桑塔納santana2000轎車制動(dòng)器設(shè)計(jì)【領(lǐng)從蹄式】【前盤(pán)后鼓式】【4張cad圖紙+文檔全套資料】

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The main advantage of the disc brake is on the braking can quickly braking, cooling effect is better than that of drum brake, braking performance of constant qualitative good, drum brakes, the main advantage is the brake shoe piece of wear less, low cost, convenient in maintenance, because of drum brake system of absolute power far higher than disc brakes, so commonly used to rear wheel drive the truck on but because in order to improve its efficiency and must be put on the brake braking force system, make the increased cost is higher, so general or use QianPan units HouGu type. Because the design for the design of the car is adopted, QianPan HouGu type. This manual mainly designed santana2000 cars brake. First this paper reviewed the automobile braking system development, structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure of the advantages and disadvantages and analyzed. Final QianPan scheme adopts the HouGu type brake. In addition, the brakes and before and after the parameters of the main parts of the selection and calculation. At the same time santana2000 rear wheels of the car brake drum in the parameter selection and calculation. Keywords: Brake; Drum brake; Disc brakes; Brake disc; Brake drum 38第1章 緒 論1.1汽車制動(dòng)器的研究的目的和意義汽車制動(dòng)器是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停止的汽車停在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)，汽車制動(dòng)器直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全，停車可靠，汽車制動(dòng)器的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好，制動(dòng)器工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮其性能。應(yīng)急制動(dòng)裝置用于當(dāng)行車制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效時(shí)，則可利用其機(jī)械力源（如強(qiáng)力壓縮彈簧）實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。應(yīng)急制動(dòng)裝置不必是獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)，它可利用行車制動(dòng)裝置或駐車制動(dòng)裝置的某些制動(dòng)器件。應(yīng)急制動(dòng)裝置也不是每車必備的，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車制動(dòng)器也可以起到應(yīng)計(jì)制動(dòng)的作用。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，汽車所用都制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。盤(pán)式制動(dòng)器：盤(pán)式制動(dòng)器主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動(dòng)效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級(jí)電子設(shè)備。 在轎車、微型車、輕卡、SUV及皮卡方面：在從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般采用了混合的制動(dòng)形式，即前車輪盤(pán)式制動(dòng)，后車輪鼓式制動(dòng)。因轎車在制動(dòng)過(guò)程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%，所以前輪制動(dòng)力要比后輪大。生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用了前輪盤(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的混合匹配方式。采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器，這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)性能的要求比較高，這類前制動(dòng)器主要以液壓盤(pán)式制動(dòng)器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動(dòng)力源，后制動(dòng)器以液壓式雙泵雙作用缸制動(dòng)蹄匹配。目前大部分轎車(中檔類如夏利、吉利、神龍富康捷達(dá))、微型車（長(zhǎng)安之星、昌河、豐田海獅、天津華利、江鈴全順）、高端輕卡（東風(fēng)小霸王、江鈴、瑞風(fēng)、南京依維柯）、SUV及皮卡（湖南長(zhǎng)豐、江鈴皮卡）等采用前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器。2004年我國(guó)共產(chǎn)此類車計(jì)110萬(wàn)輛以上。但隨著高速公路等級(jí)的提高，乘車檔次的上升，特別上國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，前后輪都用盤(pán)式制動(dòng)器是趨勢(shì)。在大型客車方面：氣壓盤(pán)式制動(dòng)器產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)性明顯，可靠性總體良好，具有創(chuàng)新性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的集成性。歐美國(guó)家自上世紀(jì)90年代初開(kāi)始將盤(pán)式制動(dòng)器用于大型公交車。至2000年，盤(pán)式制動(dòng)器（前后制動(dòng)均為盤(pán)式）已經(jīng)成為歐美國(guó)家城市公交車的標(biāo)準(zhǔn)配置。我國(guó)從1997年開(kāi)始在大客車和載重車上推廣盤(pán)式制動(dòng)器及 ABS防抱死系統(tǒng)，因進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格太高，主要用于高端產(chǎn)品。2004年7月1日交通部強(qiáng)制在7-12米高型客車上 “必須”配備后，國(guó)產(chǎn)盤(pán)式制動(dòng)器得以大行其道。