【正文】 而制動效能則最高。包角 β 也不宜大于 120176。因此選β =120176。通常是根據(jù)在緊急制動時使其單位壓力不超過 的條件來選擇襯片寬度 b 的。 26 另外，根據(jù)國外統(tǒng)計資料可知，單個鼓式車輪制動器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大。而單個摩擦襯片的摩擦面積 A又取決于制動鼓半徑 R、襯片寬度 b 及包 角 β ，即 A=Rbβ 式中， β 以弧度為單位，當 A， R， β 確定后，由上式也可初選襯片寬度 b的尺寸。 摩擦襯片起始角 0? 摩擦襯片起始角 0? 、。有時為了適應單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點對稱布置，以改善制動效能和磨損的均勻性。初步設(shè)計時可暫定 mmR ??? 。 摩擦片摩擦系數(shù) f 及摩擦材料 選擇摩擦片時不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度 28 和壓力的影響要小。各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 ～ ，少數(shù)可達 。所以在制動器設(shè)計時并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。取 f =。粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分 (占質(zhì)量的60％～ 80％ )，加上石墨、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。則所選擇的車型應該用此種材料。一般，鼓式制動器的設(shè)定間隙為 ～；取 ?？紤]到在制動過程中摩擦副可能產(chǎn)生機械變形和熱變形，因此制動器在冷卻狀態(tài)下應有的間隙應通過試驗來確定。 29 制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對制動器因數(shù)有很大影響。在理論上對制動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律作研究時，通常 作如下一些假定： 1)制動鼓、蹄為絕對剛性； 2)在外力作用下，變形僅發(fā)生在摩擦襯片上； 3)壓力與變形符合虎克定律。 ?? 由于制動鼓剛性對制動蹄運動的限制，則其徑向位移分量將受壓縮，徑向壓縮為 AC AC =AB COS? 即 AC = AO? ?? COS? 從圖 31 中的幾何關(guān)系可看到 AO? COS? = DO? = OO? Sin? AC = OO? Sin? ??? 因為 ??? .OO 為常量，單位壓力和變形成正比，所以蹄片上任意一點 30 壓力可寫成 ?sin0qq? （ 31） 亦即，制動器蹄片上壓力呈正弦分布 [4]，其最大壓力作用在與 O? 連線呈90176。 上述分析對于新的摩擦襯片是合理的，但制動器在使用過程中摩擦襯片有磨損，摩擦襯片在磨損的狀況下，按照理論分析，如果知道摩擦襯片的磨損特性，也可確定摩擦襯片磨損后的壓力分布規(guī)律。 通過分析計算所得壓力分布規(guī)律如圖 32 所示。如果摩擦 襯片磨損有如下關(guān)系： 2222 vfqKW ? 式中 2K —— 磨損常數(shù)。結(jié)果亦示于圖32。以前有人認為制動摩擦襯片壓力分布均勻的設(shè)想并不合理。 為計算有一個自由度的制動蹄片上的力矩1TfT，在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與 1y 軸的交角為 ? 處，單元面積為 ?bRd 。 由制動鼓作用在摩擦襯片單元面積 的法向力為： ??? dbRqq b R ddN s inm a x?? （ 41） 而摩擦力 fdN 產(chǎn)生的制動力矩為 ?? dfbRqd N fRdT Tf s i n2m a x?? 在由 ?? 至 ?? 區(qū)段上積分上式，得 )c os(c os2m a x ?? ????? fbRqT Tf (42) 當法向壓力均勻分布時， ?bRdqdN p? ? ? mNfbRqT pTf ????????????? )( 22 ???? (43) 由式 (41)和式 (42)可求出不均勻系數(shù) 32 )c o s/ ( c o s)( ??????????? ???? 圖 51[10]為汽車在上坡路上停駐時的受力情況，由此可得出汽車上坡停駐時的后軸車輪的附著力為： )s inc os( 12 ???? ga hLLgmZ ?? 同樣可求出汽車下坡停駐時的后軸車輪的附著力為： )s i nc os( 12 ???? ga hLLgmZ ??? 根據(jù)后軸車輪附著力與制動力相等的條件可求得汽車在上坡路和下坡路上停駐時的坡度極限傾角 ? ， ?? ，即由 ???? s i n)s i nc os( 1 gmhLLgm aga ?? 求得汽車在上坡時可能停駐的極限上坡路傾角為 oghLL825 r c t a na r c t a n01???????? ??? 汽車在下坡時可能停駐 33 的極限下坡路傾角為 ooghLL817 r c t a na r c t a n 1????????? ??? 為了使汽車能在接近于由上式確定的坡度為 ? 的坡路上停駐，則應使后軸上的駐車制動力矩接近于由 ? 所確定的極限值 ?sineagrm (因 ?? ?? )[1]，并保證在下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)規(guī)定值。 8 摩擦襯塊 :的磨損特性計算 摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是苦難的。 汽車的制動過程，是將其機械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌倪^程。此時由于在短時間內(nèi)制動摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。能量負荷越大，則摩擦襯片的磨損也 越嚴重。比能量耗散率表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能量，單位為 W/mm2。 