領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（桑塔納2000車型）（全套含CAD圖紙）
領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（桑塔納2000車型）（全套含CAD圖紙）,蹄式鼓式,制動(dòng)器,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),桑塔納,2000,車型,全套,CAD,圖紙
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)電工程 院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 2014 年 12 月 31 日
學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào): 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2015 年 3 月 9 日開始至 2015 年 5 月 22 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
1） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器：年生產(chǎn)量30萬(wàn)件；
2） 使用工具：三維軟件操作平臺(tái)，制動(dòng)器拆裝工具；
3） 參考資料：濮良貴 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2012。
陳家瑞 主編.汽車構(gòu)造[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2011。
王望予 主編.汽車設(shè)計(jì)[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2012。
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
1） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的總體方案設(shè)計(jì)；
2） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的測(cè)繪；
3） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要零件的強(qiáng)度計(jì)算；
4） 利用三維軟件平臺(tái)，完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器實(shí)體模型的建立；
5） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器裝配圖和零件圖的繪制和畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
1） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器三維模型一份；
2） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的裝配圖和零件圖（共計(jì)A0圖2.0張）；
3） 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（不少于八千字）。
6 發(fā)題時(shí)間： 2014 年 12 月 31 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)：
姓名：
學(xué)號(hào)：
實(shí)習(xí)時(shí)間：2015.3.2 ~ 2015.4.12
指導(dǎo)老師：
一.實(shí)習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間
2015.3.2~2015.4.12,到湖南山河智能裝備股份有限公司實(shí)習(xí)。
二. 實(shí)習(xí)目的
畢業(yè)實(shí)習(xí)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃所設(shè)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的課堂，是學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)的一次總結(jié)和升華，是大學(xué)本科教育中的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。學(xué)生通過實(shí)習(xí)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的基本能力，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。
畢業(yè)實(shí)習(xí)的目的：
