= 0 7 7 ?? ???=2/mmw )1(221 221 ???? tAvme a= ?? ??? =2/ 貨 車(chē)鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 2/mmw，故符合要求。 () 滿載時(shí) 39。 本章就是以 Pro/ENGINEER Wildfire 軟件進(jìn)行關(guān)于對(duì)鼓式制動(dòng)器模型的三維建模。拉伸厚度為 。 運(yùn)用 PRO/E 軟件進(jìn)行制動(dòng)底板的建模要綜合運(yùn)用了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。 （ 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）。 37 分解步驟是先打 開(kāi)鼓式制動(dòng)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(duì)分解對(duì)象進(jìn)行編輯和設(shè)置 “屬性 ”；第三部是要移動(dòng)元件的置，創(chuàng)建偏距線，得到分解圖中各個(gè)元件的位置。 圖 61 單元類(lèi)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。 圖 65 施加載荷 41 （ 5） 顯示結(jié)果 進(jìn)入后處理器進(jìn)行顯示結(jié)果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開(kāi)等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)對(duì)話框，選擇自由度解，選擇總位移，單擊 OK，結(jié)果顯示如圖 66。 制動(dòng)鼓的分析 （ 1）定義單元類(lèi)型 從主菜單中選擇 prefrocessorelement typyadd/edit/delete命令選擇 solid brick 8node 45 單擊 0k。 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(lèi)型、定義材料屬性以及網(wǎng)格劃分（如圖 618）。 圖 614 網(wǎng)格劃分 46 圖 615 施加約束 圖 616 位移云圖 47 圖 617 von mises 等效應(yīng)力 圖示可見(jiàn)，在制動(dòng)鼓上，應(yīng)力較高的區(qū)域?yàn)閳D中標(biāo) 從識(shí)為 MX 處，最大應(yīng)力為，制動(dòng)鼓的屈服極限為 255MPa， 最大應(yīng)力沒(méi)有超出屈服極限，所以制動(dòng)蹄的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度要求。 圖 610 網(wǎng)格劃分 圖 611 約束和載荷 （ 4)顯示結(jié)果 進(jìn)入后處理器進(jìn)行顯示結(jié)果操作： General PostprocPlot ResultContour PlotNodal Solu 命令，打開(kāi)等值線顯示節(jié)點(diǎn)解數(shù)據(jù)對(duì)話框， 得到制動(dòng)蹄 44 的等效位移云圖如圖 612 和徑向應(yīng)力云圖如圖 613。 圖 63 網(wǎng)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(guò) StructuralForceon Nodes施加的載荷為 如圖 65。后處理階段是對(duì)前面的分析結(jié)果以圖形的形式顯示和輸出。 圖 517 制動(dòng)器裝配圖 通過(guò)對(duì)裝配圖運(yùn)行進(jìn)行干涉檢查，得出沒(méi)有干涉現(xiàn)象，所以符合設(shè)計(jì)要求。 （ 2）支承銷(xiāo) 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(xiāo)的建模（如圖 514）。 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(dòng)底板的建模 制動(dòng)底板是制動(dòng)蹄、 凸輪軸 以及 支撐銷(xiāo)等零件的裝配承載底板，并要與制動(dòng)鼓結(jié)合在一起。 (5)用“拉伸”得到孔完成制動(dòng)蹄的建模（圖 55），將以上的操作都鏡像得到實(shí)體（如圖 56）。 Pro/ENGINEER Wildfire 簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大、互聯(lián)互通，進(jìn)一步 加強(qiáng)了產(chǎn)品的實(shí)用性，增加了許多實(shí)用的新功能，提高了整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系中的個(gè)人效率和過(guò)程效率，能夠節(jié)省時(shí)間和成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。 (2)汽車(chē)可能停駐的極限下坡路傾斜角39。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重 [5]。 制動(dòng)距離 S 在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離 S 為 S=1/（ t12+ t12/2） Va+ Va2/254? （ ） 式中 ： t12— 消除蹄與制動(dòng)鼓間隙時(shí)間，取 t12— 制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程所需時(shí)間取 故 S=1/（ + ） 30+ 302/254=8m 轎車(chē)的最大制動(dòng)距離為： S T=+V2/150 V 取 30km/小時(shí)。 所以，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配將影響汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，是設(shè)計(jì)汽車(chē)制動(dòng) 系必須妥善處理的問(wèn)題。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。 制動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱(chēng)為方向穩(wěn)定性。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 ???? ???? ?? ?ccf inc os 239。111 ])s in( c o s/[ BPffcfhPT Tf ???? ???? 3 ) i ( c o 7 0/[ 3 93 3 ???????? P = P 減勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩 2222239。39。 ])2s i n2s i n2()2c o s2sa r c t a n [ ( c o 239。 39。239。39。 39。重型汽車(chē)則采用可聯(lián)鑄鐵KTH370—12 的制動(dòng)底板。 