小型大眾捷達(dá)轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真【捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)UG三維8張CAD圖紙+帶開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述t+外文翻譯】-clsj13

小型大眾捷達(dá)轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真【捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)UG三維8張CAD圖紙+帶開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述t+外文翻譯】-clsj13

小型大眾捷達(dá)轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真【捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器】

摘    要

當(dāng)前，汽車工業(yè)成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)件的設(shè)計(jì)需求旺盛。其中，制動(dòng)器總成是動(dòng)汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性能與操控性能。 本課題根據(jù)大眾捷達(dá)轎車的行駛要求，對(duì)其后輪制動(dòng)器進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目的在于實(shí)現(xiàn)汽車在行駛時(shí)具備良好的制動(dòng)性能與操控性能。

本畢業(yè)設(shè)計(jì)闡述表明的制動(dòng)系統(tǒng)是捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器。闡述了制動(dòng)方面的發(fā)展、分類及鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)等等。通過計(jì)算和設(shè)計(jì)來確定后輪鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等主要零件的主要尺寸和結(jié)構(gòu)，然后畫出各零件圖和總裝圖。最后再進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)分析制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。

通過最后結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器總成是適用并且合乎準(zhǔn)則完全可用。符合結(jié)構(gòu)簡單輕便、造價(jià)不高、工作穩(wěn)當(dāng)有保障等條件。

關(guān)鍵字：UG軟件；仿真；制動(dòng)；鼓式制動(dòng)器

Abstract

In recent years the rapid development of China's auto market，especially cars car development. However，with the increase in car ownership，safety problems are increasingly attracted attention，and the braking system is an important vehicle active safety systems in the world. The design on the collar from the shoe drum brake design and calculation of， and in accordance with UG three-dimensional software design assembly and simulation.

 This manual describes the Jetta sedan rear drum brake system design. The first describes the development of automotive braking systems，structure，Classification and analysis of the structure and advantages and disadvantages of drum brakes and disc brakes. Design calculations to determine the Main dimensions and structure of front disc, back drum brake and brake master cylinder. Pull out the rear brake assembly diagram，brake drum and brake shoe parts diagram parts chart. End of the braking system designed to evaluate the analysis of the indicators. Also taking into account in the design of its structure is simple，reliable，low cost factor.

 Through this design results show that the design of the braking system is reasonable, standards-compliant. Meet its simple structure, low cost, reliable requirements.

Key words: UG software；simulation；braking；brake drum

目  錄

摘    要 I

Abstract II

第1章 緒論

1.1制動(dòng)器設(shè)計(jì)的意義 1

1.2制動(dòng)器研究現(xiàn)狀 2

1.3本次設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) 2

1.4本次鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求 2

第2章 鼓式制動(dòng)器的選擇

2.1鼓式制動(dòng)器形式方案分析 3

2.2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 3

2.3鼓式制動(dòng)器整體方案 7

2.4鼓式制動(dòng)器裝配注意事項(xiàng) 8

第3章 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 10

3.1捷達(dá)轎車的主要參數(shù)數(shù)值 10

3.2同步附著系數(shù)的分析 10

3.3車輛前后輪制動(dòng)力的分析 11

3.4制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) 14

3.5鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)及其確定 16

3.5.1制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 16

3.5.2摩擦村片寬度b和包角β 18

3.5.3摩擦襯片起始角β0 19

3.5.4制動(dòng)器中心和張開力F0作用線之間的距離e 20

3.5.5制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c 20

3.5.6摩擦片摩擦系數(shù)? 21

3.6制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21

3.6.1制動(dòng)鼓 21

3.6.2制動(dòng)蹄 21

3.6.3制動(dòng)底板 22

3.6.4制動(dòng)蹄的支承 22

3.6.5制動(dòng)輪缸 22

3.7制動(dòng)器受力分析及最大制動(dòng)力的確定 23

3.7.1制動(dòng)器受力分析 23

3.7.2制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 24

第4章 校核 26

4.1核算制動(dòng)器的熱容量以及溫升 26

4.2制動(dòng)器的校核 27

4.2.1摩擦襯片所受力的校核 27

4.3駐車制動(dòng)的計(jì)算 27

4.3.1汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角 27

4.3.2汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角 28

4.4制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離 29

4.4.1最大減速度 29

第5章 基于UG的鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31

5.1 UG軟件介紹 31

5.1.1 UG NX的技術(shù) 31

5.1.2優(yōu)勢 31

5.1.3主要功能 31

5.2鼓式制動(dòng)器的三維設(shè)計(jì) 32

5.2.1制動(dòng)器制動(dòng)鼓設(shè)計(jì) 32

5.2.2制動(dòng)蹄的設(shè)計(jì) 34

5.2.3制動(dòng)器底板的設(shè)計(jì) 35

5.2.4制動(dòng)輪缸 36

5.3鼓式制動(dòng)器摩擦材料的選擇 36

5.4鼓式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì) 37

5.5鼓式制動(dòng)器運(yùn)動(dòng)仿真分析 37

5.5.1模型的建立與簡化 37

5.5.2運(yùn)動(dòng)仿真中各運(yùn)動(dòng)部件的分析 38

致  謝 43

參考文獻(xiàn) 44

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sanwei

zongzhuang.stp

制動(dòng)底板A1.dwg

制動(dòng)輪缸主體A2.dwg

制動(dòng)輪缸柱塞A4.dwg

制動(dòng)鼓A1.dwg

右制動(dòng)蹄A3.dwg

外文翻譯.doc

小型大眾捷達(dá)轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真【捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器】.doc

小型大眾捷達(dá)轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真【捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器】開題報(bào)告.doc

