【導(dǎo)讀】從汽車(chē)誕生時(shí)起，車(chē)輛制動(dòng)器在車(chē)輛的安全方面就起著決定性作用。汽車(chē)所用制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)。鼓式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車(chē)蹄片磨損較少,成本較低,便。后輪驅(qū)動(dòng)的卡車(chē)上，但由于為了提高其制動(dòng)效能而必須加制動(dòng)增力系統(tǒng)，使其造價(jià)較高，故輕型車(chē)一般還是使用前盤(pán)后鼓式。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括制動(dòng)器結(jié)方案分析與選擇、制動(dòng)器主要參數(shù)的確。定與計(jì)算、盤(pán)式與鼓式制動(dòng)器具體結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核。

　　

【正文】 4— 6） 式中： f 摩擦系數(shù) 1N 單元法向的合力 1? 摩擦力的 1fN 的作用半徑 若已知制動(dòng)蹄的幾何參數(shù)及法向壓力的大小便可計(jì)算出蹄的制動(dòng)力矩。 如圖 所示為了計(jì)算 1N 與張開(kāi)力 1P 的關(guān)系式，寫(xiě)出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 0)s i n( c o sc o s 111101 ???? ??? NSP x （ 4— 7） 039。 1111 ??? NfcSaP x ? (4— 8) 式中 : xS1 支承反力在 1x 軸上的投影； 11 x?? 軸與 1N 的作用線之間的夾角。 cacah ???? ?c o s39。 （ 4— 9） 聯(lián)立（ 4— 6）、（ 4— 7）式得到 11111 )s in(c os39。 ??? ffc hPN ??? （ 4— 10） 將式（ 4— 10）帶入式（ 4— 6）中得到領(lǐng)蹄的制動(dòng)力矩為 11111 111 )s i n(c os39。 BPffc f hPT f ???? ??? ? (4— 11) 對(duì)于從蹄可得類(lèi)此的表達(dá)式 22222 222 )s i n(c os39。 BPffc f hPT f ???? ??? ? （ 4— 12） 為了確定 21ρρ 及 21?? 必須求出法向 力 N及其分量。如果將 dN看作是它投影在 1X軸和 1Y 軸上的分量 xdN 和 ydN 的合力，根據(jù)公式（ 4— 1）有 4 )39。2s i n2s i n2(s i ns i n m a x239。m a x39。 ????? ???? ????? ?? bRqdabRqdNN x （ 4— 12）式中 39。 ??? ?? 4 )2c os39。2(c osc oss i nc os m a x39。m a x39。 ????? ???? ???? ?? bRqdabRqdNN x （ 4— 13） 所以 )39。2s i n2s i n2 2c os39。2c osa rc t a n()a rc t a n( ??? ??? ?? ??? yxNN （ 4— 14） 式中 ???? 10039。 ??? 摩擦襯片起始角 ??400? ，題目取 ??100a 則???? 3039。 00 ??? ???? 13039。 ??? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ????????? ??????? )60s i n)1 3 02s i n (1 8 01 0 02 )1 3 02c o s ()302c o s (a r c t a n ()a r c t a n (1 ?? yxNN 根據(jù)（ 4—— 3） (4—— 6)得yx NNN ??1則有 221 )39。2s i n2s i n2()2c os39。2(c os)c os39。(c os4 ????? ??? ???? ?? R那么 )60s i n260s i ()602c os60(c os )130c os30(c 221 ??????????? ??????? 根據(jù)11111 )s in(c os39。 ??? ? ffc fhB ??? 和22222 )s in(c os39。 ??? ? ffc fhB ??? 其中 ?f mmac 13210c os130c os39。0 ???? ? mmcah 260130130 ????? , ?? ? 因此 mmffc fhB ) i (c os132 )s i n(c os39。 111 11 ???????? ?????? ??? ?由于領(lǐng)蹄與從蹄對(duì)稱(chēng)布置，所以 21 ??? ， 21 ??? 得出 ) i (c os132 )s i n(c os39。 222 22 ???????? ?????? ??? ? ffc fhB 對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和即 221121 BPBPTTT TfTff ???? （ 4— 15） 對(duì)凸輪張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其張開(kāi)力可有前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出 111 BTP Tf? ， 222 BTP Tf? 知道了制動(dòng)力矩與張開(kāi)力的關(guān)系，計(jì)算鼓上的制動(dòng)力矩，在汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足最大制動(dòng) 力 ?FF ?max （ ?F 為附著力）根據(jù)公式 ?? GF? 式中：地面附著系數(shù) ?? （干水泥混凝土路面） 汽車(chē)重力 NG ??? NGF 2 3 5 5 9 4 4 9 ???? ?? 根據(jù)前后車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ????? ????FF (4— 16) NFF 23559?? ?? 聯(lián)立（ 4—— 16）得 NF ?? NF ?? 單個(gè)后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 NNFF 39。 22 ??? ?? 單個(gè)后輪制動(dòng)力矩為 rrFT 239。?? ? （ 4— 17） 式中： r 為車(chē)輪滾動(dòng) 半徑 由于 SY1030BY2S 型選用的輪胎型號(hào)是 ，子午線普通花紋輪胎。滾動(dòng)半徑 mmrr 369? ，即輪胎在額定載荷時(shí)滾動(dòng)半徑。 根據(jù)公式（ 4—— 17）單個(gè)后輪制動(dòng)力矩 mNrFT r ????? 1 7 3 7 1 139。 2?? 計(jì)算張開(kāi)力得 NB TP 11 ???? ? NB Tp 22 ???? ? 計(jì)算鼓式制動(dòng)器，必須檢查蹄有無(wú)自鎖現(xiàn)象的可能。由式（ 4— 10）得出自鎖條件 0)s in( c o s39。 11 ???? fRfc ?? 如果式中11sin39。1 cos39。 ??cR cf ?? 不會(huì)自鎖因?yàn)??f i os132s i n39。1 c os39。 11 ????? ???? ?? ?cc ，所以滿足條件不自鎖。由（ 4— 3）和（ 4—— 10）式可計(jì)算出領(lǐng)蹄表面最大壓力為 }1112111m a x )s i n(c os39。)[c os39。