1、 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生德、智、體全面發(fā)展，具有從事機(jī)電一體化產(chǎn)品、系統(tǒng)和控制智能的設(shè)計(jì)、維護(hù)、制造及開發(fā)基本能力的應(yīng)用型專門人才。學(xué)生要有機(jī)械電子兩方面的基礎(chǔ)理論，還要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)踐中提高能力。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，可以進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足。
2．通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，了解機(jī)電一體化產(chǎn)品、設(shè)備，提高對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的認(rèn)識(shí)，加深機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)，開闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料，熟悉典型零件的加工工藝，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。
3．通過畢業(yè)實(shí)習(xí)接觸認(rèn)識(shí)社會(huì)，提高社會(huì)交往能力，學(xué)習(xí)工人師傅和工程技術(shù)人員的優(yōu)秀品質(zhì)和敬業(yè)精神，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，明確自己的社會(huì)責(zé)任。
4.通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，逐步完成學(xué)生到工人的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們擔(dān)任技術(shù)工作的能力，了解企業(yè)文化和工作內(nèi)容方法。
三. 實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介
山河智能裝備集團(tuán)創(chuàng)始于1999年，以上市公司山河智能裝備股份有限公司為核心企業(yè)，以長(zhǎng)沙為總部，分別在長(zhǎng)沙、無(wú)錫、淮北、歐洲建立了多家子公司。逐步形成了一個(gè)以工程機(jī)械為核心、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、在國(guó)內(nèi)外具有一定影響力的國(guó)際性企業(yè)集團(tuán)，躋身于全球工程機(jī)械企業(yè)50強(qiáng)。
在集團(tuán)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)何清華的帶領(lǐng)下，以“修身、治業(yè)，懷天下”為核心價(jià)值觀，依靠自主創(chuàng)新，引領(lǐng)市場(chǎng)，憑借良好的技術(shù)實(shí)力和現(xiàn)代化管理，迅速崛起。集團(tuán)總資產(chǎn)超過65億元，已在大型樁工機(jī)械、全系列挖掘機(jī)、現(xiàn)代鑿巖設(shè)備、工業(yè)車輛、礦業(yè)裝備、起重機(jī)械、路面機(jī)械、液壓元器件、軍用工程機(jī)械和通用航空設(shè)備、游艇等十多個(gè)領(lǐng)域，成功研發(fā)出上百個(gè)規(guī)格型號(hào)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的高品質(zhì)、高性能工程機(jī)械產(chǎn)品。山河智能作為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)的優(yōu)秀代表，獲得“國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心”、“國(guó)家博士后科研工作站”、“國(guó)家創(chuàng)新型企業(yè)”、“國(guó)際科技合作基地”、“國(guó)家863成果產(chǎn)業(yè)化基地”、“國(guó)家工程機(jī)械動(dòng)員中心”、“院士專家科研工作站”“中國(guó)優(yōu)秀民營(yíng)科技企業(yè)”等稱號(hào)。
山河智能裝備集團(tuán)以“做裝備制造領(lǐng)域世界價(jià)值的創(chuàng)造者”為使命和愿景，自主創(chuàng)新成果獲得國(guó)內(nèi)外領(lǐng)導(dǎo)和專家的高度認(rèn)可。黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人李克強(qiáng)、溫家寶、劉云山、張高麗、李長(zhǎng)春、劉延?xùn)|等先后來(lái)到山河智能視察，對(duì)山河智能堅(jiān)持自主創(chuàng)新給予了高度評(píng)價(jià)和肯定。