北京公交電車公司、上海公交、武漢公交、長(zhǎng)沙公交、深圳公交、廣州公交等公司，都在使用為大客車匹配的氣壓盤(pán)式制動(dòng)器。生產(chǎn)廠家主要有：宇通公司2004年產(chǎn)20000多輛客車，其中使用盤(pán)式制動(dòng)器的客車已占一半多；宇通公司自制底盤(pán)部份是由二汽在EQ153前后橋基礎(chǔ)升級(jí)更改的，每年有10000多套。二汽東風(fēng)車橋用EQ153前后橋改型匹配氣壓盤(pán)式制動(dòng)器的前后橋總成約占6000套以上，是宇通公司最大的氣壓盤(pán)式制動(dòng)器橋供應(yīng)商。宇通公司每年需在一汽采客車底盤(pán)3000多臺(tái)，一汽客底2004年供了2000多臺(tái)，其中帶盤(pán)式制動(dòng)器占一半以上。如一汽客底采用4E前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置氣壓盤(pán)式制動(dòng)器前橋、11噸420后橋裝在6100（10米）豪華客車上； 7噸盤(pán)式前橋與13噸435后橋配裝在6120（12米）豪華客車上等，都是宇通公司市場(chǎng)前景較好，利潤(rùn)附加值很高的車型。江蘇金龍客車的7-9米高型客車客車采用湖橋供帶盤(pán)式制動(dòng)器的車橋2004年在5500臺(tái)左右。廈門(mén)金龍客車10-12米高型客車以上客車、丹東黃?？蛙?0-12米高型客車、安徽凱斯鮑爾等等國(guó)內(nèi)知名的大型廠家均已在批量生產(chǎn)帶盤(pán)式制動(dòng)器的高檔客車。重型汽車方面：作為重型汽車行業(yè)應(yīng)用型新技術(shù)，氣壓盤(pán)式制動(dòng)器的已經(jīng)屬成熟產(chǎn)品，目前具有廣泛應(yīng)用的前景。2004年3月紅巖公司率先在國(guó)內(nèi)重卡行業(yè)中完成了對(duì)氣壓盤(pán)式制動(dòng)器總成的開(kāi)發(fā)。2005年元月份中國(guó)重汽卡車事業(yè)部在提升和改進(jìn)卡車底盤(pán)的過(guò)程中，在橋箱事業(yè)部配合下壓盤(pán)式制動(dòng)器在重汽斯太爾卡車前橋上的成功“嫁接”，解決了令整車廠及用戶困擾已久的傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)嘯叫、頻繁制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄片易磨損、雨天制動(dòng)效能降低等一系列問(wèn)題。氣壓盤(pán)式制動(dòng)器首次在斯太爾卡車前橋上的應(yīng)用，也為今后開(kāi)發(fā)重汽高速卡車提供了經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備。與此同時(shí)陜西重汽、北汽福田、一汽解放、東風(fēng)公司、江淮汽車等國(guó)內(nèi)大型汽車廠均完成了盤(pán)式制動(dòng)器在重型汽車方面的前期型試試驗(yàn)及技術(shù)貯備工作，盤(pán)式制動(dòng)器在某些方面可以說(shuō)成為未來(lái)重卡制動(dòng)系統(tǒng)匹配發(fā)展的新趨勢(shì)15。綜合以上各項(xiàng)，參照所給參數(shù)以現(xiàn)代汽車上實(shí)際采用的型式，確定設(shè)計(jì)的浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器在市場(chǎng)是有很大的開(kāi)發(fā)前景的。鼓式制動(dòng)器：鼓式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式制動(dòng)器的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于盤(pán)式制動(dòng)器,所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車上. 鼓式制動(dòng)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動(dòng)器、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、雙從蹄式制動(dòng)器。對(duì)于制動(dòng)效能而言，最低是盤(pán)式制動(dòng)器；但制動(dòng)效能穩(wěn)定性卻是盤(pán)式制動(dòng)器最高。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，盤(pán)式制動(dòng)器被普遍使用。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，而 Santana2000作為乘用轎車他的安全性、舒適性、穩(wěn)定性都要有所考慮而又因?yàn)樗可a(chǎn)所以要有較好的經(jīng)濟(jì)性，所以santana2000采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器 1。現(xiàn)代汽車由于車速的提高，對(duì)應(yīng)急制動(dòng)的可靠性要求更嚴(yán)格，因此在中、高級(jí)轎車和部分輕型商用車上，多在后輪制動(dòng)器上附加手操縱的機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)的作用，從而取消了中央制動(dòng)器。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開(kāi)始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面兼得附著特性而開(kāi)發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)系統(tǒng)。它能有效的防止汽車在應(yīng)急制動(dòng)時(shí)由于車輪抱死使汽車失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險(xiǎn)，并縮短制動(dòng)距離，從而提高了汽車高速行駛的安全性。1.3 對(duì)汽車制動(dòng)器的研究主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)完成汽車制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)系統(tǒng)的類型選擇、總體布置形式，制動(dòng)系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能分析。設(shè)計(jì)要求：（1）各項(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的規(guī)定和國(guó)家要求、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也要考慮到我的制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的低成本和高性能的要求。（2）具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。行車制動(dòng)效能是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速器和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)定的。制動(dòng)距離直接影響著汽車的行駛安全性 2。（3）工作可靠。（4）制動(dòng)效能熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動(dòng)、短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其使下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過(guò)快，溫度過(guò)高。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動(dòng)鼓、盤(pán)的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是提高抗熱衰退的措施。（5）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤(rùn)滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動(dòng)515次，即應(yīng)恢復(fù)其制動(dòng)效能。