34 9 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 制動鼓 制動鼓應具有非常好的剛性和大的熱容量，制動時其溫升不應超過極限值。 中型、重型載貨汽車和中型、大型客車多采用灰鑄鐵 HT200 或合金鑄鐵制造的制動鼓。 在工作載荷作用下制動鼓會變形，導致蹄與鼓間的單位壓力不均勻，且會損失少許踏板行程。為防止這些現(xiàn)象發(fā)生，應提高制動鼓的剛度。 制動鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強度方面考慮。一般鑄造制動鼓的壁厚：轎車為 7mm~12mm，中、重型載貨汽車為 13mm~18mm。 制動蹄 轎車和微型、輕型載貨汽車的制動蹄廣泛采用 T 形型鋼碾壓或鋼板沖壓 —焊接制成；大噸位載貨汽車的制動蹄則多采用鑄鐵、鑄鋼或鑄鋁合金制成。重型汽車制動蹄的斷面有工字形、山字形等。 制動蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為 3mm~7mm；貨車的約為 5mm~8mm。襯片可鉚接或粘貼在制動蹄，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。 制動底板 制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應保證各安裝零件相互間的正確位置。為此，由鋼板沖壓成形的制動底板具有凹凸起伏的形狀。本設(shè)計采用的是可鍛鑄鐵 KTH37012 的制動底板。 凸輪式張開機構(gòu) 凸輪式張開機構(gòu)的凸輪及其軸是由 45 號鋼模鍛成一體的毛坯制造，在機加工后經(jīng)高頻淬火處理。本設(shè)計中的凸輪工作表面輪廓是中心對稱的兩段圓弧。 本設(shè)計選用粉末冶金材料，它是以銅粉或鐵粉為主要成分，摻上石墨粉、陶瓷 粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。 制動間隙調(diào)整方法及相應機構(gòu) 制動鼓與摩擦片直接在未制動狀態(tài)下均應有工作間隙，以保證制動鼓能自由轉(zhuǎn)動。此間隙的存在會導致踏板或手柄的行程損失，因而間隙量應盡量小。另外，制動器在工作過程中會由于摩擦 襯片的磨損而使間隙加大，因此制動器必須設(shè)有間隙調(diào)整機構(gòu)。凸輪位置的改變是靠裝在臂上的渦輪蝸桿副來實現(xiàn)的。其危險斷面在花鍵軸處，現(xiàn)對花鍵軸的內(nèi)徑進行抗扭強度驗算： ? ?max nTW???? 式中： T—— 制動凸輪軸所收的轉(zhuǎn)矩， T=Pa/2=88406Nm Wn—— 抗扭截面系數(shù)，對于花鍵軸內(nèi)徑的圓截面： 316n dW ?? d 為花鍵軸的花鍵內(nèi)徑， d=32mm 則： max? =＜ ??? =，符合要求 緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘τ嬎? 已知鉚釘?shù)臄?shù)目 n、鉚釘?shù)闹睆?d 和材料，即可驗算其剪切應力 ? ： ? ?max24fTdn????? 37 計算得： ? =＜ ??? =90MPa 故鉚釘數(shù)目和規(guī)格符合要求。而離得傳遞方式又有機械式、液壓式、氣壓式和氣壓 液壓式的區(qū)別。 動力制動系是以發(fā) 動機形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進行制動，而司機作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。 動力制動可分為氣壓制動系、氣頂液壓制動系和全液壓動力制動系三種，本設(shè)計選用的是氣壓動力制動系。 氣壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 制動氣室 制動氣室分為膜片式和活塞式兩種?；钊降闹苿託馐遥谐梯^長，推力一定，但有摩擦損失。 Q 的計算為： ? ?122aQ P Ph?? 式中： a/2 表 示 P 對凸輪中心的力臂，取 25mm h 表示 Q 力對凸輪軸軸線的力臂，取 130mm 12PP? 前輪為 39902N，后輪為 35384N 38 則前輪： Q=7673N 為了輸出推力 Q，制動氣室的工作面積為： ? ?12a P PQA pp??? p 為制動氣室的工作壓力，取 p= 則： A= 制動氣室推桿的行程為： 2hl a?? λ為行程儲備系數(shù)，取 λ=，則 l= 制動氣室的工作容積為： Vs=Al= 后輪同理也可求出 儲氣罐 儲氣罐有鋼板焊成，內(nèi)外涂以防銹漆，前后輪各選用一個 30L 的儲氣罐。對于制動器的設(shè)計的嚴謹性和標準型及參數(shù)的統(tǒng)一性是汽車設(shè)計的當務之急。首先計算制動系統(tǒng)的力和力矩，于此同時，根據(jù)我國先階段的路面附著系數(shù)和制動分配力因素計算出制動器的同步附著系數(shù)，根據(jù)以上 求得的條件，能夠推算出制動器因數(shù)和最大制動力矩；再根據(jù)以上求得的條件計算出汽車的制動結(jié)構(gòu)的參數(shù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)所得的數(shù)據(jù)再分析制動蹄片上摩擦片上制動力的分配規(guī)律和摩擦蹄片上的制動力矩，根據(jù)已知條件分析駐車制動時候的上坡和小坡角度是否符合要求。 本 分析計算步驟 還存在不足之處。二 是由于 公式多，數(shù)據(jù)復雜，計算的時候有時會造成計算的誤差，以及計算的步驟還不是十分的準確明了。 39 參考文獻 [1]張洪欣主編 .汽車設(shè)計（第 2 版） [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1995。汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修 [M],北京：人民郵電出版社 ,； [9]吉林大學汽車工程系主編 ,汽車構(gòu)造（第 5 版） [M],吉林大學：人民交通出版社 ,； [10]未知 .中國 CAD 論壇 [N