公司注重研發(fā)平臺(tái)條件建設(shè)，持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)投入，確保R&D投入占銷售收入的4%以上，重點(diǎn)加強(qiáng)以主導(dǎo)產(chǎn)品為對(duì)象的試驗(yàn)條件建設(shè)，為科研開發(fā)、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、中間試驗(yàn)提供有力支持。同時(shí)加強(qiáng)新產(chǎn)品試制車間建設(shè)，包括場(chǎng)地、設(shè)備、體制與人員等；加強(qiáng)技術(shù)中心信息化建設(shè)，構(gòu)建與各產(chǎn)業(yè)園、各分/子公司（無(wú)錫、淮北等）的信息網(wǎng)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心，加強(qiáng)信息安全管理，在設(shè)計(jì)工具、辦公環(huán)境等方面，不斷加大投入力度。
公司的研發(fā)條件優(yōu)越，其中長(zhǎng)沙本部的專用技術(shù)中心大樓使用面積近1萬(wàn)平方米，實(shí)現(xiàn)了局域互連；導(dǎo)入了CAD/CAE/CAM高端設(shè)計(jì)應(yīng)用工具，特別是Inventor三維設(shè)計(jì)軟件推進(jìn)與應(yīng)用，使設(shè)計(jì)效率成倍提高，管理效率大幅提升，三維造型、工程分析、動(dòng)態(tài)模擬、數(shù)字化樣機(jī)等走在設(shè)計(jì)技術(shù)的前沿；通過PLM系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期有效管理，結(jié)合PLM分布式部署，使得整個(gè)集團(tuán)研發(fā)數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)化、可視化、流程化和信息化；CAPP系統(tǒng)的實(shí)施，解決了設(shè)計(jì)與制造的孤立問題，使設(shè)計(jì)與制造有機(jī)地連接起來(lái)，進(jìn)一步提升了工藝設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力，有效地提升了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本；PLM與ERP系統(tǒng)集成，打破了前期數(shù)據(jù)孤島問題，PLM數(shù)據(jù)可直接智能化地提交到ERP系統(tǒng)，集合產(chǎn)品配置管理，確保數(shù)據(jù)的源頭性和一致性，大大提升了PLM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的使用效率和協(xié)作性能。
四. 實(shí)習(xí)內(nèi)容
實(shí)習(xí)的內(nèi)容主要分為兩大部分：
第一部分，培訓(xùn)。
為了幫助我們更好地適應(yīng)從學(xué)生到一個(gè)具備完善職業(yè)技能的工作人員，公司給我們進(jìn)行了一些專項(xiàng)培訓(xùn)。公司從九個(gè)方位出發(fā)，開展入司培訓(xùn)、理念提升培訓(xùn)、管理體系培訓(xùn)、技能提升培訓(xùn)、產(chǎn)品知識(shí)培訓(xùn)、營(yíng)銷培訓(xùn)、售后培訓(xùn)、拓展訓(xùn)練以及資格認(rèn)證等各類培訓(xùn)項(xiàng)目。公司擁有能同時(shí)容納100余人的現(xiàn)代化多媒體培訓(xùn)室、各類培訓(xùn)教材800多套及一支業(yè)務(wù)素質(zhì)高的講師隊(duì)伍。
第二部分，工作。
為期一個(gè)多月的實(shí)習(xí)是我人生的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。慢慢的熟悉工作環(huán)境和工作同事后，逐漸進(jìn)入工作狀態(tài)，每天按照分配的任務(wù)按時(shí)按量的完成。 在為期一周的工作中，我理解了工作的艱辛與不易。即使是一件很平常的小事也不能大意，也讓我明白一個(gè)道理：事無(wú)巨細(xì)。
實(shí)習(xí)過程如下：
實(shí)習(xí)第一周：
所有新入司員工必須參加入司培訓(xùn)，培訓(xùn)時(shí)間為4天，使新員工盡快熟悉公司情況，了解企業(yè)文化，融入公司。內(nèi)容包括公司發(fā)展史、企業(yè)文化、司歌、通用禁令、產(chǎn)品知識(shí)、基本制度、財(cái)務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)、7S環(huán)境安全知識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、拓展訓(xùn)練、軍訓(xùn)、商務(wù)禮儀、勵(lì)志教育和職場(chǎng)心態(tài)等課程。
實(shí)習(xí)第二周：
為了更好使我們適應(yīng)從學(xué)生到一個(gè)具備完善職業(yè)技能的工作人員的轉(zhuǎn)變，公司首先給我們安排在機(jī)房進(jìn)行一些基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并安排專門的老師對(duì)每個(gè)部門的同學(xué)進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，老師通過講課和帶領(lǐng)我們深入生產(chǎn)第一線參觀學(xué)習(xí)，了解公司鼓勵(lì)我們對(duì)于不懂的問題要即使解決，不能因?yàn)椴欢艞墝W(xué)習(xí)知識(shí)。
實(shí)習(xí)第三至六周：我們正式進(jìn)入實(shí)習(xí)崗位，開始正式的實(shí)習(xí)生活。