小型轎車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真文獻(xiàn)綜述.doc

左制動(dòng)蹄A3.dwg

總裝圖A0.dwg

文件清單.txt

駐車制動(dòng)杠桿A3.dwg

共 7 頁 第 1 頁 譯文標(biāo)題 基于研究 式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的參數(shù)化 原文標(biāo)題 of of G 作 者 譯 名 劉宏埔 國 籍 中國 原文出處 共 7 頁 第 2 頁 ?鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的參數(shù)化研究基于 械工程，河南理工大學(xué)， 國 摘要 本文運(yùn)用 件的設(shè)計(jì)和研究上的制動(dòng)器的類型參數(shù)。論基礎(chǔ)離散化的原則，離散對(duì)制動(dòng)鼓的結(jié)構(gòu)圖案。選取的典型特征制動(dòng)器總成的三維參數(shù)化建模工作的各個(gè)部分，以構(gòu)建一個(gè)模型來參數(shù)庫調(diào)用。 ?2011 下的 [南的責(zé)任由發(fā)布 司的選擇和 /或同行審查 關(guān)鍵詞：剎車 ; 數(shù)化，離散化 ;研究 制動(dòng)器是汽車行業(yè)的關(guān)鍵部件。隨著社會(huì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)汽車提出了更為嚴(yán)格的要求。不僅要滿足制動(dòng)的基本性能要求，還要滿足環(huán)境 保護(hù)的嚴(yán)格要求。本文主要研究在制動(dòng)鼓上的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 1，制動(dòng)離散 隨著參數(shù)的變化，在模板特點(diǎn)下可能出現(xiàn)的變化情況： 一）特征維護(hù)不變，只有通過受電弓的大小重現(xiàn) ;二）結(jié)構(gòu)特征性改變。 上述兩種變化情況，在實(shí)際操作中，因?yàn)檫x擇使用模擬目標(biāo)不同大小，所以模板必須設(shè)計(jì)的不是很大，因此，主要有第一類的情況下，在特性保修范圍的大小變化。當(dāng)參數(shù)變化是相當(dāng) 大時(shí)，是第二種情況，申請建立模板必須全面描述模型。當(dāng)然，如果一個(gè)模板更接近模型，它必須手動(dòng)增加的特點(diǎn)就會(huì)減少，但這種模板所具有的代表性和典型性相對(duì)差一些 ;模板與待建模型之間有一定的差距，需要手動(dòng)增加的特性是多方面的，但其代表性和典型性都好一些。這是一對(duì)相互矛盾的，在該構(gòu)建體中應(yīng)該找一個(gè)比較好的平衡點(diǎn)，這樣既可以建立代表 模板，并加快零部件的設(shè)計(jì)速度。 然后根據(jù)一定的分離規(guī)則，分離各型號(hào)相應(yīng)的剎車零部件，從這些部件中撤銷典型的特征，形成模板參數(shù)化設(shè)計(jì)要求。 需要遵守的規(guī)則有： 似元提取相同的特征。 獨(dú)特有的部分進(jìn)行特征提取。 行特征提取時(shí)，應(yīng)盡可能撤銷相似的特征。 征提取，考慮其實(shí)現(xiàn)的可能性。 鼓式制動(dòng)器離散化之后，組件如下： * 摩擦盤（大約兩片）； * 剎車蹄片（型）； * on * 制動(dòng)輪缸主體（類型）； * 活塞（類型）； * 皮碗（類型）； * 制動(dòng)鼓（型）； * 制動(dòng)底板（型）； * 變動(dòng)的支承桿（類型）； * 彈簧（類型）； * 附件（襯套防塵套，活塞防塵套，泄氣螺栓螺母，進(jìn)油口防護(hù)罩，密封圈，螺栓防松橡皮筋保護(hù)，分離主缸離開油密密封環(huán)及各種彈簧等） 上述名單后僅是離散的組件統(tǒng)一名稱，具體的就下命名，有許多種特性不同的組件，這個(gè)請求分別建立模板，以滿足下缸體名需求攻方設(shè)計(jì)，例如，具 有至少 5 個(gè)各種不同類型的氣缸體，因此，必須單獨(dú)建立的模板。雖然提取合理的制動(dòng)帶模板的一定的周期，而且還建立了許多特 共 7 頁 第 3 頁 殊的特性組件模板，所以說從本質(zhì)上來說，它是基于每個(gè)組件離散。選擇模板離散元件后，并按照要求的尺寸制作新組件模型，再組裝制動(dòng)系統(tǒng)。 當(dāng)每個(gè)組件為參數(shù)化，參數(shù)的整數(shù)必須嚴(yán)格控制，必須盡可能的使用盡可能少的參數(shù)來描述整個(gè)組件。當(dāng)然 ,這里參數(shù)是指可以改變大小的，部件大多數(shù)尺寸需要使用這些成為可能，以改變驅(qū)動(dòng)的大?。醋兓癁樽宰兞浚瑢懙氖浅叽珧?qū)動(dòng)函數(shù)形式），也就是引起了眾多大小來進(jìn)行連接，使整體聯(lián)動(dòng)，完成 參數(shù)化建模工作。 本設(shè)計(jì)采用基于特征的參數(shù)化建模方法，實(shí)現(xiàn)了汽車制動(dòng)零部件快速設(shè)計(jì)和自動(dòng)設(shè)計(jì)。因此，需要明確以下一些具有特征的相關(guān)概念。 特征是高層次的抽象描述，設(shè)計(jì)師描述設(shè)計(jì)對(duì)象的功能，形狀，結(jié)構(gòu)，制造，裝配，檢測，管理和使用信息，并具有準(zhǔn)確的項(xiàng)目的含義等的關(guān)系。特征模型用邏輯的相互依存，相互進(jìn)行描述和表達(dá)的影響語義網(wǎng)絡(luò)的特性實(shí)例和關(guān)系。與低層次的幾何形狀比較元件表面，側(cè)面，所表達(dá)的幾何實(shí)體的方法所不同的是：該特性模型表達(dá)了高水平的具有功能意義的實(shí)體，如孔，槽等，其操作對(duì)象不 是原始的幾何元素，但為該產(chǎn)品的功能要素，在產(chǎn)品技術(shù)信息和管理信息，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的意圖。 特點(diǎn)是產(chǎn)品描述信息集。不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的對(duì)象，特征抽象和分類方法是不同的。通過分析機(jī)械產(chǎn)品的大量零部件藍(lán)圖信息和加工工藝信息，可構(gòu)成成分特征劃分為五個(gè)大類： 經(jīng)營特色：隨著組件管理相關(guān)通信集合，包括標(biāo)題欄信息（例如組件名稱，圖表或插圖編號(hào)，設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)日期等），各組分的材料，并沒有傾倒的信息，如粗糙度等。 技術(shù)特點(diǎn)：描述組件的性能和規(guī)格通信集合。 材料熱處理特點(diǎn)：與元件材料及熱處理通信集 合，像材料的性能，熱處理方式，硬度值的程度等有關(guān)。 精密特性：描述元件的形狀，大小許可量變化通信集合，包括公差（尺寸公差和形狀位置公差）和表面粗糙度。 形態(tài)特征：通信集合這都與描述元件的形狀，大小，包括函數(shù)的形狀，加工工藝造型，裝配輔助形狀有關(guān)。 組裝特性：組件相關(guān)的方向，相互活性表面和協(xié)調(diào)關(guān)系。 在上述特征中，形狀特征是描述元件或產(chǎn)品最重要的特征。其可分離主要特征和輔助特征，前者是用來描述結(jié)構(gòu)對(duì)象的基本幾何形狀，后者是其中進(jìn)行表達(dá)的對(duì)象部分的形狀特征。 為了描述中的特征之間 的關(guān)系，可應(yīng)用于特征類，特征實(shí)例的概念。特征類是關(guān)于類型特征的描述，是所有相同的信息特征的總結(jié)。該典型例子是具體特征后，特征屬性的評(píng)價(jià)，特征是類的成員。其中特性類和典型例子有如下關(guān)系： 繼承涉及的特征之一。構(gòu)成層次關(guān)系，這是位于水平更高權(quán)限被稱為超類特性，位于水平較低的水平上被稱為亞組的特性。該子組特征可以繼承的超類特征的屬性和方法的，這種繼承關(guān)系被稱為關(guān)系。另一種繼承關(guān)系的特征是類和這種特性的例子，這種關(guān)系被稱為關(guān)系之間的關(guān)系。例如，一些具體的圓柱是一個(gè)例子，圓柱特征類，它們之間反映的關(guān)系。 相鄰 關(guān)系。反映了形狀特征之間的相互位置關(guān)系，與 示。間的構(gòu)成鄰接關(guān)系形狀特征鄰接條件可以共享。有關(guān)例如，階梯軸，每相鄰的兩個(gè)軸部的之間的關(guān)系是 毗連關(guān)系 ，其中每個(gè)相鄰表面條件可以共享。 從屬關(guān)系是關(guān)于形狀特征符合，或者連接的關(guān)系的描述，表明與 輔助 。下屬形狀特征依賴于形狀特征是服從是存在的，就像是附著在圓柱斜邊。 引用關(guān)系：特征描述類作為連接屬性，它的相互引用，表示與重組。引用關(guān)系主要存在于引 共 7 頁 第 4 頁 用的形狀特征的精確特性，該材料特性。 基于特征的描述產(chǎn)品的特性所作為建模的基本元素稱為建 模技術(shù)的方法。特征建模可能誘發(fā)大約分為三個(gè)種類的互動(dòng)特性定義，識(shí)別和設(shè)計(jì)基于特征的圖案。 互動(dòng)特性的定義。使用現(xiàn)有的幾何造型系統(tǒng)建立產(chǎn)品的幾何模型，用戶在圖形交互計(jì)劃流程定義特征的幾何要素，并添加信息，例如特性參數(shù)或精度，規(guī)格，材料熱處理等，以幾何模型為屬性。