【文章內(nèi)容簡介】 0?? fq R(RMcos? )sin? （ ）據(jù)此方程式可求出 0q 的值 。 24 圖 制動蹄摩擦力矩分析計算 計算沿摩擦片全長總的摩擦力矩 T f =?21 0?? fq R2 sin? d? = 0fq R2 (cos 1? cos 2? ) （ ） 由公式 ()導(dǎo)出制動器因數(shù) 由于導(dǎo)出過程的繁瑣，下面對 支承銷式領(lǐng) —從蹄制動器的制動因數(shù)進(jìn)行分析計算。 單個領(lǐng)蹄的制動蹄因數(shù) BFTl ?????? ???fBraArfhBFT 1 () 單個從蹄的制動蹄因數(shù) BFT2 ?????? ???fBraArfhBFT 2 () 以上兩式中： 25 5 523 1 ??????? ?????????? ???fBraArfhBFT 2 ??????? ?????????? ???fBraArfhBFT 以上各式中有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)見圖 。 整個制動器因數(shù) BF 為 ????? TT BFBFBF 圖 支承銷式制動蹄 制動蹄片上的制動力矩 鼓式 制動蹄片上的制動力矩 在計算鼓式制動器時，必須建立制動蹄對制動鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動力矩之間的關(guān)系。 26 為計算有一個自由度的制動蹄片上的力矩1TfT，在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與 1y 軸的交角為 ? 處，單元面積為 ?bRd 。，其中 b為摩擦襯片寬度， R 為制動鼓半徑， ?d 為單元面積的包角，如圖 所示。 由制動鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為： ??? dbRqq b R ddN s inm a x?? () 而摩擦力 fdN 產(chǎn)生的制動力矩為 ?? dfbRqd N f RdT Tf s in2m a x?? 在由 ?? 至 ?? 區(qū)段上積分上式，得 )c o s( c o s2m a x ?? ????? fbRqT Tf () 當(dāng)法向壓力均勻分布時， ?bRdqdN p? )(2 ?? ????? fbRqT pTf () 式（ ）和式（ ）給出的由壓力計算制動力矩的方法，但在實(shí)際計算中采用由張開力 P 計算制動力矩1TfT的方法則更 為方便。 27 圖 張開力計算用圖 增勢蹄產(chǎn)生的制動力矩1TfT可表達(dá)如下： 111 ?fNTTf ? () 式中 : 1N ——單元法向力的合力； 1? ——摩擦力 1fN 的作用半徑 (見圖 )。 如果已知制動蹄的幾何參數(shù)和法向壓力的大小，便可算出蹄的制動力矩。 為了求得力 1N 與張開力 1P 的關(guān)系式，寫出制動蹄上力的平衡方程式： 0)s in( c o sc o s 111101 ???? ??? fNSP x 01111 ???? NfCSaP x ? () 式中： 1? ——1x 軸與力 1N 的作用線之間的夾角； xS1 ——支承反力在 工：軸上的投影。 解式 (3..27)，得 ])s in( c o s/[ 11111 ??? ffchPN ???? （ ) 28 對于增勢蹄可用下式表示為 11111111 ])s in( c o s/[ BPffcfhPT Tf ????? ???? () 對于減勢蹄可類似地表示為 22222222 ])s in( c o s/[ BPffcfhPT Tf ????? ???? () 圖 制動力矩計算用圖 為了確定 1? ， 2? 及 1? ， 2? ，必須求出法向力 N 及其分量。如果將 Nd (見圖 )看作是它投影在 1x 軸和 1y 軸上分量 xdN 和 xdN 的合力，則根據(jù)式（ ）有： )2c o s2(c o ss i n41c o s m a x2m a x ?????? ???? ???????? ?? ?????? bRqdbRqdNN y () 因此 對于領(lǐng)蹄： ? ?39。39。39。39。39。39。1 2s i n2s i n2/()2c os2( c osa r c t a n)a r c t a n( ?????? ????? xyNN () = ? ????? 40s i n2 6 0s i n4 5 ()2 6 0c o s40( c o sa r ct a n ???= ?10 29 式中： ??? ????? 。 根據(jù)式 ()和式 ()，并考慮到 221 yx NNN ?? () 則有 ? ? 239。239。39。1 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s)c o s( c o s4 ???????? ?????? aR () =22 )40s i n2 6 0s i n1 8 0/1 1 02()2 6 0c o s40( c o s)1 3 0c o s20( c o s1 5 ?????????????? ??? ?= 對于從蹄： ? ?39。39。39。39。39。39。2 2s i n2s i n2/()2c os2( c osa r c t a n)a r c t a n( ?????? ????? xyNN = ? ????? 50s i n2 5 0s i n4 5 ()2 5 0c o s50( c o sa r ct a n ???= ?11 式中： ??? ????? 則有 ： ? ? 239。239。39。2 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s)c o s( c o s4 ???????? ?????? aR () =22 )50s i n250s i n180/1002()250c o s50( c o s)125c o s25( c o ?????????????? ??? ?= 由于設(shè)計 ?? 和 ?? 相同，因此 ? 和 ? 值也近似取相同的。