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正文內(nèi)容

中型貨車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-08-23 19:48 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí),若兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器,稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。但這種制動(dòng)器在汽車倒車時(shí),兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶悖?因此,它又稱為單向?yàn)?單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖 ( 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,制二 O 一 O 屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心為對(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。 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 9 所示。 圖 單向雙領(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)偏心調(diào)整;( c)輪缸上調(diào)整;( d)浮式蹄片,輪缸支座調(diào)整端;( e)浮動(dòng)蹄片,輪缸偏心機(jī)構(gòu)調(diào)整 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向 制動(dòng)效能 ,但倒車時(shí)變?yōu)殡p從蹄式,使制動(dòng)效能大減。中級(jí)轎車的前制動(dòng)器常用這種形式,這是由于這類汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí),前軸的軸荷及附著力大于后軸,而倒車時(shí)則相反,采用這這種結(jié)構(gòu)作為前輪制動(dòng)器并與領(lǐng)從蹄式后輪制動(dòng)器相匹配,則可較容易地獲得所希望的前,后制動(dòng)力分配( 12ffFF? )并使前,后輪制動(dòng)器的許多零件有相同的尺寸。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)。 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器,稱 為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如 ( d)及圖 ,圖 所示。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 ( d),圖 )或其他張開(kāi)裝置的支座上(圖 ,圖 )。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)或其他張開(kāi)裝置的兩側(cè)(圖 ,圖 )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。 廖械兵:鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 8 圖 雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(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 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)鼓的轉(zhuǎn)向方向一致;當(dāng)制動(dòng)鼓反向旋轉(zhuǎn)時(shí),其過(guò)程類同但方向相反。因此,制動(dòng)鼓在正向,反向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄,故稱雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。它也屬于平衡式制動(dòng)器。由于這種這種制動(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。但用作后輪制動(dòng)器時(shí),需另設(shè)中央制動(dòng)器。 圖 LCCAS 公司的曲柄機(jī)構(gòu)制動(dòng)器 二 O 一 O 屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 PERROT 的雙鍥式制動(dòng)器 單向増力式制動(dòng)器 如圖 ( 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 。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。制動(dòng)鼓靠摩擦力帶動(dòng)第一制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)過(guò)一小角度,進(jìn)而經(jīng)頂桿推動(dòng)第二制動(dòng)蹄也壓向制動(dòng)鼓的工作表面 并支承在其上端的支承銷上。顯然,第一制動(dòng)蹄為一增勢(shì)的領(lǐng)蹄,而第二制動(dòng)蹄不僅是一個(gè)增勢(shì)領(lǐng)蹄,而且 經(jīng)頂桿傳給它的推力 Q要比制動(dòng)輪缸給第一制動(dòng)蹄的推力 P大很多,使第二制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩比第一制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩大23倍之多。由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能相互平衡,因此屬于一種非平衡式制動(dòng)器。 雖然這 種制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí),其制動(dòng)效能很高,且高于前述各種制動(dòng)器,但在倒車制動(dòng)時(shí) ,其制動(dòng)效能卻是最低的。因此,僅用于少數(shù)輕,中型貨車和轎車上作前輪制動(dòng)器。 