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)只有角而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能要好，不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料應(yīng)有好的耐磨性，低的吸水 (油、制動(dòng)液 )率，低的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率 (要求摩擦襯塊么 300℃ 的加熱板上：作用 30min 后，背板的溫度不越過(guò) 190℃ )和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗打、抗剪切、抗彎購(gòu)性能和耐沖擊性能；制動(dòng)時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕丁? 摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求 其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。初步設(shè)計(jì)可取 e= （ ） 式中： e — 制動(dòng)器中心到張開(kāi)力距離 mm； R — 制動(dòng)鼓半徑， mm。通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使單位壓力不 超過(guò) M aP 的條件來(lái)選擇襯片寬度的。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但試驗(yàn)表明，壁厚由 ll mm 增至 20 mm 時(shí)，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。因此可知前后制動(dòng)器比值符合要求 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩： eg rqhLLGM ?? )( 1m ax2 ? （ ） 式中： ? —— 該車(chē)所能遇到的最大附著系數(shù)； q —— 制動(dòng)強(qiáng)度； er—— 車(chē)輪有 效半徑； 15 max2?M—— 后軸最大制動(dòng)力矩； G —— 汽車(chē)滿載質(zhì)量； L —— 汽車(chē)軸距； 其中 ? ? ? ? 12 78 780 ???? ?????? gha aq ?? ? 故后軸 ? ? 2 5 95 4 2 2 1 7 8 9 0 0m a x2 ??????uMNm 前軸 1 5 2 5 95 2 4 7 m a x2m a x1 ????? uu MM ??Nm 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)選擇 在有關(guān)的整車(chē)總布置參數(shù)和制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式確定以后，就可以參考已有的同類(lèi)型、同等級(jí)汽車(chē)的同類(lèi)制動(dòng)器，對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行初選。 分析表明 [14]，汽車(chē)在同步附著系數(shù)為?的路面上制動(dòng) (前、后車(chē)輪同時(shí)抱死 )時(shí)，其制動(dòng)減速度為gqgdtdu 0???，即0??q， 為制動(dòng)強(qiáng)度。 令 efrTF? （ ） 稱(chēng)之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力 矩所需的力。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車(chē)中使用，主要用于制動(dòng)負(fù)荷比較小的后輪和駐車(chē)制動(dòng)。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車(chē)和轎車(chē)上作為前輪制動(dòng)器。這種結(jié)構(gòu)常用于中級(jí)轎車(chē)的前輪制動(dòng)器，這是因?yàn)檫@類(lèi)汽車(chē)前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，前軸的動(dòng)軸荷及 附著力大于后軸，而倒車(chē)時(shí)則相反。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱(chēng)為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動(dòng)鼓。制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大。具體要求詳見(jiàn) QC/T5821999； 6 （ 5）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好 ； （ 6）在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車(chē)都不應(yīng)喪失操縱穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性。 制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車(chē)制動(dòng)裝置和駐車(chē)制動(dòng)裝置。 課題研究方法 任務(wù)要求 確定 制動(dòng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)制動(dòng)器的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算及強(qiáng)度校和，利用 Pro/E 軟件建立制動(dòng)器三維模型裝配圖，通過(guò)干涉檢查驗(yàn)證制動(dòng)器設(shè)計(jì)的正確性，利用 Ansys 軟件對(duì)摩擦襯片有限元 分析。 有限元技術(shù)是機(jī)械工程應(yīng)用中普遍采用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)之一，已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分心計(jì)算問(wèn)題的有效途徑，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)普遍提高，有限元技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的法陣，求解問(wèn)題的范圍從線性問(wèn)題發(fā)展 到非線性問(wèn)題，鼓式制動(dòng)器具有系列化的特點(diǎn)，適于采用參數(shù)化的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析計(jì)算。三維造型技術(shù)、參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新概念、新辦法已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并發(fā)揮出前所未有的作用，推動(dòng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。 鼓式 制動(dòng)器 相對(duì) 于 盤(pán)式 制動(dòng)器 ，其制動(dòng)效能和散熱性要差許多。盤(pán) 式 制動(dòng)器 的主要優(yōu)點(diǎn)是 一般無(wú)摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定；浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常；在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較??；制動(dòng)盤(pán)沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì) 像 制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏板行程過(guò)大