【正文】 由? ?2221404 54833360 RR??? ? ?推出 1R=143mm， 2R=200mm 制動(dòng)力矩的計(jì)算 制動(dòng)力的計(jì)算 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)確定： 軸距 L=2500mm。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 23 車輪滾動(dòng)半徑r 300 。e mm? 空載時(shí)車總重800 。am kg?? 滿載時(shí)車總質(zhì)量1645 。a kg? 空載時(shí)軸荷分配：前軸負(fù)荷 10( ) 480aGmgLL kg??? ?? 后軸負(fù)荷 2320 。kg?? 空載時(shí)質(zhì)心位置距前軸 1000mm。 滿載時(shí)質(zhì)心位置距前軸 1300mm。 地面制動(dòng)力 BF，即地面作用于車輪上的力 12B B BF F F?? 制動(dòng)器制動(dòng)力 fF，即在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力。 fF的大小取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪的有效半徑等因素，并與制動(dòng)踏板的力 pF成正比。 總制動(dòng)器制動(dòng)力 fF與前后軸車輪制動(dòng)器制動(dòng)力 1fF和 2fF的關(guān)系 12f f fF F F?? 制動(dòng)器制動(dòng)力 fF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。 制動(dòng)器制動(dòng)力 fF地面制動(dòng)力 BF達(dá)到車輪與地面間的附著力F?時(shí) [18]，由于 BF受著附著條件的限制在達(dá)到F?值后就不再增大，此時(shí)前后車輪均被抱死（車輪角速度0??）并在地面上滑移。而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的 增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（見下圖）。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 24 ψψ 圖 61 地面制動(dòng)力與制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系 車輪與路面間總的附著力F?等于前后軸車輪附著力 1F?、 2F?之和 12 KN? ? ? ???????? ? ?12 GF L qh KNL? ?? ? ? ? ?21 GF L qh KNL? ?? ? ? 式中： q 為制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力， 1 tdq gd?? 在前后車輪均被抱死時(shí)， q??。這時(shí)前后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力 1fF、 2fF即是理想最大的制動(dòng)力，此時(shí) ? ?1 1 1 2 f gGF F F L qh KNL? ?? ? ? ? ? ? ?2 2 2 1 f gGF F F L qh KNL? ?? ? ? ? ? 制動(dòng)力分配系數(shù) 當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、 后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況有如下三種 [19]： 1) 前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2) 后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3) 前、后車輪同時(shí)抱死拖滑。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 25 在以上三種情況中，顯然是前、后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最好。當(dāng)前后車輪同時(shí)抱死時(shí)，此時(shí)的前后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力 1fF和 2fF是理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力，并且是輪胎與地面間附著系數(shù) ?的函數(shù)。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力能按Ⅰ曲線（如下圖）的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前后車輪制動(dòng)時(shí)前后車輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用、制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性較為有利。 大多數(shù)車輛的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)器制動(dòng)力 1fF與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力 fF之比來表示分配比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ?[20] 1 1 1 2/ /( ) f f fFFFFF?? ? ? ? 同步附著系數(shù) 圖中 ?線與Ⅰ曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù) 0?為同步附著系數(shù)，它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)決定，20 gLLh????? ? ? 對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù) ?等于同步附著系數(shù) 0?的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同 值的路面制動(dòng)時(shí)有以下情況： 當(dāng) ? 0, ?線位于Ⅰ曲線下方，制動(dòng)時(shí)前輪先抱死。雖然是一種穩(wěn)定工況當(dāng)時(shí)喪失轉(zhuǎn)向能力； 當(dāng) ? 0, ?線位于Ⅰ曲線上方，制動(dòng)時(shí)后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性； 當(dāng) ?= 0,制動(dòng)時(shí)前、后車輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 26 Ⅰ線（滿載）Ⅰ線（空載）β線 圖 62 制動(dòng)力載荷分配系數(shù) 本設(shè)計(jì)屬于第二種工況。 