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)防止泥沙等進(jìn)入制動(dòng)器摩擦副工作表面，否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速磨損。 （6）制動(dòng)時(shí)的汽車操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動(dòng)，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。通過(guò)ABS來(lái)調(diào)節(jié)前后輪的制動(dòng)油壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一車軸上的左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí)，將失去操縱性；當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時(shí)，會(huì)失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過(guò)15%時(shí)，會(huì)在制動(dòng)時(shí)發(fā)生汽車跑偏 2。（7）制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)要求，即操作儀方便性好，操縱輕便、舒適，減少疲勞。（8）制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維。（9）制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。（10）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。（11）制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效；制動(dòng)系中應(yīng)有必要的安全裝置，在行駛中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動(dòng)將其停駐。（12）能全天候使用。氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)，氣制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。（13）作用滯后的時(shí)間要盡可能短，包括從制動(dòng)踏板開(kāi)始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間和從放開(kāi)踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間。1.4 設(shè)計(jì)目標(biāo) Santana2000作為乘用車，最重要的就是其制動(dòng)時(shí)的安全性，其次就是其舒適性、穩(wěn)定性。本制動(dòng)器的設(shè)計(jì)的目的就是達(dá)到上述目標(biāo)。讓制動(dòng)距盡量短的情況下不感覺(jué)到顛簸，盡量做到穩(wěn)定。第2章 制動(dòng)器總體方案的確定2.1 制動(dòng)器的分類以及其作用制動(dòng)系統(tǒng)按功用分為行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有前兩套制動(dòng)系統(tǒng)，而重型汽車或者經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)及輔助制動(dòng)系統(tǒng)。行車制動(dòng)器用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。駐車制動(dòng)器已停駛的汽車駐留在原地不動(dòng)的一套裝置。應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)，以免其產(chǎn)生故障。應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)也叫第二制動(dòng)系統(tǒng)，是在用于行車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生意外故障而失效時(shí)，保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車的一套裝置。應(yīng)急系統(tǒng)也不是每車必備的，因?yàn)槠胀ǖ氖至︸v車裝置也可起到應(yīng)急制動(dòng)的作用。輔助制動(dòng)系統(tǒng)通常安裝在常行駛于山區(qū)的汽車上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或者電渦流制動(dòng)等的輔助制動(dòng)裝置，可使汽車下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間而持續(xù)地減低或保持車速，并減輕或解除行車制動(dòng)器的負(fù)荷。 按制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源分類（1） 人力制動(dòng)系統(tǒng)以駕駛員的肌體作為惟一制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)。（2） 動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。（3） 伺服制動(dòng)系統(tǒng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。 人力目前仍是國(guó)內(nèi)中低檔車最為適合的制動(dòng)能源，它符合了降低成本同時(shí)又有可靠的性能保證。所以我選擇人力為我的制動(dòng)系統(tǒng)的能源。按照能量的傳輸方式，制動(dòng)系統(tǒng)又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式。在行車制動(dòng)系統(tǒng)上我選用液壓式，反應(yīng)迅速，性能好。而在駐車制動(dòng)系統(tǒng)上我選用機(jī)械式，性能穩(wěn)定，故障少。通過(guò)以上的分析，本次設(shè)計(jì)主要圍繞行車制動(dòng)系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)，而應(yīng)急系統(tǒng)為了節(jié)省成本就利用現(xiàn)有的駐車系統(tǒng)來(lái)代替。本次設(shè)計(jì)的汽車使用范圍是在城市內(nèi)行駛，而且只屬于制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，所以不設(shè)計(jì)輔助制動(dòng)系統(tǒng)。2.2 制動(dòng)器的主要參數(shù)的確定及計(jì)算經(jīng)過(guò)預(yù)先在網(wǎng)上對(duì)santana2000轎車的查詢，對(duì)轎車的基本數(shù)據(jù)有了大概的了解然后由指導(dǎo)老師的給定和本人的一些意見(jiàn)最終定了以下數(shù)據(jù)；表2.1 制動(dòng)系統(tǒng)整車參數(shù)整車質(zhì)量空載滿載1550kg2000kg質(zhì)心位置ab1.35m1.25m 質(zhì)心高度空載滿載軸 距0.95m0.85m2.6m 其 他最高車速車輪工作半徑輪 胎同步附著系數(shù)160km/h370mm195/60R14 85H=0.6而對(duì)汽車制動(dòng)性能有重要影響的制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)器因數(shù)等。2.2.1 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 根據(jù)公式： （2.1）得：2.2.2 同步附著系數(shù)同步附著系數(shù)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)所決定的。它是制動(dòng)器動(dòng)力分配系數(shù)為b的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱b線，與汽車?yán)硐氲那?