在實(shí)習(xí)期間，我被安排在綜合傳動(dòng)事業(yè)部見習(xí)，有幸參與了傳動(dòng)軸的工藝設(shè)計(jì)與裝配。
傳動(dòng)軸在各種機(jī)械或傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛使用，用來(lái)傳遞動(dòng)力。在傳力過程中主要承受交變扭轉(zhuǎn)負(fù)荷或有沖擊，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)其工作條件。
圖一傳動(dòng)軸尺寸參數(shù)圖
如圖一所示，該零件的主要工作表面為E、M、F、N四個(gè)階梯軸的外圓表面，它們的精度和表面粗糙度要求很高，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。該傳動(dòng)軸零件形狀為較簡(jiǎn)單的階梯軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為實(shí)現(xiàn)軸的準(zhǔn)確傳遞動(dòng)力和軸與軸之間的精密配合，要求很高的精度等級(jí)和表面粗糙度。為了在傳力過程中承受交變扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和沖擊，傳動(dòng)軸需要有良好的力學(xué)綜合性能，一般要對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，材料可為45號(hào)鋼，就可以達(dá)到它的使用要求。由于傳動(dòng)軸配合的表面較多，為了保證各表面間的精密配合，需嚴(yán)格保證中心軸線的形位誤差，所以要對(duì)重要表面或端面提出形位誤差的要求，在加工時(shí)嚴(yán)格保證。如：傳動(dòng)軸的兩個(gè)重要端面提出了相對(duì)中心軸線的端面圓跳動(dòng)，保證垂直度在0.02以內(nèi)，此外還保證了M、N兩個(gè)重要軸的中心線相對(duì)中心軸線的同軸度誤差在0.02以內(nèi)。
表一 傳動(dòng)軸零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/μm
形位公差/mm
傳動(dòng)軸兩端面
215
無(wú)
無(wú)
無(wú)
M軸肩左端面
32
無(wú)
無(wú)
無(wú)
N軸肩右端面
20
無(wú)
無(wú)
無(wú)
F軸肩右端面
58
無(wú)
無(wú)
無(wú)
P面
65
無(wú)
0.8
Q面
104
無(wú)
0.8
無(wú)
G軸外圓面
φ40
無(wú)
無(wú)
無(wú)
F軸外圓面左部
φ30±0.0065
IT6
0.8
無(wú)
F軸外圓面右部
IT9
0.8
無(wú)
N軸外圓面
IT6
0.8
無(wú)
M軸外圓面
φ35±0.008
IT6
0.8
E軸外圓面
φ30±0.0065
IT6
0.8
無(wú)
M軸外圓面上鍵槽側(cè)面
IT10
3.2
無(wú)
N軸外圓面上鍵槽側(cè)面
IT9
3.2
無(wú)
該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，如表二所示：
表二傳動(dòng)軸鍛造毛坯機(jī)械加工總余量及毛坯尺寸
鍛件重量Mt/kg
包容體重量Mo/kg
形狀復(fù)雜系數(shù) S
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
2.5
3
S1
M1
普通級(jí)
毛坯尺寸/mm
機(jī)械加工余量余量/mm
鍛件尺寸
兩端面215
7
229
E軸外圓面φ30h6
7±2（取7）
φ37
M軸外圓面φ35h6
7±2（取7）
φ42
N軸外圓面φ25h6
7±2（取7）
φ32
G軸外圓面φ40
7±2（取6.7）
φ46.7
φ20螺紋加工軸
7±2（取6.7）
φ26.7
F軸φ30h7
7±2（取7）
φ37
該傳動(dòng)軸工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工—各端面和主要表面粗加工—熱處理—主要表面半精加工—輔助工序—主要表面磨加工和次要表面加工—主要表面精磨加工。根據(jù)傳動(dòng)軸零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如下表三所示：
表三 傳動(dòng)軸零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra（um）
加工方法
傳動(dòng)軸兩端面、M軸肩左端面和F、N軸肩右端面
無(wú)
無(wú)
粗車
P、Q面
無(wú)
0.8
粗車-半精車-磨削
E外圓表面
IT6
0.3
粗車-半精車-磨削
M外圓表面
IT6
0.8
粗車-半精車-磨削
F外圓表面左部
IT6
0.8
粗車-半精車-磨削
F外圓表面右部
IT9
0.8
粗車-半精車-磨削
N外圓表面
IT6
0.8
粗車-半精車-磨削
M面上鍵槽側(cè)面
IT10
3.2
粗銑-半精銑
N面上鍵槽側(cè)面
IT9
3.2
粗銑-半精銑
傳動(dòng)軸工藝路線及設(shè)備、工裝的選用如表四所示：
表四傳動(dòng)軸工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
車床設(shè)備
刀具
量具
1
鍛造
鍛造毛坯
2
熱處理
正火處理
3
粗車、鉆孔
粗車兩端面并鉆中心孔
CA6140
90°刀
游標(biāo)卡尺
4
粗車
