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畢業(yè)設(shè)計(jì)重型貨車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)

2025-01-08 20:37 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng) 器 最 大制動(dòng)力矩 為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性 應(yīng) 合 理 地確定前后輪制動(dòng)器的制動(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)力與地面作用車輪的法 10 a 一, . (212) 向力 Z], Z2 成正比雙軸汽車前、后車輪 附 著 力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制 動(dòng)力之比 為 : Ffl = = 烏 +伊 39。o g_ = 0. 80 P。39。 2 Z z 的 hg 式 中 : L], L2一 一 汽車質(zhì)心離前后軸的距離 伊 一 。 一 同步 附 著 系數(shù) hg一 一 汽車質(zhì) 心 高度 通常上式的比值 :轎車約 為 : , 貨車約 為 : 0. 50. 8 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩受車輪的計(jì)算力矩所制約,即 . (28) (29) (210) 1 = Ft239。ζ= 73405. 8 x 0. 52 = 38171. 1 N .m Tf2 = Ff2ζ= 91233. 6 x O. 52 = N .m 式 中 : Ff] 一 一 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力 Ff2 一 一 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力 Z]一 一 作 用于 前軸車輪上的地面法向反力 Z2一 一 作用 于 后軸車輪上的地面法向反力 r 一 一 車輪的有效半徑 對(duì) 于 常遇的道路條件 較 差 、車速較低因而選 取 了 較小的同步 附 著 系數(shù)的值的汽 車 , 為 了保證在伊 磯的良好的路面上 (例 如 ψ= )能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移 (此 時(shí)制動(dòng)強(qiáng) 度 q= ψ), 前 、 后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩 為 : 鳥 lmax=M= 。( 川 hg)代 . (211) = 39。239。8v0vv0_0v x.9v. 8(2. 6 + O. 6 x ) x o. 6 x O. 52 7. 85 =40134. 4N39。m 39。T、 1β39。T39。 勺 2m拙 β 叮 l max = 1 _0.. 468 x 40134 . 4 0. 468 11 VVVV v . v 巾 =45622. 8 N .m 對(duì)選取較大的值的各類汽 車 , 則應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出 發(fā) , 來確定各軸的最 大制動(dòng)力矩。 當(dāng) ψ 的 時(shí) , 相 應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng) 度 q ψ , 故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力 矩為 T川 =2飛 qhg )rpr. . (213) = 28000 x 9. 8 (5. 25 一 O. 6 x ) x O. 6 x O. 52 =45478. 4N39。m . β . (214) 勺 Imax 1β 叮 2max = 0_.. 468 1 0. 468 = 式 中 :ψ 一 一 該車所能遇到的最 大 附 著 系數(shù) q一 一 制動(dòng)強(qiáng)度 「 一 一 車輪有效半徑 一個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為上列公式計(jì)算結(jié)果的值一半。 12 3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件,后一提法適 用 于 駐車制動(dòng)器。一般制動(dòng)器都是通過其中的固定元件對(duì)旋轉(zhuǎn)元件施加制動(dòng)力矩,使后者的旋 轉(zhuǎn)角速度降 低 . 同時(shí)依靠車輪與路面的附著作用,產(chǎn)生路面對(duì)車輪的制動(dòng)力,以便汽車減 速。 制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等兒種形式。 電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、 易 于 連接而且接頭可靠等優(yōu) 點(diǎn) , 但因成本高,只在一部分總質(zhì)量較大的商用車商上用作車 輪制動(dòng)器或緩速器 :液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。 凡利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元 件 工 作表面的摩擦作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器動(dòng) 器 , 都稱為摩擦 制動(dòng)器。行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)及第二〈或應(yīng)急〉制動(dòng)系統(tǒng)所用的制動(dòng)器 .幾乎都 屬 于 摩擦 制動(dòng)器。 摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤式兩大類。