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率 （ 1）制動(dòng)強(qiáng)度 q 汽車制動(dòng)時(shí)汽車總的地面制動(dòng) BF應(yīng)該等于汽車總質(zhì)量和制動(dòng)減速度的乘積，即 ? ?1654 ttd GdF m Gq KNd gd ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 式中： ?為制動(dòng)減速度； m 為汽車質(zhì)量； g 為重力加速度； G 為汽車質(zhì)量； q 為制動(dòng)強(qiáng)度。 （ 2）附著系數(shù)利用率 ? 附著系數(shù)利用率表示附著條件的利用情況，他的定義為 BF qGq? ??? （ 3）汽車在不同 ?值的路面制動(dòng)的制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù) 利用率 汽車在不同 值的路面制動(dòng)時(shí)可能有 00=o????????、 、三種情況，其最大的制動(dòng)力 BF不同，所以在這三種情況下制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ?也不同。 當(dāng) 0???時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)11BFF??，則總制動(dòng)力 BF、制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別為 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 27 220()B gGLF Lh???? ?? 220()gLq ???? ?? 2gL? ? 當(dāng) 0???時(shí)，可能得到的最大制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，此時(shí)22BFF??，則總制動(dòng)力 BF、制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別為 110()B gGLF Lh???? ?? 110()gLq ???? ?? 1gL? ? 本設(shè)計(jì)屬于此種工況則總制動(dòng)力13BF KN?、制動(dòng)強(qiáng)度 q ?和附著系數(shù)利用率 ?? 當(dāng) 0???時(shí)，前后車輪均被抱死，此時(shí) 1 1 2 2BBF F F F????、,則總制動(dòng)力 B、制動(dòng)強(qiáng)度 q 和附著系數(shù)利用率 ?分別 q=?， ?=1 此時(shí)附著利用率最高。 為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，《聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車制動(dòng)法規(guī)》規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車的制動(dòng)速 度在 ?q ,其他汽車的制動(dòng)強(qiáng)度在 ?q 時(shí) ,前輪均應(yīng)首先抱死；在車輪均為首先抱死的情況下， ?? 時(shí)，必須滿足 q +?? （ ）。 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)合理的確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。 對(duì)于選取較大 0?值的汽車，這類車輛經(jīng)常行駛在良好道路上，車速較高，后輪12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 28 制動(dòng)抱死失去穩(wěn)定而出現(xiàn)甩尾的危險(xiǎn)性較前一類汽車大得多。因此應(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) 0???時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 q?,故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 22 ) 2952f g eGT L qh N mL ??? ? ? ?（ 1max 2max 11481ffT T N m??? ? ?? 式中： ?為該車的所能遇到的最大附著系數(shù)。 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 制動(dòng)盤 制動(dòng)盤一般由摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制成，為了保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不低于 HT用于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻條件 ，制動(dòng)盤上可以鑄出圓孔可大大改善散熱條件，增加散熱面積，但是會(huì)加大制動(dòng)盤整體厚度，本設(shè)計(jì)制動(dòng)盤厚度為 20mm。制動(dòng)盤工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到以下要求：平面度允差為 ，~ ?，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于 ，制動(dòng)盤端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于。 制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗可由可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵制造，也可用輕合金制造，可做成整體的也可做成兩半由螺栓連接。本設(shè)計(jì)采用后一種方式制造。其外緣留有缺口，以便不用拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。 制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在前提中加工出制動(dòng)油缸，也有將單獨(dú)制造的油缸嵌入鉗體中。本設(shè)計(jì)采用后一種方式?；钊设T造合金或鋼制造。為了提高耐磨性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。此外，制動(dòng)鉗體的安裝位置可以在車軸之后或之前。制動(dòng)鉗位于車軸之后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷?。恢苿?dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向前內(nèi)甩濺泥污。