【正文】 行支座面) 制動(dòng)器因素計(jì)算 對(duì)于浮式蹄，其蹄片端部支座面法線可與張開力作用線平行(稱為平行支座)或不平行(稱為斜支座)。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)=～。但不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，對(duì)領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器而言，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是非常重要的。初取k==27mm，c=80mm。 制動(dòng)器中心到張開力P作用線的距離a 在保證輪缸能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a(圖 )盡可能大，以提高制動(dòng)效能。 摩擦襯片起始角 一般將襯片布置在制動(dòng)蹄的中央，即令=90186。/180176。表 制動(dòng)器襯片摩擦面積根據(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，并且制動(dòng)器各蹄片摩擦襯片總摩擦面積愈大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力愈小，從而磨損亦愈小。摩擦襯片寬度b取得較大可以降低單位壓力、減少磨損，但過大則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。襯片寬度b較大可以減少磨損，但過大將不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減小單位壓力的作用不大，而且將使制動(dòng)不平順，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖。時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角為：90186。制動(dòng)器各蹄襯片總的摩擦面積越大，制動(dòng)時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好。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。因此符合設(shè)計(jì)要求。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，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。但增大D(圖 )受輪輞內(nèi)徑限制。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。 根據(jù)市場(chǎng)上的大多數(shù)微型貨車輪胎規(guī)格及國家標(biāo)準(zhǔn)GB 97442007；選取的輪胎型145/80R12。由式（）可知，雙軸汽車前，后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前，后同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為== 式（） 式中 , — 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； — 同步附著系數(shù)； — 汽車質(zhì)心高度。應(yīng)合理的確定前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車有良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。前軸車輪的利用附著系數(shù)可如下求得： 設(shè)汽車前輪剛要抱死或前、后輪剛要同時(shí)抱死時(shí)產(chǎn)生的減速度為，則 式()而由式 可得前軸車輪的利用附著系數(shù)為 式()同樣可求出后軸車輪的利用附著系數(shù)為： 式()由此得出利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線為： 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線——空載 制動(dòng)強(qiáng)度與利用附著系數(shù)關(guān)系曲線——滿載 根據(jù)GB 12676—1999附錄A，未裝制動(dòng)防抱死裝置的M1類車輛應(yīng)符合下列要求：(1) ～，則必須滿足q≥+() (2) ～，車輛處于各種載荷狀態(tài)時(shí)，1線，即前軸利用附著系數(shù)應(yīng)在2線，即后軸利用附著系數(shù)線之上；但 ～，若2不超過=，則允許2線，即后軸利用附著系數(shù)線位于1線，即前軸利用附著系數(shù)線之上。制動(dòng)力分配的合理性通常用利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線來評(píng)定。故所得同步附著系數(shù)滿足要求。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)參數(shù)所決定。圖 某載貨汽車的I曲線與線 同步附著系數(shù) 由式（）可得表達(dá)式 = 式（） ，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)的汽車的實(shí)際前，后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡稱線。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車由其是貨車的前后制動(dòng)力之比為一定值，并以前制動(dòng)與總制動(dòng)力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) == 式（）聯(lián)立式（）和式（）可得 = 帶入數(shù)據(jù)得 滿載時(shí)： === 空載時(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，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。 由式（）可知，前，后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前，后制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。 由以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由以上兩式可求得前，后車輪附著力為== == 式（）由已知條件及式（）可得得前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為故 滿載時(shí)：= = 空載時(shí)：= =故滿載時(shí)前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為：車輛工況前軸車輪附著力，N后軸車輪附著力,N汽車空載汽車滿載表 上式表明：汽車附著系數(shù)為任意確定的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常熟，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總之動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升（）圖 制動(dòng)器制動(dòng)力，地面制動(dòng)力與踏板力的關(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,為：= = 式（） 式中：G — 汽車所受重力，N； L — 汽車軸距，mm； — 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； — 汽車質(zhì)心高度，mm； — 附著系數(shù)。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 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=0 式（）式中：— 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， — 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； —車輪有效半徑，m。 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；汽車空，滿載時(shí)的總質(zhì)量，；空，滿載時(shí)的質(zhì)心位置，包括質(zhì)心高度，質(zhì)心離前軸距離，質(zhì)心離后軸軸距，；空，滿載時(shí)的軸荷分配：前軸負(fù)荷，后軸負(fù)荷，等。