傳動(dòng)軸各外圓表面
CA6140
75°刀
游標(biāo)卡尺
5
熱處理
調(diào)質(zhì)處理 220—240HBS
6
研修
研修中心孔
鉗工臺(tái)
麻花鉆
游標(biāo)卡尺
7
半精車
對(duì)外圓面及軸肩面半精加工
CA6140
75°刀
游標(biāo)卡尺
8
車退刀槽
在各端面處車出退刀槽
CA6140
切槽刀
游標(biāo)卡尺
9
車螺紋
對(duì)φ20軸車螺紋，
CA6140
螺紋車刀
游標(biāo)卡尺
10
磨削
對(duì)M、F、N、E外圓表面和P、Q軸肩面磨削加工至尺寸
MD1420
砂輪
卡規(guī)深度游標(biāo)卡尺
11
銑鍵槽
在M、N面上銑鍵槽
至規(guī)定要求
X5032
鍵槽銑刀
卡規(guī)深度游標(biāo)卡尺
12
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
13
清洗
清洗機(jī)
14
終檢
游標(biāo)卡尺卡規(guī)
然后我參觀了該傳動(dòng)軸的生產(chǎn)過程，并將它與其他零部件裝配起來(lái)。
在實(shí)際設(shè)計(jì)繪圖過程中，我發(fā)現(xiàn)盡管我能比較熟練的操作cad和proe繪圖，但繪圖效率比較低，耗時(shí)太大。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足。
五. 實(shí)習(xí)心得體會(huì)
時(shí)光荏苒，轉(zhuǎn)眼間為期四年的大學(xué)生涯就馬上結(jié)束了，這次畢業(yè)實(shí)習(xí)是本科階段最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。接下來(lái)完成畢業(yè)論文答辯，我們就將離開學(xué)校進(jìn)入社會(huì)。它對(duì)于提高和鍛煉我們的社會(huì)適應(yīng)能力、工作能力都非常的重要。今天這個(gè)社會(huì)，用人單位都傾向于有一定工作經(jīng)驗(yàn)的人才，以致能盡可能快的上崗工作。
通過這次的實(shí)習(xí)，我對(duì)自己的專業(yè)有了更為詳盡而深刻的了解，也是對(duì)這幾年大學(xué)里所學(xué)知識(shí)的鞏固與運(yùn)用。從這次實(shí)習(xí)中，我體會(huì)到了實(shí)際的工作與書本上的知識(shí)是有一定距離的，需要進(jìn)一步的加深學(xué)習(xí)。此次實(shí)習(xí)，不僅培養(yǎng)了我的實(shí)際動(dòng)手能力，增加了實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，縮短了抽象的課本知識(shí)與實(shí)際工作的距離，也對(duì)實(shí)際工作的有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。
實(shí)習(xí)是個(gè)人綜合能力的鍛煉。作為一名新時(shí)代的新青年更應(yīng)該把學(xué)習(xí)作為保持工作積極性的重要途徑?！霸诖髮W(xué)里學(xué)的不是知識(shí)，而是一種叫做自學(xué)的能力”。參加工作后才能深刻體會(huì)這句話的含義。課本上學(xué)的理論知識(shí)用到的很少。在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，知識(shí)更新太快，靠原有的一點(diǎn)知識(shí)肯定是不行的。我們必須在工作中勤于動(dòng)手慢慢琢磨，不斷學(xué)習(xí)不斷積累。遇到不懂的地方，自己先想方設(shè)法解決，實(shí)在不行可以虛心請(qǐng)教他人，而沒有自學(xué)能力的人遲早要被企業(yè)和社會(huì)所淘汰。所以我們還要繼續(xù)學(xué)習(xí)，不斷提升理論素養(yǎng)。在信息時(shí)代，學(xué)習(xí)是不斷地汲取新信息，獲得事業(yè)進(jìn)步的動(dòng)力。
最后，在本次課程設(shè)計(jì)中，我也認(rèn)識(shí)到了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。了解到了自己的這些長(zhǎng)短后，我會(huì)更加珍惜擁有的，更加努力的彌補(bǔ)自己的不足。
這次畢業(yè)實(shí)習(xí)是對(duì)我的一種鍛煉，知識(shí)的積累，能力的提高，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。畢業(yè)實(shí)習(xí)給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門辯思課，給了我很多思考的空間。
千里之行，始于足下.這一個(gè)多月短暫而又充實(shí)的實(shí)踐，我認(rèn)為對(duì)我走向社會(huì)起到了一個(gè)橋梁的作用，過渡的作用，是人生的一段重要的經(jīng)歷，對(duì)將來(lái)走上工作崗位也有著很大幫助。這次實(shí)踐也讓我深刻了解到，在工作中和同事保持良好的關(guān)系是很重要的。做事首先要學(xué)做人，要明白做人的道理，如何與人相處是現(xiàn)代社會(huì)的做人的一個(gè)最基本的問題。對(duì)于自己這樣一個(gè)即將步入社會(huì)的人來(lái)說(shuō)，需要學(xué)習(xí)的東西很多，他們就是最好的老師，正所謂“三人行，必有我?guī)煛薄?