本設(shè)計(jì)采用安裝位置為軸前。 制動(dòng)塊 制動(dòng)塊又背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌或鉚接在一起。襯塊多為扇形面，也有矩形或正方形或長(zhǎng)圓形的?；钊麘?yīng)盡可能多的壓住制動(dòng)塊，以免襯塊發(fā)生卷角而12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 29 引 起尖叫聲。由于單位壓力和工作溫度等高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將駕駛員或其他動(dòng)力源的制動(dòng)作用力傳給制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。根據(jù)動(dòng)力源的不同，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用動(dòng)力制動(dòng) [21]。 動(dòng)力制動(dòng)系是以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形成的氣壓或液壓勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部動(dòng)力源進(jìn)行制動(dòng)，而駕駛員作用于制動(dòng)踏板或手柄上的力僅用于對(duì)制動(dòng)回路中控制元件的操縱。 制動(dòng)輪缸的設(shè)計(jì) 鉗盤式制動(dòng)器的油缸一般直接在制動(dòng)鉗中加工出來，一 般采用單缸或雙缸的形式，本設(shè)計(jì)采用單缸形式 制動(dòng)論缸直徑和工作容積的計(jì)算 鉗盤式制動(dòng)器油缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張緊力 0F與輪缸直徑dw和制動(dòng)管壓力 p 的關(guān)系為 04 Fd mmp??? 式中：0 KN??； P 為制動(dòng)油路壓力，其值一般不超過 10~12MPa，對(duì)于盤式制動(dòng)器可更高。壓力越高對(duì)管路（尤其是制動(dòng)軟管和管接頭）的密封性要求越嚴(yán)格，但驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)越緊湊。 根據(jù) HG28651997《汽車液壓制動(dòng)橡膠皮碗》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑可圓整為 19mm。 單個(gè)輪缸的工作容積為 2 2 2 2 31= 19 3=2550mm44ni i ivd? ?? ? ?? 式中： idi為 第 個(gè) 輪 缸 活 塞 直 徑 ； n 為輪缸中活塞數(shù)目； 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 30 i i?為第 個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程 所有輪缸的總工作容積為 31 42 550 10200niV v mm? ? ? ?? 制動(dòng)主缸設(shè)計(jì) 為了提高車輛行駛的安全性，根據(jù)交通法規(guī)的要求，現(xiàn)代汽車的行車制動(dòng)裝置均采用了 雙回路控制系統(tǒng)。雙回路控制系統(tǒng)的制動(dòng)主缸為串列雙腔制動(dòng)主缸。在設(shè)計(jì)制動(dòng)主缸時(shí)，還應(yīng)考慮制動(dòng)液泄露或漲縮時(shí)的補(bǔ)償，放開制動(dòng)踏板時(shí)主缸活塞原始位置的定位方法，以及在制動(dòng)管路中是否必須有或不準(zhǔn)有參與壓力 [22]。 制動(dòng)主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠壓成形；活塞可由灰鑄鐵、鋁合金或中碳鋼制造。 （ 1） 直徑dw 主缸的直徑dw應(yīng)符合 HG28651997 中規(guī)定的尺寸系列。主缸直徑的尺寸系列為， 16， ， 19， ， 22，（ ），（ ）， 24，（ ）， 26， ， 32，35， 38， 42， 46mm。取d 16w mm? （ 2） 制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為 mV VV??? V 為所有輪缸的總工作容積； ?為制動(dòng)軟管的容積變形。 初步設(shè)計(jì)時(shí)，制動(dòng)主缸的工作容積為 V mm?? ? ? （ 3）主缸活塞行程 mS 由224m m mV d s??可推出224 4 11220 16mm mVs mmd? ?? ? ?? 一般 ? ?~ ~ d mm??，取15ms mm?。 12 座觀光電動(dòng)車設(shè)計(jì) 31 總 結(jié) 通過三個(gè)月的努力，我完成了 12 座觀光電動(dòng)車的設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的選擇、減速器、差速器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。采用固定速比的減速器，可減少機(jī)械傳動(dòng)裝置的質(zhì)量，縮小其體積。由電動(dòng)機(jī)，固定速比減速器和差速器組成電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其能量傳遞順序?yàn)椋盒铍姵?— 功率轉(zhuǎn)換器 — 電動(dòng)機(jī) — 離合器 — 減速器 — 萬向節(jié) — 差速器 — 半軸 — 車輪。 汽車已成為當(dāng)今人類社會(huì)不可缺少的工具，是城市居民日常生活的一部分，他可以拉動(dòng) 倍的相關(guān)產(chǎn)業(yè)和解決 10%左右的社會(huì)總勞動(dòng)力的就業(yè)之一。汽車與人民的緊密度越來越緊，他對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生著巨大的推動(dòng)作用，世界上汽車保有量也與日俱增。但是汽車的飛速發(fā)展和數(shù)量的日益增多給人類帶來了麻煩，尤其是影響人類可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染的問題和出現(xiàn)能源短缺問題。所以電動(dòng)車的發(fā)展是必要的。 由于旅游觀光車車身較長(zhǎng)，坐上乘客后整體質(zhì)量分布均勻，為了便于乘客上下車，應(yīng)盡量將底盤降 低，也能夠使車運(yùn)行時(shí)更平穩(wěn)，所以采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（ FF），使前輪兼有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)兩種功能，前置前驅(qū)會(huì)使整車質(zhì)量重心向前移，能夠有效抵制乘客坐入車后的重