對具有兩蹄的制動器來說，其制動鼓上的制動力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即 221121 BPBPTTT TfTff ???? （ ） 由式（ ）和式（ ）知 ? ?11139。11 )s in( c o s/ ???? ffcfhB ??? = ? ?1 8 )10s i ( c o s1 2 3 ??????? = ? ?22239。22 )s in( c o s/ ???? ffcfhB ??? = ? ?1 7 )11s i ( c o s1 2 3 ??????? = 30 對于液壓驅(qū)動的制動器來說， 21 PP? ，所需的張開力為 4 7 0 6)( 8 3 5)/( 211 ????? BBTP f N?m () m a x22 ????????? ff TRBFPT 計算蹄式制動器時，必須檢查蹄有無自鎖的可能， 由式 ()得出自鎖條件。當(dāng)該式的分母等于零時，蹄自鎖： 0)s in(c o s 111 ???? ??? ffc () i 10c o i nc o 11 1 ??? ??????? ?? ?ccf ()成立，不會自鎖。 由式 ()和式 ()可求出領(lǐng)蹄表面的最大壓力為： ])s i n( c o s)[c o s( c o s 1212 111m a x ????? ? ffcbR hPq ???????? () = ? ?)10s i ( c o )130c o s20( c o ?????? ?? ???? =? 610 Pa 式中： 1P ， h ， 1? ， R ， c? ， 1? ——見圖 ； ?? ， ?? ——見圖 ； b ——摩擦襯片寬度； f ——摩擦系數(shù)。 因此鼓式制動器參數(shù)選取符合設(shè)計要求。 盤式 制動蹄片上的制動力矩 盤式制動器的計算用簡圖如圖 所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩為 fNRTf 2? （ ） 31 式中： f —— 摩擦系數(shù)； N—— 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力 (見圖 )； R—— 作用半徑。 圖 盤式制動器計算用圖 圖 鉗盤式制動器作用半徑計算用圖 對于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取 R 為平均半徑 mR 或有效半徑 eR 已足夠精確。如圖 41 所示，平均半徑為 2 21 RRRm ?? 式中 1R ， 2R —— 扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。 根據(jù)圖 ，在任一單元面積只 ?dRdR 上的摩擦力對制動盤中心的力矩為 ?dRdfqR2 ，式中 q 為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為 ???? )(322 313221 21 RRfqd R df q RT RR ??? ? ?? 單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為 ???? )( 212221 RRfqd R df q RfN RR ??? ? ?? 32 得有效半徑為 )2]()(1[34322 21221 212122 3132 RRRR RRRR RRfNTR fe ????????? 令 mRR ?21，則有 me RmmR ])1(1[34 2??? （ ） 因 121 ?? RRm ， 41)1( 2 ??mm ，故 me RR ? 。當(dāng) 21 RR ? ， 1?m ， me RR ? 。但當(dāng) m 過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大，襯塊摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，磨損將不均勻，因而單位壓力分布將不均勻，則上述計算方法失效。 由 fNRTf 22 ? 求得： 2 2 8 0 71 7 ????? fRTN f N 則單位壓力 2/ 4 8 02 2 8 0 7 mmNANq ??? 3 2 5 2)(342 313221 21 ???? ? ?? ??? ? RRfqddf q RT RR Rf N?m 3193max1 ?? fT N?m 因此盤式制動器 主要參數(shù)選取也符合設(shè)計要求。 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(zhì)、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(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的 33 重要因素。 汽車的制動過程是將其機(jī)械能 (動能、勢能 )的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強(qiáng)度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大 ，則襯片的磨損愈嚴(yán)重。 制動器的能量負(fù)荷常以其 比能量耗散率 作為評價指標(biāo)。比能量耗散率又稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能量，其單位為 W/mm2。 雙軸汽車的單個前輪制動器和單個后輪制動器的比能量耗散率分別為 ?? 1 22211 2 )(21 tA vvme a ?? )1(2 )(21 2 22212 ?? ??? tA vvme a () jvvt 21?? 式中： ? ——汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； am ——汽車總質(zhì)量； 1v ， 2v ——汽車制動初速度與終速度， m/s；計算時總質(zhì)量 以上的貨車取 1v =18m/s； j ——制動減速度， m/s2，