這種建模方法的自動(dòng)化程度低，產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享也是難實(shí)現(xiàn)的，在信息處理過程中很容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。 特征識(shí)別。它定義預(yù)先特性進(jìn)行了比較幾何模型，確定特征的具體類型和其他信息。通常它是由通過以下步驟：（ 1）在搜索產(chǎn)品的幾何形狀的數(shù)據(jù)庫相匹配地形特征的幾何模型 ;（ 2）從其自己區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)庫撤回特征信息為：（ 3）定特性參數(shù)為：（ 4）完成對(duì)特征幾何模型為：（ 5）結(jié)合了簡單的特點(diǎn)，以成為新的特點(diǎn)。 基于特征的設(shè)計(jì)。用戶直接定義了組件的幾何實(shí)體的特性，不久之后在特征庫預(yù)先定義特征實(shí)例化，例如取特征為基本單元建立特征模型，從而完成產(chǎn)品的定義和設(shè)計(jì)。 G to on of On of of of of of d to a ? 20122011he is of in of a to to of on in a) is is by b) of in is of in is is of if a to to is a of in of a up 共 7 頁 第 5 頁 to is on on as as is as ??? ?on ? ?? ?????? ????????????is a of to at of of s to it’s on to to is as as to to is of to to be to of so to is is is to be on 共 7 頁 第 6 頁 to is so in on to to so is is s is is to or so as so ????of so ??of ??to ?? In is or is to is on to n to of is is is 共 7 頁 第 7 頁 is of as is to be of is to be of of is of is of of is is a a s in ??or on in is is in ??as E. in to he by as is on of on in or so on to as of s is is in it is to .???in is on it is by to on in as or 共 7 頁 第 8 頁 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語 外文翻譯成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否 共 7 頁 第 9 頁 達(dá)到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價(jià)值。 2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。 I 摘 要 當(dāng)前，汽車工業(yè)成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)件的設(shè)計(jì)需求旺盛。其中，制動(dòng)器總成是動(dòng)汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的安全性能與操控性能。 本課題根據(jù)大眾捷達(dá)轎車的行駛要求，對(duì)其后輪制動(dòng)器進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目的在于實(shí)現(xiàn)汽車在行駛時(shí)具備良好的制動(dòng)性能與操控性能。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)闡述表明的制動(dòng)系統(tǒng)是捷達(dá)后輪鼓式制動(dòng)器。 闡述了制動(dòng)方面的發(fā)展、分類及鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)等等 。通過計(jì)算和設(shè)計(jì)來確定后輪鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)鼓 、 制動(dòng)蹄 、 制動(dòng)輪缸等主要零件的主要尺寸和結(jié)構(gòu)，然后畫出各零件圖 和 總裝圖。 最后再進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)分析制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。 通過最后結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器總成是適用并且合乎準(zhǔn)則完全可用。符合結(jié)構(gòu)簡單輕便、造價(jià)不高、工作穩(wěn)當(dāng)有保障等條件。 關(guān)鍵字： 真；制動(dòng)；鼓式制動(dòng)器 n s in is an in on in G of of of to of of to of in of is of is UG 錄 摘 要 .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ..................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 1 章 緒論 動(dòng)器設(shè)計(jì)的意義 ...................................................................................... 1 動(dòng)器研究現(xiàn)狀 .......................................................................................... 2 次設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) .......................................................... 2 次鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求 ...................................................................... 2 第 2章 鼓式制動(dòng)器的選擇 式制動(dòng)器形式方案分析 .......................................................................... 3 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及 選擇 .......................................................................... 3 式制動(dòng)器整體方案 .................................................................................. 7 式制動(dòng)器裝配注意事項(xiàng) .......................................................................... 8 第 3章 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................ 10 達(dá)轎車的主要參數(shù)數(shù)值 ........................................................................ 10 步附著系數(shù)的分析 ................................................................................ 10 輛前后輪制動(dòng)力的分析 ........................................................................ 10 動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ............................................................................ 14 式制動(dòng)器的主要參數(shù)及其確定 ............................................................ 16 動(dòng)鼓內(nèi)徑 D ......................................................................................... 16 擦村片寬度 b 和包角β ............................................................... 18 擦襯片起始角β 0 ..................................................................... 