前者摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng) 鼓 , 其 工 作表 面為圓柱 面 : 后者的旋轉(zhuǎn)元件則為困盤狀的制動(dòng)盤,以端面 為 工 作 表面。 旋轉(zhuǎn) 元件同裝在車輪或半軸 上 , 即制動(dòng)力矩分別直接作 用 于 兩側(cè)車 輪 上 的 制 動(dòng) 器 ,稱 為車輪制動(dòng)器。旋轉(zhuǎn)元件固裝在傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸 上 . 其 制 動(dòng)力矩須經(jīng)過驅(qū)動(dòng)橋再分配到 兩側(cè)車輪上的制動(dòng) 器 , 則 稱為中央制動(dòng)器。車輪制動(dòng)器一般 用 于 行車 制 動(dòng) ,也 有 兼 用 于 第 二 制 動(dòng) (或 應(yīng) 急制 動(dòng) )和駐車 制 動(dòng)的。中央制動(dòng)器一 股 只 用 于 駐車制動(dòng)和緩速制動(dòng)。 鼓式制動(dòng)器又分為多種形 式 : 領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、 單向增力式和雙向增力式等結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器主要由制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、 和驅(qū)動(dòng)裝置組成,蹄片裝在制動(dòng)鼓內(nèi),結(jié)構(gòu)緊 湊 , 密封容易。領(lǐng)從蹄 式 制 動(dòng)器的效 能 和效 能 穩(wěn) 定性,在各式制動(dòng)器中居中 游 :前進(jìn)、 倒 退 行使的 制 動(dòng)效 果 不 變 : 結(jié)構(gòu)簡單成本 低 。 便 于 附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) :易 于 調(diào) 整蹄片與制動(dòng)鼓之間的問隙。從而廣泛應(yīng) 用 于 中、重 型貨車前后輪及轎車后輪制動(dòng)器。 13 盤式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端 面 工 作的金屬盤,此圓盤稱為制動(dòng)盤。其固定 元件則有多種 結(jié) 構(gòu) 形 式 , 大體上可分為兩類。一類 是 工 作面積不大的摩擦塊與其金屬背板 組成的制動(dòng) 塊 , 每個(gè)制動(dòng)器中 有 24個(gè)。 這 些 制動(dòng)塊及其促動(dòng)裝置都裝在橫跨制動(dòng)盤兩側(cè) 的夾鉗形支架中,總稱為制動(dòng)鉗。這種制動(dòng)盤和制動(dòng)鉗組成的制動(dòng) 器 , 稱為鉗盤式制動(dòng)器。 另 一類固定元件的金屬背板和摩擦片也呈圓盤形,因其制動(dòng)盤的全 部 工 作面可同時(shí)與摩擦 片接 觸 ,故該類 制 動(dòng)器稱為全盤式制動(dòng)器。 3. 1 鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù) 汽車類別選用乘用車,汽車的總質(zhì)量 m a 為 28t、 汽車質(zhì)心高度 hg=、 軸距L=、 汽車質(zhì)心離前軸距離 1.=、汽車質(zhì)心離后軸距離 1 2 = 其它兒何參數(shù)如圖 子 1 a 圖 31 鼓式制動(dòng)器主要兒何參數(shù) Fig31 The main geometric parameters of drum brakes 3. 制動(dòng)鼓內(nèi)徑 輸入力 F。一定時(shí),制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大,制動(dòng)力矩越大,且散熱能力也越 強(qiáng) , 但 D 的增大 受輪輛內(nèi)徑限制。而且 D 的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì)量增大,使汽車 的 非 懸掛質(zhì)量增 加 ,不利 于 汽車的行駛平順性。制動(dòng)鼓與 輪輔之間應(yīng)保持足夠的問隙,通常要求該間隙不 小 于 20mm, 14 2 否則不僅制動(dòng)鼓散熱條 件 差 ,而且輪櫚受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足 夠的壁 厚 , 用來保證有較大的剛度和熱容 量 , 以 減少制動(dòng)時(shí)的溫升。制動(dòng)鼓的直徑 小 ,剛 度就 大 , 并有 利 于 保證制動(dòng)鼓的 加 工 精度。由此間隙要求及輪輛的尺寸即可求得制動(dòng)鼓直 徑 D 的 尺 寸 , 另 外制動(dòng)鼓直徑 D 與輪稠直徑 D 之比的一般范圍 為 : 轎 車 : D/ D_ =0. 640. 74 貨 車 : D/ Dr = 轎車制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪稠外徑小 125mm150mm, 載貨汽車和客車的制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般 比輪輔外徑小 80mm100mm。 對(duì) 于 深槽輪輛 由 于 其中間深陷部分的尺寸比輪稠名義直徑小得 多 , 所以其制動(dòng)鼓與輪輔之間的間隙有所減小應(yīng)予注意。設(shè)計(jì)時(shí)亦可按輪稠直徑初步確定 制動(dòng)鼓內(nèi)徑如表 31(13) 表 31 制動(dòng)鼓 最 大 內(nèi)徑 Tablet .31 The largest diameter brake drum 輪輔直 徑 /in 12 13 14 15 16 20, 轎車 180 200 240 260 制動(dòng)鼓最大內(nèi) 徑 /mm 貨 車 、 客車 220 240 260 300 320 420 制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)符合 Qc/r 3091999 制動(dòng) 鼓 工 作直徑及制動(dòng)蹄片寬度 尺 寸 系列》 的規(guī)定。 