(c os ????? ? ffcbR hPq ???? ) i (c os132)[130c os30(c ???????????? ??? k p ammN 1556/ 2 ?? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 制動(dòng)器因數(shù)與制動(dòng)蹄因數(shù)的分析計(jì)算 鼓式制動(dòng)器的簡(jiǎn)化圖，如圖 4— 3 hRbc鼓 式 制 動(dòng) 器 簡(jiǎn) 化 受 力 圖p 圖 4— 3 鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)化受力圖 根據(jù)公式： )1(1 bcffbhBFT ??其中 h/b=260/130=2。通過(guò)查制動(dòng)因數(shù)與摩擦系數(shù)關(guān)系曲線可 ?TBF 因此可計(jì)算出 ?bc 根據(jù)公式： )1(2 bcfbhBFT ??得出 ) (22 ?????BFT 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)滑磨黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 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。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)等是影響磨損的重要因素。 汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車(chē)全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。 雙軸汽車(chē)的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 ??122211 2 )(21 tA vvme a ?? （ 4— 18） )1(2 )(21 222212 ?? ??? tA vvme a （ 4— 19） 式中： ? — 汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí) 02?v ， 1?? ； am — 汽車(chē)總質(zhì)量 1v ， 2v — 汽車(chē)制動(dòng)初速度與終速度， sm/ ；計(jì)算時(shí)貨車(chē)取 t — 制動(dòng)時(shí)間，單位 s ；按下式計(jì)算單位 sj vvt ????； j — 制動(dòng)減速度， 2/sm ， 2/ smgj ????? 2A — 后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；質(zhì)量在 貨車(chē)摩擦襯片面積在2)400250( cm? ， 故取 22 30000mmA ? 。 ? — 制動(dòng)力分配系數(shù)。 222212 /)( )1(221 mmwtA vme a ?????? ????? ? 輕型載貨汽車(chē)鼓式制動(dòng)器的比能量消耗率不大于 2/ mmw 故 符合要求。 磨損特性也可以用襯片在制動(dòng)過(guò)程中由最高制動(dòng)初速度至停車(chē)所完成的單位襯片面積的磨損功 fL 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 ][2 2m a xfaaf LAvmL ?? （ 4— 20） 式中： am — 汽車(chē)總質(zhì)量； maxav — 汽車(chē)最高車(chē)速； A — 車(chē)輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的 總摩擦面積； ][fL — 許用比摩擦功，對(duì)于客車(chē)和貨車(chē)取 600J/cm178。900 J/cm178。； ][/ 2630 052 222m a xfaaf LcmJAvmL ???? ??? 滿足要求。 駐車(chē)制動(dòng)計(jì)算 汽車(chē)在上坡路上停駐的受力如圖所示，由該圖可得出汽車(chē)上坡停駐時(shí)的后軸車(chē)輪的附著力為 )s i nc os()s i nc os(112 ??????? gaga hLL gmhLLGZ ????同樣可求出汽車(chē)下坡停駐時(shí)的后軸車(chē)輪的附著力為 )39。s i n39。c os(39。12 ???? ga hLLgmZ ?? 圖 4— 4 汽車(chē)在坡路上停駐受力簡(jiǎn)圖 根據(jù)后軸 車(chē)輪附著力與后輪駐車(chē)制動(dòng)的制動(dòng)力相等的條件可求得汽車(chē)在上坡和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限傾角。 ???? s i n)s i nc os(1 gmhLLgm aga ?? （ 4— 21） 球得汽車(chē)在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡傾角為 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 ghLL??? ??11arc tan （ 4— 22） 故滿載時(shí)： ???? ???? rc t a na rc t a n 1 ghL L??? ???? ???? rc t a na rc t a n39。 1 ghL L??? 空載時(shí)： ???? ???? rc t a na rc t a n 1 ghL L??? ???? ???? rc t a na rc t a n39。 1 ghL L??? 一般要求各類(lèi)汽車(chē)的最大駐車(chē)坡度不應(yīng)小于 16%20%汽車(chē)列車(chē)的最大停駐坡度約為 12%左右。 由以上計(jì)算可知滿足法規(guī)規(guī)定。 汽車(chē)滿載在上坡時(shí)后軸的駐車(chē)制動(dòng)力矩接近于有 a 所定的極限值 mNigrmT ea ???????? 2 8 ?駐 制動(dòng)輪缸的選擇 d 的確定 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄塊施加的張開(kāi)力與輪缸直徑和制動(dòng)管路的關(guān)系為 PFd ?/2 0? 其中： 0F — 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄施加的張開(kāi)力， N； P— 制動(dòng)管路壓力 ， Mpa。 制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò) ? ?MPa1210? aP ，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可再取高些。壓力越高，輪缸直徑就越小，但對(duì)管路特別是制動(dòng)軟管及管接頭則提出了更高的要求，對(duì)軟管的耐壓性、強(qiáng)度及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。 輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為： ,19，22， 24， 25， 28， 30， 32， 35， 38， 40， 45， 50， 55mm。 得： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 前輪缸直徑 1 = ， 根據(jù) HG28651997 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定