19 動(dòng)器中心和張開力 用線之間的距離 e ...................... 20 動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo) a 和 c ........................................................ 20 擦片摩擦系數(shù)? ............................................................................. 21 動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................ 21 動(dòng)鼓 ............................................................................................... 21 動(dòng)蹄 ............................................................................................... 21 動(dòng)底板 ........................................................................................... 22 動(dòng)蹄的支承 ................................................................................... 22 動(dòng)輪缸 ........................................................................................... 22 動(dòng)器受力分析及最大制動(dòng)力的確定 .................................................... 23 制動(dòng)器受力分析 ............................................................................... 23 動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 ....................................................................... 24 第 4章 校核 ............................................................................................................ 26 算制動(dòng)器的熱容量以及溫升 ................................................................ 26 動(dòng)器的校核 ............................................................................................ 27 擦襯片所受力的校核 ................................................................... 27 車制動(dòng)的計(jì)算 ........................................................................................ 27 車可能停駐的極限上坡路傾斜角 ? .......................................... 27 車可能停駐的極限下坡路傾斜 角 '? .......................................... 28 動(dòng)減速度和制動(dòng)距離 ............................................................................ 29 大減速度 ....................................................................................... 29 第 5章 基于 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................. 31 G 軟件介紹 ............................................................................................. 31 G 技術(shù) ................................................................................. 31 勢 ................................................................................................... 31 要功能 ........................................................................................... 31 式制動(dòng)器的三維設(shè)計(jì) ............................................................................ 32 動(dòng)器制動(dòng)鼓設(shè)計(jì) ........................................................................... 32 動(dòng)蹄的設(shè)計(jì) ................................................................................... 34 動(dòng)器底板的設(shè)計(jì) ........................................................................... 35 動(dòng)輪缸 ........................................................................................... 36 式制動(dòng)器摩擦材料的選擇 .................................................................... 36 式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì) ............................................................................ 37 式制動(dòng)器運(yùn)動(dòng)仿真分析 ........................................................................ 37 型的建立與簡化 ........................................................................... 37 動(dòng)仿真中各運(yùn)動(dòng)部件的分析 ....................................................... 38 致 謝 .......................................................................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 44 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 制動(dòng)器設(shè)計(jì)的意義 現(xiàn)在 ,汽車安全的性能好壞與否尤為重要 ,因?yàn)樗呀?jīng)是人們?nèi)粘３鲂心酥粮餍懈鳂I(yè)中不可或缺的重要交通工具之一。理所當(dāng)然的 ,制動(dòng)器功能的優(yōu)劣對(duì)整車功能的優(yōu)劣會(huì)有非常大的影響 ,特別是駕駛員的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。所以 ,制動(dòng)器的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。 能形成阻礙車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括趨勢的結(jié)構(gòu)件是制動(dòng)器。通俗的 講制動(dòng)器的原理是其固定部件賦予旋轉(zhuǎn)部件一個(gè)制動(dòng)力矩，其結(jié)果是旋轉(zhuǎn)部件它的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度減小， 此外 ,車輪與路面之間存在 附著效應(yīng) ,形成 路面作用于車輪上的制動(dòng)力導(dǎo)致車輛減速 [1]。說到這里就不得不提一下摩擦制動(dòng)器。