由上述表格和輪胎標(biāo)準(zhǔn)初選制動(dòng)鼓內(nèi)徑 420mm 3. 摩擦 襯 片寬度 b 及包 角 β 制動(dòng)鼓半徑 R 既定后。摩擦襯片寬 b 和包 角 β 便決定了襯片的摩擦面積 Ap39。 而 Ap=Rbβ , 制 動(dòng)蹄各蹄,總的摩擦面積 :LAp 越 大 則 單位壓力愈 小從而磨損特性愈好。根據(jù) 國外統(tǒng)計(jì)資料分析,單個(gè)車輪蹄式制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車總重而增加具體數(shù)如表 32(2) 表 32 摩擦襯片面積 Tablet . 32 Friction lining area 汽車類別 汽車 總 重 力 Go lKN 單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩擦面積 A p /cm 915 100200 轎車 1525 200300 1015 100200 貨車 1525 150250 15 2535 3570 70120 120170 250400 300650 5501000 6001500 由根據(jù)表 22 選取 對(duì) 于 車 總 質(zhì)量分配 m, )=7t12t 時(shí) , Ap =5501000 cm 2 制動(dòng)鼓半徑 R=D/2=420/2=210mm 確定 后 , 襯片的摩擦面積為 Ap=Rbβ 初 選 β =100。初選 A p =100012=500cm2 則 b=Ap!Rβ =, 根 據(jù) ZBT2400589 選取 b=240mm 摩擦襯片起始 角 白 。 一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中 央 , 即 令 白 。 =1000 223。 12=1000 _1000 12=500 制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo) a 和 c 應(yīng)在保證兩蹄支撐端毛面不致互相干涉的條件 下 , 使 a 盡可能大而 c 盡可 能 小 。初步 設(shè)計(jì)選 a==168mm, c=4仇 nm 制動(dòng)器中心到張開力 F。 作用線的距離 e 在保證輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布 置 于 制動(dòng)鼓內(nèi)的條件 下 , 應(yīng)使距離 e 盡可能 大 , 以提高 制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)暫定 e==168mm 3. 摩擦襯片的型號(hào)及摩擦系 數(shù) μ 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。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系 數(shù) , 應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制 動(dòng)器對(duì)摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要 求 , 后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。摩擦襯片 的型號(hào)及性能如表 33[3l 表 33 內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器 襯 片 型號(hào)性能及用途 Tablet. 33 Shoe brake linings Model Properties and Applications 產(chǎn)品規(guī) 摩擦系數(shù) 硬度 格 μ ( HBS) 適用范圍 SYll07 2050 主要用于轎車等輕負(fù)荷車 SY0204 2050 主要用于中型載重汽車 SY9002 2050 主要用于重型載貨汽車 由表 33 選取 SY9002 規(guī)格選取摩擦襯片摩擦系數(shù)為 0. 4 16 鼓式制動(dòng) 器的計(jì)算 . 1 計(jì)算有一個(gè)自由度的緊蹄摩擦片的徑向變形規(guī)律 除摩擦片因有彈性容易變形 外 , 制 動(dòng) 鼓 、 蹄片和支撐也有變 形 , 所以計(jì)算法向壓力在 摩擦襯片上的分布規(guī)律比較困難。通常只考慮襯片徑向變形的影響,其他零件變形的影響 較小而忽略不計(jì)。 如圖 32。蹄片在張開力和摩擦力作用 下 , 繞支撐銷轉(zhuǎn)動(dòng) dr 角 , 由 于 dr 角很 小 , 可認(rèn) 為 ζA1 B1 B1 39。 =900 ,所以摩擦襯片表面的徑向變形為 211。 1=B] C1=A]B]Sin f ]dr OA] 句 OB]=R A1B]/Sinα=R/Sin f δ ]= R Sinαdr 由此公式可看出蹄片壓力沿摩擦襯片長度的分布符合正弦曲線規(guī)律。 17 βθ sin θ 因 32 制動(dòng)蹄片受力分析圖 Fig32 Brake shoe stress analysis 3. 2. 2 計(jì) 算 蹄 片上的制動(dòng) 力 矩 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩目前一般采用效能因數(shù)法或分析圖解法計(jì) 算 , 本書采用效能因數(shù)法計(jì)算。為 此必需先求出制 動(dòng) E帝的效能因 數(shù) , 而后求制動(dòng)力矩。設(shè)制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩和效能因數(shù) 分 別 為 T 和 民 , 輸 入 張開力 F, 制動(dòng)
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