、后制?dòng)器動(dòng)力分配曲線I線的交點(diǎn)。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)的路面上，汽車前、后車輪才會(huì)同時(shí)抱死，當(dāng)汽車在不同w植的路面上制動(dòng)時(shí)，可能出現(xiàn)以下3種情況。（1）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，單失去轉(zhuǎn)向能力。（2）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性。（3）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力 2?，F(xiàn)代的道路條件大為改善，汽車行駛速度也大為提高，因此汽車因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死的后果十分嚴(yán)重。由于車速高，它不僅會(huì)引起側(cè)滑甩尾甚至?xí)l(fā)生調(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性，因此后輪先抱死的情況十分嚴(yán)重，所以現(xiàn)在各類汽車的值都均有增大趨勢(shì)。轎車0.6；貨車0.5。 （2.2）故取 2.2.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩應(yīng)合理地確定前、后輪制動(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。雙軸汽車前后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前后車輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比。通常上式的比值為轎車1.3 到1.6，貨車為0.5到0.75。因此可知前后制動(dòng)器比值符合要求最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(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成正比。 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩。計(jì)算公式如下： （2.3）式中：該車所能遇到的最大附著系數(shù)；q制動(dòng)強(qiáng)度；車輪有效半徑；后軸最大制動(dòng)力矩；G汽車滿載質(zhì)量；L汽車軸距； =故后軸 =后輪的制動(dòng)力矩為 前軸 前輪的制動(dòng)力矩為 2.2.4 制動(dòng)器因數(shù)制動(dòng)器因數(shù)定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 （2.4） 式中：制動(dòng)器的摩擦力矩； 制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)鼓的作用半徑； 輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力的平均值輸入力。對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力均為P，即制動(dòng)盤(pán)在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為2,此處為盤(pán)與制動(dòng)襯塊餓摩擦系數(shù)，于鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 （2.5）對(duì)于全盤(pán)式制動(dòng)器，則為 式中：摩擦系數(shù)； 旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤(pán)數(shù)目。取得對(duì)于鼓式制動(dòng)器，若作用兩蹄的張開(kāi)力分別為，制動(dòng)鼓內(nèi)圓柱面半徑即制動(dòng)鼓工作半徑為R，兩蹄給予制動(dòng)鼓的摩擦力矩TTf1和T Tf2，則兩蹄的效能因素即制動(dòng)蹄因素分別為 整個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)則為當(dāng)時(shí)，則有 蹄與鼓間作用力的分布，其合力的大小、方向及作用點(diǎn)，需要較精確的分析、計(jì)算才能確定。假設(shè)在張力P的作用下，制動(dòng)蹄的摩擦襯片與鼓之間作用力的合力N的B點(diǎn)上。這一法向力引起作用于制動(dòng)蹄襯片上的摩擦力為，為摩擦系數(shù)。a,b,c,h,R及a為結(jié)構(gòu)尺寸。 圖2.1鼓式制動(dòng)器受力簡(jiǎn)圖對(duì)領(lǐng)題繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即 （2.6）由上式得到領(lǐng)蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)為 （2.7）代入?yún)?shù)得：=0.79當(dāng)制動(dòng)鼓逆轉(zhuǎn)時(shí)，上述制動(dòng)蹄則又成為從蹄，這時(shí)摩擦力的方向相反，用上述分析方法，同樣可得出從蹄繞支點(diǎn)A的力矩平衡方程，即 （2.8）由上式得從蹄的制動(dòng)蹄因數(shù)為 （2.9）代入?yún)?shù)得：=0.48 2.3本章小結(jié)本章先選定了要設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的類型。然后確定了本設(shè)計(jì)的汽車的技術(shù)參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)，計(jì)算出了要設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力、制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、制動(dòng)器因數(shù)等重要參數(shù)。這些參數(shù)是保證該制動(dòng)系統(tǒng)正常工作的前提。第3章 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇3.1鼓式制動(dòng)器的分類鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要結(jié)構(gòu)型式如圖3-15所示，并分述如下。 圖3.1制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖 鼓式制動(dòng)器的簡(jiǎn)圖如圖3.2所示。不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖（a），（b）所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對(duì)調(diào)了。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖（a），（b）可見(jiàn)：領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱為增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開(kāi)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?！霸鰟?shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用。 圖3.2領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖 圖3.3領(lǐng)從蹄結(jié)構(gòu)圖對(duì)于兩蹄的張開(kāi)力P1=P2=P的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖（b）所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力應(yīng)相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不相等，不能相互平衡，其差值要由車輪輪轂軸承承受。