它是一種運(yùn)用固定結(jié)構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件兩個(gè)部件它們的工作面之間的摩擦作用來形成制動(dòng)力矩的制動(dòng)器。作為當(dāng)前汽車應(yīng)用率最高的制動(dòng)器即摩擦制動(dòng)器。它又可以有盤式和鼓式兩種類別。鼓式和盤式的工作的面是圓柱形面和端面，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件是制動(dòng)鼓和制動(dòng)盤。 鼓式制動(dòng)器作為制動(dòng)器的一種，它的設(shè)計(jì)工作也是整車設(shè)計(jì)的重要部分。 制動(dòng)踏板、活塞 、 制動(dòng)主缸、制動(dòng)鼓 、 制動(dòng)輪缸、制動(dòng)底板、摩擦片等 等主要構(gòu)件共同組建成 鼓式制動(dòng)器 。 就制動(dòng)效能和散熱性 能來講盤式比鼓式強(qiáng)了許多。 第二種 在不同路況下 ,制動(dòng)力會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的變化 ,很難掌握控制，究其原因便是鼓式的穩(wěn)定性較差。并且它的散熱性能比較差，所以在制動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生非常多的熱量。高溫時(shí)制動(dòng)塊以及輪鼓它們兩個(gè)很輕易就會(huì)形成特別駁雜的形變，伴隨而來的就是制動(dòng)衰退、振抖兩種現(xiàn)象，制動(dòng)效率的減小便是最終的結(jié)果 [2]。并且，鼓式要每隔一段時(shí)間調(diào)控剎車蹄的間隙，情況嚴(yán)重時(shí)為了清掃里面積攢的剎車粉還需將其拆卸下來。但是鼓式制動(dòng)器也有很多可取之處，比如它的成本比較低，而且符合傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)。轎車和重型車它們的制動(dòng)方式分別是前盤后鼓 以及四輪鼓式。一致的效能；平滑、漸進(jìn)的響應(yīng)；低污染、耐腐蝕；高度可靠；耐久性；耐磨損；設(shè)計(jì)有效可用的車輪制動(dòng)器需要合乎以上條件是必須的。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 動(dòng)器研究現(xiàn)狀 由于汽車在行駛時(shí)要經(jīng)常進(jìn)行制動(dòng)，所以制動(dòng)性能的好壞就成了交通以及人身安全的決定性因素。當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)操作的時(shí)候，車輛會(huì)受到和行駛的方向正好相反的外力 ,然后就可以使汽車的行駛速度逐步減小直至為零。分析制動(dòng)過程中的受力情況有助于設(shè)計(jì)和計(jì)算 ,但是這個(gè)過程相對(duì)有點(diǎn)復(fù)雜 ,所以一般需要建立簡化模型來進(jìn)分析。一般從以下三個(gè)方面來分析和評(píng)價(jià) : a. 制動(dòng)效能 :包 括制動(dòng)的距離以及減速度； b. 制動(dòng)效能的恒定性 :即抗熱衰退性； c. 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性。 次設(shè)計(jì)鼓式制動(dòng)器應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) a. 具有良好的制動(dòng)效能 b. 具有良好的制動(dòng)效能的穩(wěn)定性 c. 制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好 d. 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好 次鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求 汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)既有對(duì)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)需要設(shè)計(jì)還有對(duì)零部件結(jié)構(gòu)和功能也需要設(shè)計(jì)。而對(duì)制動(dòng)系整體的性能要求，除上述要求以外，還應(yīng)該達(dá)到使用性能相對(duì)良好、發(fā)生故障比較少等要求。 達(dá)到各自所需的功能，并具備配合協(xié)作能力則是零 部件要符合的條件。所以應(yīng)該先作出綜合設(shè)計(jì)方案，然后根據(jù)上述各要求，并考慮制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式，以及設(shè)計(jì)題目的要求等最后再進(jìn)行設(shè)計(jì)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 第 2 章 鼓式制動(dòng)器的選擇 式制動(dòng)器形式方案分析 作為應(yīng)用率最高的機(jī)械摩擦式制動(dòng)器。為了形成制動(dòng)力矩并最終讓達(dá)到汽車減速或者停車的目的它通過采用讓旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件件和固定結(jié)構(gòu)件兩者工作的面形成摩擦來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代轎車的設(shè)計(jì)樣式一般來講都是前盤后鼓，這樣能讓制動(dòng)功能落實(shí)的更好。 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 機(jī)械摩擦式樣制動(dòng)器因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件不同可分成鼓式和盤式。 內(nèi)張 類 型、外束 類 型是鼓式 制動(dòng)器 的兩種分類 。 以兩個(gè)帶有摩擦襯片作為摩擦元件的制動(dòng)蹄為內(nèi)張型，在制動(dòng)底板上安放制動(dòng)蹄，制動(dòng)底板它又緊緊固定在前梁上或者后橋殼的突緣上，安置在輪轂上或者是變速器它的第二個(gè)軸后端的那個(gè)制動(dòng)鼓這些是其旋轉(zhuǎn)摩擦原件，蹄式制動(dòng)器采用制動(dòng)鼓的內(nèi)在的表面和制動(dòng)蹄摩擦片的外在表面形成了兩個(gè)配對(duì)摩擦表面，相對(duì)應(yīng)的再產(chǎn)生位于制動(dòng)鼓上的摩擦力矩。 也就是它叫做蹄式制動(dòng)器的由來 [3]。 以剛度小并帶摩擦片為摩擦原件的是外束型； 其轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦結(jié)構(gòu)件是制動(dòng)鼓，并采用制動(dòng)鼓的圓柱形外在的面和制動(dòng)帶摩擦墊片的里面圓弧狀 的面作為相配對(duì)的摩擦工作面，最終形成賦予在制動(dòng)鼓上的一個(gè)摩擦力矩，這也是它又叫帶式制動(dòng)器的由來。如今此種制動(dòng)器已極少再被選用。內(nèi)張型也就是通俗所講的鼓式制動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件是有且僅有一個(gè)并豎放安置以兩個(gè)側(cè)邊面為作用面的制動(dòng)盤，它的不動(dòng)摩擦結(jié)構(gòu)件一般來說 制動(dòng)塊位于制動(dòng)盤的兩側(cè)并與摩擦墊相伴隨。一旦制動(dòng)盤卡在制動(dòng)塊兩側(cè) 緊的時(shí)候，摩擦表面就可以形成作用在制動(dòng)盤上面的摩擦力矩。盤式制動(dòng)器通常是用來作為轎車的車輪制動(dòng)器，同時(shí)也可以用來作為各種種類汽車的中央制動(dòng)器 [4]。 車輪制動(dòng)器一般用來作為 行車制動(dòng)的裝置，有的也可以作為駐車制動(dòng)的作用； 但中央制動(dòng)器只能用作駐車制動(dòng)器。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 表 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式 以制動(dòng)蹄所受外力的不同情況將鼓式制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)分類 (如下方圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 圖 鼓式制動(dòng)器的簡化圖 [a]領(lǐng)從蹄 式 制動(dòng)器（ 以 凸輪 張 開） ； [b]領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 （ 制動(dòng)輪缸 張 開） [c]雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（是平衡式并不是雙向的）； [d]雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器； [e]單向增力式制動(dòng)器； [f]雙向增力式制動(dòng)器； 根據(jù)當(dāng)制動(dòng)蹄 張 開時(shí) 它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向 和制動(dòng)鼓 的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 是否一致 ，可分為領(lǐng)、從蹄。 