天下無(wú)不散之宴席！實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，剎那間短暫而緊張充實(shí)的實(shí)習(xí)生活就那么結(jié)束啦，有種很不舍的感覺，現(xiàn)在還記得和耐心的老師及同事的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。感謝山河智能裝備集團(tuán)給了我這次實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，感謝實(shí)習(xí)老師以及同事對(duì)我在這段時(shí)間的關(guān)心照顧，短暫的實(shí)習(xí)生活學(xué)到的東西對(duì)我來(lái)說(shuō)卻是終生受益的。
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
學(xué) 院： 機(jī)電工程
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
日 期： 2015年 1月 5日
湖南科技大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題 目
領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
作者姓名
學(xué)號(hào)
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1、 研究的意義，同類研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻(xiàn)）
研究意義：隨著路面質(zhì)量和汽車技術(shù)的發(fā)展,汽車的行駛速度越來(lái)越高,但隨之而來(lái)的交通安全事故也日益嚴(yán)重,給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失.雖然汽車安全技術(shù)(如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)、安全氣囊)在一定程度上提高了駕駛的安全性,但最基本和根本的問題仍是提高制動(dòng)器性能。高速行車和車流密度的加大出現(xiàn)了頻繁的交通事故，因此保證行車安全已成為現(xiàn)今汽車設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分引人關(guān)注的問題。汽車制動(dòng)器對(duì)汽車行駛的安全性和停車的可靠性起著重要的保證作用是汽車上重要的安全部件。制動(dòng)器的制動(dòng)效能熱衰退是引發(fā)交通事故的一個(gè)很重要的原因特別是裝有鼓式制動(dòng)器的車輛，一旦制動(dòng)器負(fù)荷大，行駛環(huán)境相對(duì)惡劣，摩擦熱不能很快傳到大氣中去，特別是頻繁長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓持續(xù)高溫，更容易產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象使行車的安全受到極大威脅?？梢妼?duì)車輛鼓式制動(dòng)器進(jìn)行改進(jìn)對(duì)我們的行車安全具有重要意義。
根據(jù)《中國(guó)制動(dòng)器行業(yè)市場(chǎng)需求與投資規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》顯示我國(guó)“十二五”發(fā)展規(guī)范綱要中關(guān)于推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域跨越發(fā)展的相關(guān)部署，高端裝備制造、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)依然將是我國(guó)大力發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。國(guó)家對(duì)裝備制造業(yè)的規(guī)范，將有利推動(dòng)我國(guó)制動(dòng)器行業(yè)的發(fā)展。另外，由于2011年經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，2011年我國(guó)的GDP將為9.5%，汽車產(chǎn)銷情況有望繼續(xù)獲得較大增幅；2011年全國(guó)汽車市場(chǎng)總需求有望達(dá)到2000萬(wàn)輛。綜合判斷，2011年中國(guó)汽車銷量增速為10%-15%，這將帶動(dòng)制動(dòng)器行業(yè)需求市場(chǎng)的發(fā)展。據(jù)預(yù)計(jì)，我國(guó)制動(dòng)器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模在未來(lái)5年內(nèi)，仍將保持15%-25%的年增長(zhǎng)率。
隨著裝備制造業(yè)的振興和發(fā)展，國(guó)產(chǎn)制動(dòng)器的產(chǎn)量也有明顯增加，制動(dòng)器行業(yè)的銷售收入同步增長(zhǎng)；由于受制于起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱以及資本投資有限，我國(guó)制動(dòng)器產(chǎn)品以低端產(chǎn)品為主，業(yè)內(nèi)少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，正在向科技含量較高的中、高端產(chǎn)品方向發(fā)展，制動(dòng)器中、高端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額逐漸增加，中、高端制動(dòng)器企業(yè)的利潤(rùn)率呈上升趨勢(shì)；而低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)則因廠商眾多，競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格呈下降趨勢(shì)，同時(shí)鋼材等主要原材料價(jià)格有所波動(dòng)，其利潤(rùn)增長(zhǎng)速度趨緩。