制動(dòng)時(shí)這種兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器又稱為非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承產(chǎn)生附加的徑向載荷，而且領(lǐng)蹄的摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，故磨損較從蹄的嚴(yán)重。對(duì)于如圖（a）所示具有定心凸輪張開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，在制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄的位移相等。因此，作用與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(kāi)力P1與P2則不相等；且必然有P1/P21或P1P2。由于兩蹄的法向反力N1=N2在制動(dòng)鼓正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)均成立，因此這種結(jié)構(gòu)的特性的，實(shí)際上也是平衡式的。其缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)凸輪的力要大而效率卻相對(duì)較低，約為0.60.8。由于凸輪需要用氣壓驅(qū)動(dòng)，因此，這種結(jié)構(gòu)僅用在總質(zhì)量等于或大于10t的貨車和客車上。 3.1.2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶?，故它又可稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖（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)底板中心作對(duì)稱布置的，因此，兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動(dòng)器。圖3.4雙領(lǐng)蹄結(jié)構(gòu)圖雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能，但倒車時(shí)則變?yōu)殡p從蹄式，使制動(dòng)效能大大下降。這種結(jié)構(gòu)常用于中級(jí)轎車的前輪制動(dòng)器，這是因?yàn)檫@類汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，前軸的動(dòng)軸荷及附著力大于后軸，而倒車時(shí)則相反。它之所以不用于后輪，還因?yàn)閮蓚€(gè)互相成中心對(duì)稱的輪缸，難以附加駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.1.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩蹄片浮動(dòng)，用各有兩個(gè)活塞的兩輪缸張開(kāi)蹄片。圖3.4雙向領(lǐng)蹄結(jié)構(gòu)圖無(wú)論是前進(jìn)或者是倒退制動(dòng)，這種制動(dòng)器的兩塊蹄片始終為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)效能相當(dāng)高，而且不變。由于制動(dòng)器內(nèi)設(shè)有兩個(gè)輪缸，所以適用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)一套管路失效后，制動(dòng)器轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。除此之外，雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄片上單位壓力相等，因而磨損程度相近，壽命相等。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器因有兩個(gè)輪缸，故結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，且蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙調(diào)整困難是它的缺點(diǎn)。這種制動(dòng)器得到比較廣泛的應(yīng)用。如用于后輪，則需另設(shè)中央駐車制動(dòng)器。3.1.4 單向增力式制動(dòng)器單向增力式制動(dòng)器的兩蹄片各有一個(gè)固定支點(diǎn)，兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體，制動(dòng)器僅有一個(gè)輪缸用來(lái)產(chǎn)生推力張開(kāi)蹄片。圖3.5單向增力式結(jié)構(gòu)圖汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，兩蹄片皆為領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄上不存在輪缸張開(kāi)力，而且由于領(lǐng)蹄上的摩擦力經(jīng)推桿作用到次領(lǐng)蹄，使制動(dòng)器效能很高，居各式制動(dòng)器之首。這種制動(dòng)器只有一個(gè)輪缸，故不適合用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，另外由于兩蹄片下部聯(lián)動(dòng)，使調(diào)整蹄片間隙變得困難。車用其作為前輪制動(dòng)器。3.1.5 雙向增力式制動(dòng)器雙向增力式制動(dòng)器的兩蹄片端部有一個(gè)制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的公用支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有一輪缸，內(nèi)裝兩個(gè)活塞用來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)張開(kāi)兩蹄片，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體。圖3.6雙向增力式結(jié)構(gòu)圖雙向增力式制動(dòng)器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性比較差。除此之外，兩蹄片上單位壓力不等，故磨損不均勻，壽命不同。調(diào)整間隙工作與單向增力式一樣比較困難。因只有一個(gè)輪缸，故制動(dòng)器不適合用于有的雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 5。3.2鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)1結(jié)構(gòu)參數(shù)(1)制動(dòng)鼓直徑D或半徑R當(dāng)輸入力P一定時(shí)，制動(dòng)鼓的直徑越大，則制動(dòng)力矩就越大，且使制動(dòng)器的散熱性能越好。但直徑D的尺寸受到輪輞直徑的限制，而且D的增大也使制動(dòng)鼓的質(zhì)量增加，使汽車的非懸掛質(zhì)量增加，不利于汽車的平順性。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)有一定的間隙，此間隙一般不應(yīng)小于20mm30mm，以利于散熱通風(fēng)，也可避免由于輪輞過(guò)熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸即可求得制動(dòng)鼓D的尺寸。另外，制動(dòng)鼓直徑 D與輪輞直徑之比的一般范圍為；表3.1 輪輞與制動(dòng)鼓直徑比車種轎車0.640.74貨車0.700.83轎車制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小125mm150mm 。綜上取得制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=235mm ，輪輞直徑=356mm 。制動(dòng)鼓外徑256mm 3。（2）制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角b及寬度b如圖3.7所示，包角b通常在b=范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角b=時(shí)磨損最小，制動(dòng)鼓的溫度也最低，而制動(dòng)效能則最高。