按照蹄的屬性可以將鼓式制動(dòng)器分為： (1) 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 如上圖 [a][b]，假如 上 邊 的 轉(zhuǎn) 向箭頭 示意的是 制動(dòng)鼓 扭轉(zhuǎn) 方向 (制動(dòng)鼓呈 現(xiàn) 正方向 扭轉(zhuǎn) )這時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是前進(jìn)狀態(tài)，那此時(shí)蹄 1、蹄 2 分別是領(lǐng)、從蹄。但是當(dāng)汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榈管嚂r(shí)相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也會(huì)隨之變?yōu)榉捶较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)候蹄 2 是領(lǐng)蹄，而蹄 1 是從蹄。 如此這般即制動(dòng)鼓呈現(xiàn)正、反向扭轉(zhuǎn)的時(shí)候一直分別各有一個(gè)領(lǐng)、從蹄并屬于內(nèi)張型，就叫做領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的兩個(gè)蹄常有固定的支點(diǎn)。張開裝置有凸輪式、楔塊式、曲柄式和具有兩個(gè)或四個(gè)等直徑活塞的制動(dòng)輪缸式的。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、楔塊式和曲柄式等張開裝置則用氣壓驅(qū)動(dòng)。領(lǐng) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)和倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故仍廣泛用作中、重型載貨汽車的前、后輪以及轎車的后輪制動(dòng)器。 (2) 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 根據(jù)汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，領(lǐng)從蹄也會(huì)隨之發(fā)生變化，當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄皆為領(lǐng)蹄，此為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。汽車倒車時(shí)，兩制動(dòng)蹄皆為從蹄。因?yàn)檫@樣單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器是對(duì)它的另一種稱呼，如圖 [c]。 (3) 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 制動(dòng)鼓呈 現(xiàn) 正 和 反 兩 向 扭轉(zhuǎn)的情況下這 時(shí)兩 個(gè) 制動(dòng)蹄 都是 領(lǐng)蹄的 狀態(tài)則是雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，如圖 [d]。此制動(dòng)器在汽車處于前進(jìn)狀態(tài)和倒退狀態(tài)的時(shí)候它的性能不變，因?yàn)檫@樣的特性通常應(yīng)用于中型或輕型汽車和少數(shù)轎車前面和后面的車輪。當(dāng)作為后制動(dòng)車輪的制動(dòng)器，作為后制動(dòng)輪的制動(dòng)器 ,需要特殊的中央制動(dòng)器。 (4)單向增力制動(dòng)器 如圖 [e]，兩蹄的下半端經(jīng)過主軸將第二個(gè)制動(dòng)蹄安置在制動(dòng)底板頂部的銷支撐上。 倘若 汽車 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為 前進(jìn)， 則位于第一位置的 制動(dòng)蹄被單活塞 當(dāng)中的制動(dòng)輪缸 推到 的 方位為 制動(dòng)鼓 里面 圓柱形 狀的外 表面 。制動(dòng)鼓基于摩擦之后帶動(dòng)第一制動(dòng)蹄，接著經(jīng)由頂桿以帶動(dòng)第二制動(dòng)蹄再通過壓至制動(dòng)鼓工作面達(dá)到將它安置在其上方支承銷上的目 的。 由于在普通工作的工況下 兩 個(gè) 蹄法 方 向的 一對(duì)相反 的 力 它們不能相互均衡 ， 這也是它的另一個(gè)稱呼即 非平衡式剎車 制動(dòng)器 的由來 。 當(dāng)汽車處于向前的狀態(tài)下制動(dòng)它比前面所有的制動(dòng)效果和能力都好，但是當(dāng)它處于相反狀態(tài)時(shí)制動(dòng)，它比前面所有的制動(dòng)效果和能力都差。所以僅僅應(yīng)用于一小部分輕型中型卡車和汽車上用于做前輪剎車。 (5) 雙向增力式制動(dòng)器 如上所述 ,單向力制動(dòng)器的單活塞制動(dòng)輪缸由雙活塞制動(dòng)缸 (F)取代。相同的支撐銷應(yīng)一起使用 部端， 讓它改變 成雙向增力 式樣 制動(dòng)器 。它屬于一種不平衡式制動(dòng)器。 本次 捷達(dá)轎車后輪 制動(dòng)工作選用的是 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 。領(lǐng)從蹄樣式的制動(dòng)器它的每一個(gè)蹄片具有各自的穩(wěn)固支撐點(diǎn)，且兩穩(wěn)固定支撐點(diǎn)在兩只蹄相同的一邊。有兩種樣式的打開裝 置 ，第一種具備凸輪或楔形打開裝置。包括的制動(dòng)凸輪以及平衡凸塊和楔形打開裝 置 中的制動(dòng)楔形塊是飄浮移動(dòng)的，使得施加在兩蹄上的打開力一樣。不平衡式的制動(dòng)凸形輪的中心點(diǎn)是固定好不變的，因而無 法確保施加在兩蹄上的打開力一樣。第二種具有兩個(gè)相同直徑的活塞輪缸（液壓力推 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 動(dòng)），確保了施加在兩蹄上的打開力一樣。在各種式樣的制動(dòng)器中領(lǐng)從蹄式的效果功能和穩(wěn)定性能處于中間水平；向前、 后 兩種工況下制動(dòng)的效果功能一致；結(jié)構(gòu)簡化明了，制造代價(jià)小比較省錢；安置于駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置上十分便利；調(diào)控蹄片、制動(dòng)鼓兩者之間的縫隙相當(dāng)便利。領(lǐng)從蹄式有兩個(gè)大小完全相同的蹄片 它們上面的壓強(qiáng)不一樣，所以導(dǎo)致的后果是兩襯片損耗不勻稱、可用的時(shí)間也不一樣。值得一提的是，因?yàn)閮H僅存在一個(gè)輪缸當(dāng)中，兩個(gè)蹄產(chǎn)生作用的時(shí)候只能處在相同的一個(gè)推動(dòng)回 路 [5]。作為高選用率的 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器最多被選用的車型是乘用車以及擁有總質(zhì)量較輕特質(zhì)的商用車作為后輪制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)工作。 進(jìn)行選定鼓式制動(dòng)器類別的工作：構(gòu)想設(shè)計(jì)策劃出制動(dòng)鼓 、回位彈簧、 制動(dòng)底板 、制動(dòng)蹄片；并完成設(shè)計(jì)策劃如何完成總成的工作。 查閱相關(guān)資料得 捷達(dá)轎車 的一些主要技術(shù)參數(shù)如下： 整車質(zhì)量： 空載： 1070載： 1450心位置： 質(zhì)心距前軸距離： 質(zhì)心距后軸距離： 心高度： 空載時(shí)： 載時(shí)： 距： L=載后軸重 : m=750輪工作半徑： 300胎規(guī)格： 185/605H 滿載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷 56%，后軸負(fù)荷 44% 空載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷 61%，后軸負(fù)荷 39% 式制動(dòng)器整體方案 捷達(dá)轎車后輪鼓式制動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)及組成。 制動(dòng)器的組成有以下幾個(gè)部分： a. 旋轉(zhuǎn)部分：制動(dòng)鼓 制動(dòng)底板、制動(dòng)蹄 c. 張開機(jī) 構(gòu)：輪缸 d. 定位調(diào)整：調(diào)整片，調(diào)整拉簧 制 動(dòng)蹄在 促動(dòng)裝置的 作用下向外旋轉(zhuǎn)，外表面的摩擦片壓靠到制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上，對(duì)鼓產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力矩。