其次，隨著我國(guó)汽車工業(yè)的持續(xù)繁榮，我國(guó)汽車零部件出口量不斷保持高速增加，但汽車零部件的質(zhì)量受到持續(xù)考驗(yàn)，整車召回事件時(shí)有發(fā)生。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)注與日俱增。制動(dòng)器作為一個(gè)重要的汽車零部件，它的質(zhì)量要求也不斷提升。為此，我們有必要加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器方面的研究。
而蹄－鼓式制動(dòng)器，其突出優(yōu)點(diǎn)是可利用制動(dòng)蹄的增勢(shì)效應(yīng)而達(dá)到很高的制動(dòng)效能因數(shù)，并具有多種不同性能的可選結(jié)構(gòu)型式，以及其制動(dòng)性能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、制動(dòng)效能因數(shù)的選擇范圍很寬、對(duì)各種汽車的制動(dòng)性能要求的適應(yīng)面廣，至今仍然在除部分轎車以外的各種車輛的制動(dòng)器中占主導(dǎo)地位。我們可以通過對(duì)領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的研究為起點(diǎn)，為以后更深入的研究提供理論參考。
制動(dòng)器研究工作國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：
伴隨汽車的發(fā)明而產(chǎn)生的制動(dòng)器,在人們對(duì)其百年的使用與認(rèn)識(shí)過程中,逐漸開始了制動(dòng)器的摩擦、接觸、振動(dòng)、溫度以及噪聲等方面的研究。制動(dòng)效能因數(shù)是制動(dòng)器性能的重要指標(biāo)?，F(xiàn)在普遍旳鼓式制動(dòng)器仍然存在著制動(dòng)效能不穩(wěn)定、摩擦副壓力分布不均勻等缺點(diǎn),因此其制動(dòng)效能易于發(fā)生熱衰退、水衰退和機(jī)械衰退等問題。所以對(duì)制動(dòng)效能因數(shù)的變化特性的深入研究,對(duì)提高制動(dòng)器性能有重要意義。韓文明等分析單自由度和二自由度制動(dòng)蹄效能因數(shù)隨摩擦片上徑向合力作用點(diǎn)位置和摩擦系數(shù)變化的特性,將制動(dòng)效能因數(shù)分解為分別取決于制動(dòng)蹄的杠桿增力作用和摩擦自增勢(shì)(或自減勢(shì))作用的兩部分,進(jìn)而分析每部分制動(dòng)效能因數(shù)隨摩擦片上徑向力作用點(diǎn)位置和摩擦系數(shù)的‘變化特性,并提出提高制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性的有效途徑,為普通鼓式制動(dòng)器的改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。寧曉斌等應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS,通過幵發(fā)柔性體摩擦片與剛體制動(dòng)蹄連接模塊、柔性體摩擦片與剛體制動(dòng)鼓接觸模塊,建立了礦用汽車鼓式制動(dòng)器非線性剛?cè)岱Q合仿真模型,并計(jì)算出制動(dòng)器效能因數(shù)。針對(duì)摩擦襯片壓力分布不均勾的問題,呂振華等定義摩擦片壓強(qiáng)的兩種不均勻度指數(shù),推導(dǎo)現(xiàn)有的鼓式制動(dòng)器的不均勻度指數(shù)計(jì)算公式,分析其變化特性,以這兩種壓強(qiáng)不均勻度指數(shù)作為新的評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)各種型式的鼓式制動(dòng)器,并提出制動(dòng)蹄分為相互聯(lián)動(dòng)的兩部分的結(jié)構(gòu)型式可顯著提高制動(dòng)效能。摩擦襯片與制動(dòng)鼓屬于典型摩擦接觸問題,通過有限元仿真分析的方法,可得到試驗(yàn)較難測(cè)得的接觸應(yīng)力分布狀態(tài)。毛智東等通過利用有限元分析軟件ANSYS建立鼓式制動(dòng)器的有限元模型,分析了摩擦襯片與制動(dòng)鼓的接觸應(yīng)力,得到接觸壓力的分布特性和制動(dòng)器的應(yīng)力分布場(chǎng),結(jié)果表明分析精度較高,為設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)W。楊國(guó)俊等利用ANSYS建立凸輪鼓式制動(dòng)器有限元模型,以實(shí)際促動(dòng)力的加載方式,分析了摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間的接觸應(yīng)力,分析結(jié)果表明摩擦襯片初始角減小,最大接觸壓力及兩蹄的效能因數(shù)增加。制動(dòng)器的自激振動(dòng)一直是研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。俄延華等在模態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用模態(tài)綜合及模態(tài)方法分析了汽車制動(dòng)時(shí)鼓式制動(dòng)器的尖叫特性,分析得出制動(dòng)器的尖叫聲是由于摩擦襯片的稱合作用而產(chǎn)生的高頻振動(dòng)引起的_。管迪華等給出了鼓式制動(dòng)器低頻和高頻振動(dòng)噪聲的實(shí)際結(jié)構(gòu)閉環(huán)鍋合模型,模型仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,說(shuō)明通過改變結(jié)構(gòu)特性參數(shù)匹配可有效地抑制制動(dòng)噪聲的發(fā)生。