再減小b雖有利于散熱，但由于單位壓力過(guò)高將加速磨損。包角b也不宜大于，因?yàn)檫^(guò)大不僅不利于散熱，而且易使制動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。選取b=。摩擦襯片寬度b較大可以降低單位壓力、減少磨損，但b的尺寸過(guò)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(guò)2.5MPa的條件來(lái)選擇襯片寬度b的。選取b=45mm 。（3）摩擦襯片起始角摩擦襯片起始角通常為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。根據(jù)=-（/2）=圖3.7 制動(dòng)蹄摩擦襯片參數(shù)（4）張開(kāi)力的作用線至制動(dòng)器中線的距離a 在滿足制動(dòng)輪缸或凸輪能布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。a=0.8R左右，求得a=99.6mm 。（5）制動(dòng)蹄支削中心的坐標(biāo)位置k與c制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸k應(yīng)盡可能地小，以使尺寸c盡可能地大，初步設(shè)計(jì)可取c=0.8R左右，取c=99.6mm 。2摩擦片摩擦系數(shù)選擇摩擦片時(shí)，不僅要希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其穩(wěn)定性好。受溫度和壓力的影響小。不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)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的要求。后者對(duì)蹄式制動(dòng)器是非常重要的。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5，少數(shù)可達(dá)到0.7。一般來(lái)說(shuō)，摩擦系數(shù)愈高的材料，起耐磨性愈差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)，并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。選取f=0.3。3.3制動(dòng)蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律由前面的分析可知，制動(dòng)器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對(duì)制動(dòng)蹄因數(shù)BF有很大影響。掌握制動(dòng)蹄摩擦面上的壓力分布規(guī)律，有助于正確分析制動(dòng)器因數(shù)。但用分析方法精確計(jì)算沿蹄片長(zhǎng)度方向上的壓力分布規(guī)律比較困難，因?yàn)槌四Σ烈r片有彈性變形外，制動(dòng)蹄、制動(dòng)鼓以及支承也會(huì)有彈性變形，但與摩擦襯片的變形量相比，則相對(duì)很小。故在通常的近似計(jì)算中只考慮襯片徑向變形的影響，其他零件變形的影響較小，可忽略不計(jì)。即通常作以下一些假定。（1） 制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄為絕對(duì)剛性體；（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?？筛鶕?jù)圖3.8來(lái)分析計(jì)算具有一個(gè)自由度的增勢(shì)蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布規(guī)律。此時(shí)摩擦襯片在張開(kāi)力和摩擦力的作用下，繞支承銷中心轉(zhuǎn)動(dòng)dg角。摩擦襯片表面任意點(diǎn)沿制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向餓變形即為線段，其徑向變形分量是線段在半徑延長(zhǎng)線上的投影，即線段。由于dg角很小，可以認(rèn)為=90則所求的摩擦襯片的徑向變形為 （3.1）圖3.8摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布考慮到，則由等腰三角形可知 （3.2）代入上式，得摩擦襯片的徑向變形和壓力分別為 （3.3）通過(guò)上式可看出摩擦片的徑向變形和壓力都是關(guān)于張開(kāi)角a的正弦函數(shù)。3.4制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩在計(jì)算鼓式制動(dòng)器時(shí)，必須建立制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩之間的關(guān)系。增勢(shì)蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩可表達(dá)如下： （3.4）式中：摩擦系數(shù)（前面以選擇0.3）； 單元法向力的合力；摩擦力的作用半徑。如圖3.9求得力與張開(kāi)力的關(guān)系式，寫(xiě)出制動(dòng)蹄上力的平衡力方程式： （3.5）圖3.9制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力關(guān)系式中：支承反力在軸上的投影； 軸與力的作用線之間的夾角。對(duì)式（3.5）求解，得 （3.6）將式（3.6）代入（3.4），得增勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩為 = （3.7）所以增勢(shì)蹄的力矩是關(guān)于的直線函數(shù)。對(duì)于減勢(shì)蹄同上。3.5摩擦襯塊的磨損特性計(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。（1）比能量耗散率雙軸汽車的單個(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 （3.8） （3.9）式中：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí)，； ：汽車總質(zhì)量； ，：汽車制動(dòng)初速度與終速度；計(jì)算時(shí)轎車?。?：制動(dòng)時(shí)間，；按下式計(jì)算 ：制動(dòng)減速度， ，：前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積； ,質(zhì)量在的轎車摩擦襯片面積在。故取 ：制動(dòng)力分配系數(shù)。則 轎車盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。=0.7轎車鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8，故符合要求。（2）比滑磨功磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動(dòng)過(guò)程中由最高制動(dòng)初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來(lái)衡量： （3.10）式中：汽車總質(zhì)量 ：車輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的總摩擦面積，； : ：許用比滑磨功，轎車取1000J/1500J/。 （3.11）故符合要求。 式中：滿載汽車總質(zhì)量；制動(dòng)器熱容量和溫升是否滿足下列條件： （3.12）式中：各制動(dòng)鼓（盤(pán)）的總質(zhì)量； 與各制動(dòng)鼓（盤(pán)）相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等）的總質(zhì)量； 制動(dòng)鼓（盤(pán)）材料的比熱容，對(duì)鑄鐵c=482，對(duì)鋁合金c=880； 與制動(dòng)鼓（盤(pán)）相連的受熱金屬件的比熱容； 制動(dòng)鼓（盤(pán)）的溫升（一次=30km/h到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過(guò)15）； L滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，由于制動(dòng)過(guò)程迅速，可以認(rèn)為制動(dòng)產(chǎn)生的熱能全部為前、后制動(dòng)器所吸收，并按前、后制動(dòng)力的分配比率給前、后制動(dòng)器，即車制動(dòng)時(shí)的初速度，可取=； b汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。