【正文】 對具有兩蹄的制動(dòng)器來說，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 ???? 。如果將 dN(見圖 )看作是它投影在 1x 軸和 1y 軸上分量 xdN 和 ydN 的合力， 則有： 4/)2s i n2s i n2(s i ns i n m a x2m a x ?????? ???? ???????? ?? ?????? bRqdbRqdNN x 式 () 4/)2c os2(c oss i nc os m a x2m a x ?????? ???? ???????? ?? ?????? bRqdbRqdNN y 式 () 因此 )]2sin2sin2/()2cos2sar cta n[ (c o)ar cta n( ?????? ???????????xyNN 式 () 式中 ??? ????? 。 由力 1N 與張開力 1P 的關(guān)系，得出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式： 0)s i n( c o sc o s 111101 ???? ??? fNSP x 式 () 01111 ???? NfCSaP x ? 式 () 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 式中 1? —— 1x 軸與力 1N 的作用線之間的夾角 xS1 —— 支承反力在 x 軸上的投影。 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 在實(shí)際計(jì)算中采用由張開力 P計(jì)算制動(dòng)力矩的方法更為方便。 制動(dòng)氣室的推力計(jì)算公式 ? 式 () 活塞式制動(dòng)氣室的工作面積 0A ＝ 2m ＝ 10 mm? 得到 Q ＝ 8996 N ； 代入式 ()中，得到 P＝ 44552N ； 由制動(dòng)器效能因數(shù)的定義，可得制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力 F 能 =BF P R/re 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 = 44552210/5 40 = N 由于本設(shè)計(jì)是三軸，這里的后軸乃是實(shí)際的中軸和后軸的等效軸 。 由張開力計(jì)算公式 2QhP a? 式 () Q —— 制動(dòng)氣室的推桿推力； h —— Q 力對凸輪軸軸線的力臂； 2a —— 兩蹄的張開力 P對凸輪中心的力臂。 由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的儲(chǔ)氣罐壓力，一般為 － ，而安全閥限定的最高壓力則為 左右。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評比不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。 168a? ， 0 100? ? ， 3 200? ? 。 以上各式中的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。 固定凸輪式（ S 型凸輪）氣制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)計(jì)算 固定凸輪式氣制動(dòng)器在結(jié)構(gòu)上屬于繞支撐銷式領(lǐng)－從蹄制動(dòng)器，因其凸輪只能繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，作用于領(lǐng)蹄和從蹄上的張開力 P 不等，使領(lǐng)蹄的效能有所下降，而從蹄的效能有所增長。另外，在選擇摩擦材 料時(shí) ,應(yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于 250℃時(shí)，保持摩擦系數(shù) f =～ 已不成問題。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制 動(dòng)器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性的要求，后者對蹄式制動(dòng)器非常重要。初步設(shè)計(jì)可取 = 左右 ,c=42mm。 0 9 0 ( / 2 ) 4 0??? ? ? ? ? 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 制動(dòng)器中心到張開力 0F 作用線的距離 e 在滿足制動(dòng)輪缸或凸輪能夠布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離 a盡可能地大，以提高起制動(dòng)效能，初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取 ? 左右 。通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣得得中央。 由式（ 52）得 1002 1 0 1 8 0 6 5 9 . 4 0180A R b ??? ? ? ? ? ?cm2 單個(gè)制動(dòng)器的摩擦襯片的摩擦面積 =2A= cm2 如表 62 所示，摩擦襯片寬度 b 的選取合理。 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 表 52 制動(dòng)器襯片摩擦面積 汽車類型 汽車總質(zhì)量 ma /t 單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積 A? /mm2 轎車 100200 200300 客車與貨車 120200 150250(多為 150200) 250400 300650 5501000 6001500(多 6001200) 制動(dòng)鼓各蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。另外，根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大，（如表52所示）。 摩擦襯片寬度 b較大可以降低單位壓力，減小磨損，但 b的尺寸過大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸，通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過 的條件來選擇襯片寬度 b 的。再減小 ? 雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損，包角不宜大于 120176。）。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些 ，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。 而對應(yīng)的制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑 D =420， / rDD=420/508=，滿足貨車對制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑比值的要求。