雙向増力式制動(dòng)器 如圖 ( f)所示,將單向増力式制動(dòng)器的單活塞制動(dòng)輪缸換以雙活塞制動(dòng)輪缸,其上端的支承銷也作為兩蹄可共用的,則成為雙向増力式制動(dòng)器。對(duì)雙向増力式制動(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)器均為増力式制動(dòng)器。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)。第一制動(dòng)蹄是增勢(shì)蹄,第二制動(dòng)蹄不僅是增勢(shì)領(lǐng)蹄,廖械兵:鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 10 而且經(jīng)頂桿傳給它的推力 Q要比制動(dòng)輪缸給第一蹄 或第二蹄的推力大很多。但制動(dòng)時(shí)作用于第二蹄上端的制動(dòng)輪缸推力起著減小第二蹄與支承銷間壓緊力的作用。雙向増力式制動(dòng)器也是屬于非平衡式制動(dòng)器。 圖 給出了雙向増力式制動(dòng)器(浮動(dòng)支承)的幾種結(jié)構(gòu)方案,圖 14 給出了雙向増力式制動(dòng)器(固定支點(diǎn))另外幾種結(jié)構(gòu)方案。 圖 雙向増力式 制動(dòng)器(浮動(dòng)支承)的結(jié)構(gòu)方案 ( a)一般形式;( b)支承上調(diào)整;( c)輪缸上調(diào)整 圖 雙向増力式制動(dòng)器( 固定支點(diǎn))的結(jié)構(gòu)方案 ( a)一般形式;( b)浮動(dòng)調(diào)整;( c)中心調(diào)整 雙向増力式制動(dòng)器在高級(jí)轎車上用得較多,而且往往將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)共用的制動(dòng)器,但行車制動(dòng)是由液壓通過(guò)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開(kāi)力進(jìn)行制動(dòng),而駐車制動(dòng) 則是用制動(dòng)操縱手柄通過(guò)拉繩及杠桿等操縱。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。 上述制動(dòng)器的特點(diǎn)是用制動(dòng)器效能,效能穩(wěn)定性和摩擦襯片磨損均勻程度來(lái)評(píng) 價(jià)。増力 式制動(dòng)器效能最高,雙領(lǐng)蹄式次之,領(lǐng)蹄式更次之,還有一種雙從蹄式制動(dòng)蹄的二 O 一 O 屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 效能最低,故極少采用。而就工作穩(wěn)定性來(lái)看,名次排列正好與效能排列相反,雙從蹄式最好,増力式最差。摩擦系數(shù)的變化是影響制動(dòng)器工作效能穩(wěn)定性的主要因素。 還應(yīng)指出,制動(dòng)器的效能不僅與制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)有關(guān),也受到其他有關(guān)因素的影響。例如制動(dòng)蹄摩擦襯片與制動(dòng)鼓僅在襯片的中部接觸時(shí)輸出的制動(dòng)力矩最??;而在襯片的兩端接觸時(shí),輸出的制動(dòng)力矩就大。制動(dòng)器的效能 常以制動(dòng)器效能因數(shù)或簡(jiǎn)稱為制動(dòng)器因數(shù) BF( brake factor) 來(lái)衡量,制動(dòng)器因數(shù) BF可以用下式表達(dá): BF=( f 1N +f 2N ) /P 式 () 式中 f 1N , f 2N : — 制動(dòng)器 摩擦副間的摩擦力,見(jiàn)圖 ; 1N , 2N : — 制動(dòng)器摩擦副間的法向力,對(duì)平衡式鼓式制動(dòng)器: 1N = 2N f— 制動(dòng)器摩擦副的摩擦系數(shù); P— 鼓式制動(dòng)器的蹄端作用力, 見(jiàn)圖 。 圖 制動(dòng)器因數(shù) BF 與摩擦系數(shù) f 的關(guān)系曲線 1 増力式制動(dòng)器; 2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器; 3 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器; 4 盤(pán)式制動(dòng)器; 5 雙從蹄式制動(dòng)器 基本尺寸比例相同的各種內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)因 數(shù) BF與摩擦系數(shù) f之間的關(guān)系如圖 15 所示。 BF 值大,即制動(dòng)效能好。在制動(dòng)過(guò)程中由于熱衰退,摩擦系數(shù)是變化的,因此摩擦系數(shù)變化時(shí)。 BF 值變化小的,制動(dòng)效能穩(wěn)定性就好。 制動(dòng)器因數(shù)值愈大,摩擦副的接觸情況對(duì)制動(dòng) 效能的影響也就愈大。所以,對(duì)制動(dòng)器的正確調(diào)整,對(duì)高效能的制動(dòng)器尤為重要。 結(jié)合 本次課題研究的對(duì)象( SC6408V 商用車鼓式制動(dòng)器總成設(shè)計(jì) ),得出以下廖械兵:鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 12 結(jié)論: 雖然領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性在各式制動(dòng)器中均處于中等水平,但由于其在汽車前進(jìn)和倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變,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),易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙。故仍廣泛用作載貨汽車的前、后輪以及轎車的后輪制動(dòng)器。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),選用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器,其支撐結(jié)構(gòu)型式為浮式平行支撐。 