式中的=5kg, =20kg.將其他已知的參數(shù)代入式（4-8）得：前輪鉗盤(pán)式制動(dòng)器和后鼓式制動(dòng)器的熱容量和溫升都滿足。3.6制動(dòng)蹄乘用車和總質(zhì)量較小的商用車的制動(dòng)蹄，廣泛采用T形鋼碾壓或用鋼板焊接制成；總質(zhì)量較小的汽車的鋼板制成的制動(dòng)蹄腹板上往往開(kāi)一條或兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，其目的是使襯片磨損較為均勻，并減小制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為，貨車為 。摩擦襯片得厚度，轎車多為本設(shè)計(jì)取。制動(dòng)蹄和摩擦片可以鉚接，也可以粘接。粘接的優(yōu)點(diǎn)在于襯片更換前允許磨損的剛度較大，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，且不易更換襯片。鉚接的優(yōu)點(diǎn)是噪聲小。設(shè)計(jì)中選用粘接襯片。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長(zhǎng)支承銷的支承能可靠的保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在張開(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開(kāi)槽供制動(dòng)蹄腹板張開(kāi)端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。3.7制動(dòng)底板制動(dòng)底板是出制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各零件間的相互安裝位置。制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此他應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成型的制動(dòng)底板均具有凹凸起伏的形狀。重型汽車應(yīng)采用可鍛鑄鐵KTH37012的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。3.8制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度，剛度和熱容量，與摩擦襯片材料相配合，又應(yīng)當(dāng)有較高的摩擦因數(shù)。制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過(guò)極限值。制動(dòng)鼓的材料應(yīng)與摩擦襯片的材料相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。本設(shè)計(jì)是針對(duì)轎車，因此采用灰鑄鐵HT200制造的制動(dòng)鼓（見(jiàn)圖3.10）。制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中，是以直徑為dc的圓柱表面的配合來(lái)定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。其許用不平衡度對(duì)貨車為。制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是剛度和強(qiáng)度方面考慮。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)鼓壁厚取。（a）鑄造制動(dòng)鼓；(b),(c)組合式制動(dòng)鼓1- 沖壓成型幅板；2- 鑄造鼓筒；3- 灰鑄鐵內(nèi)鼓筒；4- 鑄鋁合金制動(dòng)鼓圖 3.10制動(dòng)鼓中型，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(dòng)鼓(見(jiàn)圖3-6（a）)；輕型貨車和一些轎車則采用由鋼板沖壓成型的的輻板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動(dòng)鼓（見(jiàn)圖3-6（b）；帶有灰鑄鐵內(nèi)鼓筒的鑄鋁合金制動(dòng)鼓（見(jiàn)圖3-6（c）在轎車上得到了日益廣泛的應(yīng)用。鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金制動(dòng)鼓也是鑄到一起的，這種內(nèi)鑲一層珠光體組織的灰鑄鐵作為工作表現(xiàn)，其耐磨性和散熱性都很好，而且減小了質(zhì)量。制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的中如圖3-6所示，是以直徑為的圓柱表面的配合來(lái)定位，并在兩者裝配緊固后精加工制動(dòng)鼓內(nèi)工作表面，以保證兩者的軸線重合。兩者裝配后還需進(jìn)行動(dòng)平衡。其許用不平衡度對(duì)轎車為；對(duì)貨車為。微型轎車要求其制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差。制動(dòng)鼓鼓壁厚的選取主要是從其剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有利于增大其熱容量，但實(shí)驗(yàn)表明，壁厚由增至?xí)r，摩擦表面的平均最高溫度變化并不大。一般鑄造制動(dòng)鼓的壁厚：轎車為；中，重型載貨汽車為。制動(dòng)鼓在閉合一側(cè)外緣可開(kāi)小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是HT20-40。3.9制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造。活塞外端壓有鋼制的開(kāi)槽頂塊，以支承插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用的是HT250。3.10駐車制動(dòng)計(jì)算汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力簡(jiǎn)圖如圖3.11由該圖得出汽車上坡停駐時(shí)的后軸附著力為 （3.13）同樣求出汽車下頗停駐的后軸車輪的附著力為 （3.14）根據(jù)后軸車輪附著力與后輪駐車制動(dòng)的制動(dòng)力相等的條件可求得汽車在上坡路和下坡路上停駐的坡度極限傾角，即由 （3.15）求得汽車在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡路傾角為 代入汽車參數(shù)，求得汽車在下坡時(shí)可能停駐的極限下坡路傾角為代入汽車參數(shù)，求得 一般要求各類汽車的最大停駐坡度不應(yīng)小于16%20%。汽車后軸的單個(gè)后輪駐車制動(dòng)器的制動(dòng)力矩的最大上限為： （3.16）代入汽車參數(shù)求得 。 圖3.11駐車受力簡(jiǎn)圖3.11本章小結(jié)本章主要是對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行了研究，研究了鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)查計(jì)算設(shè)計(jì)手冊(cè)和計(jì)算獲得了一系列參數(shù)，同時(shí)對(duì)駐車制動(dòng)器進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)這些參數(shù)可以確定制動(dòng)鼓的直徑，制動(dòng)蹄、制動(dòng)塊的大小和需要的材料等等。同時(shí)也對(duì)駐車制動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。