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 凡對(duì) 制動(dòng) 蹄端加力 并 使 制動(dòng) 蹄轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置統(tǒng)稱為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置，制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置有輪缸、凸輪和楔 等 。 1— 制動(dòng)底板 2— 銷軸 3、 4、 11、 12— 拉簧 5— 壓桿 6— 制動(dòng)桿 7— 帶杠桿裝置的制動(dòng)蹄 8— 支架 9— 止擋板 10— 鉚釘 13— 檢測孔 14— 壓簧 15— 夾緊銷 16— 彈簧座 17— 帶斜楔支承的制動(dòng)蹄 18— 摩擦襯片 19 楔支承 20— 楔形塊 21— 制動(dòng)輪缸 圖 捷達(dá)轎車后輪鼓式制動(dòng)器 液壓制動(dòng)輪缸作為制動(dòng)執(zhí)行器稱為輪缸制動(dòng)；制動(dòng)裝置 為 凸輪 即 凸輪制動(dòng)；制動(dòng)執(zhí)行裝置 為 楔 制動(dòng) 稱為楔形制動(dòng)器。 式制動(dòng)器裝配注意事項(xiàng) a. 裝配后總成應(yīng)在 8820壓下工作持續(xù) 3 分鐘的強(qiáng)度和密封試驗(yàn)，在此時(shí)間內(nèi)任何部位均不得滲漏，壓力降不得大于 294 b. 放氣螺釘總成 490松開放氣螺釘時(shí)，氣體通暢無阻地從氣孔沖出。 c. 總成在制動(dòng)過程中不得發(fā)生滲油現(xiàn)象。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 d. 制動(dòng)鼓與 摩擦片間隙應(yīng)在 圍內(nèi)。 e. 總成在正常裝配與使用條件下應(yīng)保證制動(dòng)靈活輕便不得發(fā)生阻礙或卡死現(xiàn)象。 3 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 第 3 章 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 達(dá)轎車的主要參數(shù)數(shù)值 整車質(zhì)量： 空載： 1070載： 1450心位置： 質(zhì)心距前軸距離： 質(zhì)心距后軸距離： 心高度： 空載時(shí)： 載時(shí)： 距： L=載后軸重 : m=750輪工作半徑： 300胎規(guī)格： 185/605H 滿載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷 56%，后軸負(fù)荷 44% 空載時(shí)軸荷的分配： 前軸負(fù)荷 61%，后軸負(fù)荷 39% 以下幾種參數(shù)對(duì)汽車的制動(dòng)性能也有非常大的影響：制動(dòng)力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率、最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)因數(shù)等。 步附著系數(shù)的分析 (1) 當(dāng)0＜ ??時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； (2) 當(dāng)0＞ ??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)0＝ ??時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為 的路面上制動(dòng) (前、后車輪同時(shí)抱死 )時(shí)，其制動(dòng)減速度為 ???，即 ， 為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路 面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度 ＜ 這 表明只有在 ＝的路面上，地面的附著條件才可以得到充 分利用。 根據(jù)相關(guān)資料查出普通轎車 ≤ 取 =華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 輛前后輪制動(dòng)力的分析 當(dāng)車輛處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí) ,如果忽略車輪對(duì)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和汽車轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 , 為車輪在任意轉(zhuǎn)速下的力矩平衡方程 : 0?? （ 式中 : 制動(dòng)力矩作用于車輪 ,即制動(dòng)摩擦扭矩 , 其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， N· m； — 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，又稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反， N； — 車輪的有效半徑 m。 令 （ 并稱之為 制動(dòng)器制動(dòng)力 ，它是在輪胎周緣克服制 動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。F 的方向相反，當(dāng)車輪角速度 ? >0 時(shí)，大小亦相等，且結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大fT，F(xiàn) 均隨之增大。但地面制動(dòng)力 著附著條件的限制，其值不可能大于附著力?F， 即 ?? （ ?? ??m 式中 :? —— 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z—— 地面對(duì)車輪的法向反力。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 地面制動(dòng)力 到附著力 ?F 值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩 表現(xiàn)為靜摩擦力矩， 而 ? 即成為與 平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到 ? =0 以后，地面制動(dòng)力 到附著力 ?F 值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力 于踏板力 增大使摩擦力矩 大而繼續(xù)上升 (見圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 圖 制動(dòng)器制動(dòng)力 面制動(dòng)力 p 的關(guān)系 通過對(duì)整個(gè)車輛制動(dòng)過程中的力學(xué)分析 ,對(duì)前后軸車輪的正常反力可以 考慮軸重轉(zhuǎn)移制動(dòng)時(shí)得到的 ,和 2)如下 :()( 21 g?? （ )( 12 g?? （ 式中 :G —— 汽車所受重力； L —— 汽車軸距； 1L—— 汽車質(zhì)心離前軸距離； 2L—— 汽車質(zhì)心離后軸距離； — 汽車質(zhì)心高度； g —— 重力加速度； 汽車制動(dòng)減速度。 汽車總的地面制動(dòng)力為 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 ??? 21（ 式中 ???????? ?— 中等制動(dòng)強(qiáng)度 ,也叫減速或制動(dòng)力 ； 1 前后軸車輪的地面 制動(dòng)力。 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 : ??? )()( 221 ??? （ ??? )()( 112 ??? （ 上式表明：汽車在附著系數(shù) ? 為任意確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總 制動(dòng)力 函數(shù)。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 。 在上述三種情況下 ,最明顯的 接觸 條件的最好 。 ???? 2121 （ )/()(// 122121 ? ???? （ 式中 :1 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 111 f ??? ； 2— 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 222 f ??? ； 1— 前軸車輪的地面制動(dòng)力； 2— 后軸車輪的地面制動(dòng)力； 1Z ， 2Z —— 地面對(duì)前后輪軸的正常反應(yīng) ； G —— 汽車重力； 1L ， 2L —— 汽車質(zhì)心離前、后軸距離； 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 — 汽車質(zhì) 心高度。 圖 某轎車的 I 曲線和 ? 線 由于捷達(dá)轎車設(shè)計(jì)為輕型客車后鼓式制動(dòng)器 ,現(xiàn)代轎車狀況良好 ,特別是高等級(jí)公路的高速行駛要求 ,可以選擇同步附著系數(shù)。則 : 9 4 5 ???????? ?