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。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。BF值變化小的，制動(dòng)效能穩(wěn)定性就好。BF值大，即制動(dòng)效能好。制動(dòng)器的效能常以制動(dòng)器效能因數(shù)或簡稱為制動(dòng)器因數(shù)BF（brake factor）來衡量，制動(dòng)器因數(shù)BF可以用下式表達(dá)： BF=（f+f）/P 式() 式中 f，f：— 制動(dòng)器摩擦副間的摩擦力，； ，：— 制動(dòng)器摩擦副間的法向力，對(duì)平衡式鼓式制動(dòng)器：= 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。 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。而就工作穩(wěn)定性來看，名次排列正好與效能排列相反，雙從蹄式最好，増力式最差。 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評(píng)價(jià)。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)是由液壓通過制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過拉繩及杠桿等操縱。雙向増力式制動(dòng)器也是屬于非平衡式制動(dòng)器。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，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。對(duì)雙向増力式制動(dòng)器來說，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。因此，僅用于少數(shù)輕，中型貨車和轎車上作前輪制動(dòng)器。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。制動(dòng)鼓靠摩擦力帶動(dòng)第一制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)過一小角度，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。圖 LCCAS公司的曲柄機(jī)構(gòu)制動(dòng)器圖 PERROT的雙鍥式制動(dòng)器 單向増力式制動(dòng)器 （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。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。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。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，油壓使兩個(gè)制動(dòng)輪缸的兩側(cè)活塞（）或其他張開裝置的兩側(cè)（，）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。（d）。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)。 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。（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。根據(jù)支承結(jié)構(gòu)及調(diào)整方法的不同，領(lǐng)從蹄鼓式液壓驅(qū)動(dòng)的車輪制動(dòng)器又有不同的結(jié)構(gòu)方案， 圖 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)）（a）一般形式；（b）單固定支點(diǎn)；輪缸上調(diào)整（c）雙固定支點(diǎn)；偏心軸調(diào)整；（d）浮動(dòng)蹄片；支點(diǎn)端調(diào)整 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。也有非平衡式的制動(dòng)凸輪，其中心是固定的，不能浮動(dòng)，所以不能保證作用在兩蹄上的張開力相等。后者可保證作用在兩蹄上的張開力相等并用液壓驅(qū)動(dòng)，而凸輪式，鍥塊式和曲柄式等張開裝置則用氣壓驅(qū)動(dòng)。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的兩個(gè)蹄常有固定的支點(diǎn)。其缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)凸輪的力要大而效率卻相對(duì)較低，~。（a）所示具有定心凸輪張開裝置的領(lǐng)從蹄制動(dòng)器，在制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，因此作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩應(yīng)分別相等，而作用于兩蹄的張開力，則不等，并且必然有。為使襯片壽命均勻。液壓或鍥塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫簡單非平衡式制動(dòng)器。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值要由車輪輪轂承受。圖 PERROT公司的S凸輪制動(dòng)器圖 俄KamA3汽車的S凸輪式車輪制動(dòng)器1 制動(dòng)蹄；2凸輪；3制動(dòng)底板；4調(diào)整臂；5凸輪支座及制動(dòng)氣室；6滾輪對(duì)于兩蹄的張開力的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，（b）所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向反力應(yīng)相等。（a），（b）可見，領(lǐng)蹄所受的摩擦力矩使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱為減勢(shì)蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向改變，變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)。制動(dòng)蹄張開的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類（），它們的制動(dòng)效能，制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及對(duì)車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。最后，完成裝配圖和零件圖的繪制。本設(shè)計(jì)就摩擦式鼓式制動(dòng)器進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。制動(dòng)系統(tǒng)在汽車中有著極為重要的作用，如果失效將會(huì)造成災(zāi)嚴(yán)重的后果。提出將各種設(shè)計(jì)方法互相結(jié)合,針對(duì)不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容分別應(yīng)用不同的方法,以促進(jìn)其設(shè)計(jì)過程方法優(yōu)化、設(shè)計(jì)結(jié)果精益求精。4 研究重點(diǎn)以及目的研究重點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)車型的特點(diǎn)，合理計(jì)算該車型制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力及制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇、鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的計(jì)算與確定、摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算、制動(dòng)器熱容量和溫升的核算、制動(dòng)力矩的計(jì)算與校核、在二維或三維設(shè)計(jì)平臺(tái)AUTO CAD中完成鼓式制動(dòng)器零件圖以及裝配圖的繪制、設(shè)計(jì)合理性的分析和評(píng)價(jià)等。對(duì)于關(guān)鍵磁性介質(zhì)——磁粉，選用了抗氧化性強(qiáng)、耐磨、耐高溫、流動(dòng)性好的軍工磁粉；磁轂組件選用了超級(jí)