第4章 盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 盤(pán)式制動(dòng)器：盤(pán)式制動(dòng)器主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車,制動(dòng)效能的恒定性好。1.制動(dòng)盤(pán)直徑D制動(dòng)盤(pán)直徑D希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯快的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤(pán)直徑D受輪輞直徑的限制。通常，制動(dòng)盤(pán)的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%；所以求得制動(dòng)盤(pán)直徑。2.制動(dòng)盤(pán)厚度h制動(dòng)盤(pán)厚度直接影響制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤(pán)厚度應(yīng)取小些；為了降低制動(dòng)時(shí)的溫升，制動(dòng)盤(pán)厚度不宜過(guò)小。通常，實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為；只有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤(pán)的兩丁作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤(pán)的厚度取為，但多采用； 取。3.摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。4.摩擦襯塊厚度與摩擦面積摩擦襯塊厚度取14mm,推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg/3.5 kg/內(nèi)選取。摩擦面積取。4.2 摩擦襯塊的磨損特性計(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 16。汽車的制動(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。1）比能量耗散率雙軸汽車的單個(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 （4.1） （4.2）式中：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí)，； ：汽車總質(zhì)量； ，：汽車制動(dòng)初速度與終速度，/；計(jì)算時(shí)轎車取27.8/； ：制動(dòng)時(shí)間，；按下式計(jì)算 ：制動(dòng)減速度， ； ，：前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；=7600mm,質(zhì)量在1.52.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm,故取 ：制動(dòng)力分配系數(shù)。則 =5.7轎車盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。=0.7轎車鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8，故符合要求。2）比滑磨功磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動(dòng)過(guò)程中由最高制動(dòng)初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來(lái)衡量： （4.3）式中：汽車總質(zhì)量 ：車輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的總摩擦面積，； : ：許用比滑磨功，轎車取1000J/1500J/。 L =1497J/1000J/1500J/故符合要求。4.3 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖4.1若襯塊表面與制動(dòng)盤(pán)接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 （4.4） 圖4.1 盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖式中：摩擦系數(shù)； 單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力； 作用半徑。對(duì)于常見(jiàn)的扇形摩擦襯塊，其徑向尺寸不大了，R為平均半徑或有效半徑已足夠精確。平均半徑為 （4.5）式中；扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。所以盤(pán)式制動(dòng)器的力矩方程為：，是關(guān)于活塞給予制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力的一個(gè)直線函數(shù)。根據(jù)圖4.4，在任一單元面積上的摩擦力對(duì)盤(pán)中心的力矩為，式中q為襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤(pán)上的制動(dòng)力矩為 （4.6）單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤(pán)的總摩擦力為 （4.7）得有效半徑為 （4.8）令，則有 （4.9）因，故當(dāng)。但當(dāng)m過(guò)小即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大時(shí)，襯塊摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，磨損將不均勻，因而單位壓力分布將不均勻，則上述計(jì)算方法失效。 4.4 制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)盤(pán)一般用珠光體灰鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形兩種。后一種的圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。制動(dòng)盤(pán)在工作時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。為了改善冷卻效果，鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤(pán)，這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約20%30%，但盤(pán)的整體厚度較厚。國(guó)產(chǎn)引進(jìn)車型奧迪、桑塔納2000、富康轎車和切諾基吉普車均采用帶有通風(fēng)槽的制動(dòng)盤(pán)，其厚度在2022.5之間。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動(dòng)盤(pán)，其厚度約在1013之間 1。4.5 制動(dòng)塊制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接在一起。材料多為扇形，也有矩形、正方形或長(zhǎng)圓形的?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成，為了避免制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗而引起制動(dòng)液氣化和減小制動(dòng)噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘一層隔熱振墊。由于單位壓力和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，轎車和輕型車的厚度在7.5mm 16mm之間 1。4.6 摩擦材料制動(dòng)摩擦材料應(yīng)只有角而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能要好，不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料應(yīng)有好的耐磨性，低的吸水(油、制動(dòng)液)率，低的壓縮率