轎車制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 125mm150mm，載貨汽車和客車的制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小 80mm100mm，設(shè)計(jì)時(shí)亦可按輪輞直徑初步確定制動(dòng)鼓內(nèi)徑（見表 51）。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。但 D 的增大（圖 51）受輪輞內(nèi)徑限制，制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于 20— 30mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。0024。 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 通常，上式的比值：轎車約為 ~；貨車約為 ~，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即 1fT=1feFr 式（ ） 2fT = 2feFr 式（ ） 式中： 1fF — 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力， 11fFZ?? ； 2fF — 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力， 22fFZ?? ； 1Z — 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 2Z — 作用于前軸車輪上的地面法向反力； er — 車輪有效半徑。 制 動(dòng)器最大制動(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)力與地面作用于車輪的法向力 1Z , 2Z 成正比。同步附著系數(shù)的計(jì)算公 式 ghLL 20 ?? ?? 式 () 滿載時(shí)： 0 5 2 0 0 0 .4 2 8 1 0 4 01480? ??? = 空載時(shí)： 39。圖中 ? 線與 I曲線交于 B點(diǎn)，可求出 B點(diǎn)處的附著系數(shù) ? = 0? ,則稱線與 I曲線交點(diǎn)處的附 ? 著系數(shù) 0? 為同步附著系數(shù)。然而，目 前大多數(shù)汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng) 1fF 與汽車總制動(dòng)力 fF 之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ? ： 1112fff f fFFF F F? ?? ? 式（ ） 圖 空載與滿載 時(shí)理想制動(dòng)力分配曲線 則： ? = L hL g??2 式（ ） 代入數(shù)據(jù)得空載時(shí)： ? = 滿載時(shí)： ? = 由于在附著條件限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故 ?又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。 將上式繪成以 1fF ， 2fF 為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡稱 I曲線，如圖 所示。 由式 ()、式 ()、（ ）不難求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是 GFFFF BBff ????? 2121 式 () )/()(// 122121 ggBBff hLhLFFFF ?? ???? 式 () 式中 1fF —— 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 111 ZFF Bf ??? ； ； 2fF —— 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 222 ZFF Bf ??? ； 1BF — — 前軸車輪的地面制動(dòng)力； 2BF —— 后軸車輪的地面制動(dòng)力； 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 1Z ， 2Z —— 地面對前、后軸車輪的法向反力； G —— 汽車重力； 1L ， 2L —— 汽車質(zhì)心離前、后軸距離； gh —— 汽車質(zhì)心高度。2 1 2 0 0 0 9 . 8 ( 2 6 0 0 9 4 0 0 . 8 ) 0 . 85200F ? ?? ? ? ? = 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)的情況有三種，即 :(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、后輪同時(shí)抱死拖滑 。2 1 2 0 0 0 9 .8 ( 2 6 0 0 9 4 0 0 .8 )5200Z ?? ? ? = 由以上兩式可求得前軸車輪附著力為 : ???? )()( 221 ggB hLLGLhFLLGF ???? 式 () 2021 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 后軸車輪附著力為 : ???? )()( 112 ggB hLLGLhFLLGF ???? 式（ ） 故滿載時(shí)前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為： 1 3 2 0 0 0 9 . 8 ( 1 0 4 0 1 4 8 0 0 . 8 ) 0 . 85200F ? ?? ? ? ? = 2 3 2 0 0 0 9 .8 ( 4 1 6 0 1 4 8 0 0 .8 ) 0 .85200F ? ?? ? ? ? = 空載時(shí)前、后軸車輪附著力 39。 重型貨車在 空 載時(shí)的基本數(shù)據(jù)如下： 1 2600L ?質(zhì) 心 距 前 軸 的 距 離mm， 212600L L L? ? ? mm， 故 滿載時(shí)：1 3 2 0 0 0 9 .8 (1 0 4 0 1 4 8 0 0 .8 )5200Z ?? ? ? = 2 3 2 0 0 0 9 .8 ( 4 1 6 0 1 4 8 0 0 .8 )5200Z ?? ? ? = 空載時(shí)： 39。 若在附著系數(shù)為 ? （我們選擇在瀝青路面上制動(dòng)，則選取 ? =）的路面上制動(dòng)，前、后輪均抱死（同時(shí)抱死或先 后抱死均可），此時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為 GqdtdugGFFF BBB ???? 21 式 () 式中 q（gdtduq?） —— 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。當(dāng)制動(dòng)到 ? =0 以后，地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 由于踏板力 PF 的 增大使摩擦力 矩 fT 增大而繼續(xù)上升如圖 。 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。當(dāng)加大踏板力以加大 fT ， fF 和 B