通過 前后輪被鎖定在前后輪軸輪力上并充分利用條件。公式 ? ?? ? ????（ 由式 ： B （ 則 : 在同步附著系數(shù)前后輪同時(shí)抱死的路面上行駛時(shí)所得到的地面制動(dòng)力 前輪 ： 后輪： 動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) （ 1） 分配系數(shù) （ 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 ? ? ? ?? ??? 1221（ 21 ?（ 可得 : ? ?211 ?? ? ? ??? ????? 122? ? ? 2即： g?? ?? 2 （ 其中 : 471? 50?取 得到 : g?? ?? 2 ? ? 2 4 7 15 5 8 3 ???? （ 2）同步附著系數(shù) ? ?0 ?? ??（ ? ? 5 5 8 37 1 7 1 ???? 將 ?代入下式得 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 ? ?gZ 21 ???（ ? ? 5 0 ?????? ? ?gZ 22 ???（ ? ? 7 2 5 0 ?????? ①在同步附著系數(shù)前后 輪同時(shí)抱死的路面上行駛時(shí)所得到的地面制動(dòng)力 前輪 ： 01 11 ?? ?（ 01m a ?? ?（ ? 后輪： 02 22 ?? ?（ 02m a ?? ?（ ? 式制動(dòng)器的主要參數(shù)及其確定 制動(dòng)鼓應(yīng)該有足夠的壁厚 ,以確保更大的剛度和熱容量 ,以減少在制動(dòng)過程中的溫度上升。 動(dòng)鼓內(nèi)徑 D 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 圖 鼓式制動(dòng)器的幾何參數(shù) 輸入力0動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也 越強(qiáng)。但增大 D(圖 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。制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比的范圍如下： 客車 :車 :據(jù)輪胎型號(hào)： 185/605H 于是， 得輪輞直徑 r =25.4 55.6 （ 1 取 D／ 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 則制動(dòng)鼓內(nèi)徑直徑： D=（ x 照 中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 309— 1999 《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》 取 D=230動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從剛度和強(qiáng)度方面考慮。壁厚取大些也有助于增大熱容量，但試驗(yàn)表明，壁厚從 11至 20擦表面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 7～ 12、重型貨車為 13～ 18 由于本設(shè)計(jì)的對(duì)象是轎車，所以選取制動(dòng)鼓壁厚為 7 擦村片寬度 b 和包角β 摩擦村片寬度尺寸 b 的選取 對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。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。 試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角β =90°～ 100°時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，且制動(dòng)效能最高。β角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過高將加速磨損。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。因此，包角一般不宜大于 120°。 取 β =100° 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 表 制動(dòng)器襯 片摩擦面積 A 摩擦襯片寬度 b 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。通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過 條件來選擇襯片寬度 b 的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按摩擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇 b 值。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，而單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積 A 又決定于制動(dòng)鼓半徑 R、襯片寬度 b 及包角 β ，即 ? （ 式中 β 是以弧度 (單位，當(dāng) A， R， β 確定后，由上式 也可初選襯片寬b 的尺寸。 制動(dòng)器各蹄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。 摩擦襯片的摩擦面積 ?A 取 200片寬 b 為 45表 擦襯片起始角β 0 一般將襯片布置在制動(dòng)碲的中央，即令 290 00 ?? ??。有時(shí)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，以改善磨損均勻性和制動(dòng)效能。 此設(shè)計(jì)中 令 汽車類別 汽車總質(zhì)量 m/t 單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積 A/ 2轎車 100～ 200 200～ 300 120～ 200 150～ 250（多為 150～ 200） 250～ 400 客車與貨車 300～ 650 550～ 1000 600～ 1500（多為 600～ 1200） 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 290 00 ?? ??（ 210090 00 ?? 040? 動(dòng)器中心到張開力 P 作用線的距離 a 在輪缸或制動(dòng)凸輪可設(shè)置在制動(dòng)鼓的條件下。距離 A 應(yīng)盡可能大 ，以提高制動(dòng)效能。 取 21 1 ??? （ 動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo) a 和 c 圖 鼓式制動(dòng)器主要幾何參數(shù) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 而 K 應(yīng)盡可能小 ,同時(shí)確保兩端的蹄兩端不互相干擾 (圖 5? ??? （ 擦片摩擦系數(shù) ? 摩擦片摩擦系數(shù)對(duì)制動(dòng)力矩的影響很大，選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能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 數(shù)可達(dá) 般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。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[9]。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 已無大問題。本設(shè)計(jì)取 f = 動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動(dòng)鼓 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)溫升不應(yīng)超過極限值。制動(dòng)鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。 制動(dòng)鼓相對(duì)于輪轂的對(duì)中是圓柱表面的配合來定位，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 15N· 20 N· 貨車為 30 N· 40 N· 型轎車要求其制動(dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差＜ 向跳動(dòng)量≤不平衡度≤ 制動(dòng)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，但試驗(yàn)表明，壁厚由 11至 20 ，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 712、重型載貨汽車為 13180]。制動(dòng)鼓在閉口一側(cè)外緣可開小孔，用于檢查制動(dòng)器間隙。本次設(shè)計(jì)采用的材料是 動(dòng)蹄 制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為 35車的約為 5擦襯片的厚度，轎車多為 5車多為 8