二 O 一 O 屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 2 章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 制動(dòng)器設(shè)計(jì)中需要預(yù)先給定的參數(shù)有:汽車軸距 L;車輪滾動(dòng)半徑 r ;汽車空, 滿載時(shí)的總質(zhì)量 39。am , am ;空,滿載時(shí)的質(zhì)心位置,包括質(zhì)心高度 39。gh , gh ,質(zhì)心離前軸距離 39。1L , 1L ,質(zhì)心離后軸軸距 39。2L , 2L ;空,滿載時(shí)的軸荷分配:前軸負(fù)荷 39。1G , 1G ,后軸負(fù)荷 39。2G , 2G 等。而對(duì)于汽車制動(dòng)性能有重要影響的制動(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)強(qiáng)度,附著系數(shù)利用率,最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)因素等。 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí),若忽略路面對(duì)車輪滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩,則對(duì) 任一角度 ? 0 的車輪,其力矩平衡方程為 fT BeFr =0 式( ) 式中: fT — 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, Nm? BF — 地面作用于車輪上的制動(dòng)力,即地面與輪胎之間的摩擦力,又稱地面制動(dòng)力,其方向與汽車行駛方向相反, N; er — 車輪有效半徑, m。 令 ff eTF r? 式( ) 并稱之為制動(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,因此又稱為制動(dòng)周緣力。 fF 與地面制動(dòng)力 BF 的方向相反,當(dāng)車輪角速度 ? 0 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。即 fF 取決于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式,尺寸,摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪半徑等,并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大 fT , fF 和 BF 均隨之增大。但地面制動(dòng)力 BF 受附著條件的限制,其值不可能大于附著力 F? ,即 BF ?F? =Z? 式( ) 或 maxBF =F? = Z? 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。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 和地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 F? 值時(shí),車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩 fT 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩,而 fF = fT /er 即成 為與 BF 相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到 ? =0 以后,地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 F? 值廖械兵:鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 14 后就不再增大,而制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 由于踏板力 PF 增大使摩擦力矩 fT 增大而繼續(xù)上升(見(jiàn)圖 ) 圖 制動(dòng)器制動(dòng)力 fF ,地面制動(dòng)力 BF 與踏板力 PF 的關(guān)系 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析,考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移,可求得地面對(duì)前,后軸車輪的法向反力 1Z , 2Z 為: 1Z = ? ?2 gG LhL ?? 2Z = ? ?1 gG LhL ?? 式( ) 式中: G — 汽車所受重力, N; L — 汽車軸距, mm; 1L — 汽車質(zhì)心離前軸距離, mm; 2L — 汽車質(zhì)心離后軸距離, mm; gh — 汽車質(zhì)心高度, mm; ? — 附著系數(shù)。 取一定值 附著系數(shù) ? =; 所以在空,滿載時(shí) 由式( )可得 前后制動(dòng)反 力 Z 為以 下數(shù)值 故 滿載時(shí): ) 1 01 2 5 0(2 6 0 5 6 0 01 ????Z = ) 1 01 3 5 5(2 6 0 5 6 0 02 ????Z = 空載時(shí): ) 5 01 4 0 0(2 6 0 5 1 4 039。1 ????Z = 二 O 一 O 屆車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 ) 5 01 2 0 5(2 6 0 5 1 4 039。2 ????Z = 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力 即 為 表 圖 制動(dòng)時(shí)的汽 車受力圖 汽車總的地面制動(dòng)力為 BF = 1BF + 2BF =Gdugdt=Gq 式( ) 式中 q( q= dugdt) — 制動(dòng)強(qiáng)度,亦稱比減速度或比制動(dòng)力; 1BF , 2BF — 前后軸車輪的地面制動(dòng)力。 由以上兩式可求得前,后車輪附著力為 1F? = 2 gB hLGFLL????????= ? ?2 gG L qhL ?? 車輛工況 前軸法向反力 1Z , N 后軸法向反力 2Z ,N 汽車空載 汽車滿載 廖械兵:鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 16 2F? = 1 gBhLGFLL????????= ?
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