國(guó)外的研究工作者對(duì)制動(dòng)效能因數(shù)同樣展幵了大量的研究。Shan Shih等通過建立鼓式制動(dòng)器的線性和非線性有限元模型,得出小型制動(dòng)器的線性模型計(jì)算結(jié)果較好,對(duì)于大功率的制動(dòng)器則誤差較大。C. Hohmannd等采用有限元軟件ADINA建立鼓式制動(dòng)器三維有限元模型,模型包括制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、摩擦片等,通過分析得到變形、應(yīng)力分布、接觸壓力以及粘結(jié)和滑移情況時(shí)的接觸區(qū)域,指出摩擦片壓力分布非正弦函數(shù)分布,而是靠近制動(dòng)蹄凸輪處壓力較大Rajesh Somnay等提出基于熱結(jié)構(gòu)稱合的鼓式制動(dòng)器性能的有限元預(yù)測(cè)方法,制動(dòng)器發(fā)熱時(shí),通過仿真分析表明,制動(dòng)器變形使得制動(dòng)效能因數(shù)降低,制動(dòng)應(yīng)力增大?。Daniel Thuresson等隨材料楊氏模量、摩擦系數(shù)等因素對(duì)制動(dòng)效能的影響進(jìn)行了研究。P. loannidis等采用有限元法分析了鼓式制動(dòng)器非線性接觸問題,預(yù)測(cè)了制動(dòng)器的噪聲與振動(dòng)特性,結(jié)果表明初始條件對(duì)接觸壓力的分布影響較大Ibrahim Ahmed等基于鼓式制動(dòng)器三維有限元模型對(duì)制動(dòng)器的摩擦接觸噪聲問題進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了摩擦材料的壓縮性、摩擦系數(shù)以及接觸面上的壓力分布,分析結(jié)果表明接觸剛度對(duì)制動(dòng)器噪聲有較大影響,較大的剛度可降低噪聲J. M. LEE等通過建立鼓式制動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)方程,分析了制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄分別為相同圓弧半徑和不同圓弧半徑時(shí)的振動(dòng)特性,并通過試驗(yàn)測(cè)試比較了兩種結(jié)構(gòu)的噪聲現(xiàn)象,最后提出了對(duì)原結(jié)構(gòu)的修改方案以降低噪聲。
長(zhǎng)期以來(lái)，為了充分發(fā)揮蹄－鼓式制動(dòng)器的重要優(yōu)勢(shì)，旨在克服其主要缺點(diǎn)的研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直在進(jìn)行中，尤其是對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器工作過程和性能計(jì)算分析方法的研究受到高度重視。這些研究工作的重點(diǎn)在于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的效能及其穩(wěn)定性等的影響，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，制動(dòng)器的性能也有了一定程度的提高。
為了適應(yīng)高速制動(dòng)條件下制動(dòng)器表面高溫造成的熱衰退,必須提高制動(dòng)器的高溫工作性能和抗熱衰退能力及過恢復(fù)性能.全球范圍內(nèi)氣溫變暖的溫室效應(yīng)和不斷發(fā)生的環(huán)境污染惡性事故,給人們的生活環(huán)境造成較大的威脅,迫使人們更加注重環(huán)境保護(hù),也對(duì)汽車工業(yè)提出了更高的環(huán)保要求.當(dāng)今世界能源危機(jī)促使人們認(rèn)識(shí)到能源資源有限,增強(qiáng)了對(duì)節(jié)能摩擦學(xué)的研究,汽車燃油的嚴(yán)格控制更加速了這方面的研究.除采取減摩措施提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率外,另一有效途徑就是減輕汽車重量.實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的途徑有兩種:一種是減小汽車整車或零部件的尺寸,另一種是采用輕型材料.對(duì)制動(dòng)器而言,減小其尺寸意味著其熱負(fù)荷的加重,因此必須提高材料的高溫性能和熱傳導(dǎo)性能.用能夠滿足使用要求的輕型合金或復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼鐵材料是汽車提高燃油經(jīng)濟(jì)性的有效途徑,已經(jīng)為世界范圍內(nèi)的汽車制造商所關(guān)注并在大力研究和開發(fā)因此研究和開發(fā)具有節(jié)能和環(huán)保特征的輕型制動(dòng)器是未來(lái)汽車制動(dòng)器的一個(gè)較具應(yīng)用潛力的研究方向。
現(xiàn)代汽車普遍采用的摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的因素。目前，各類汽車廣泛采用的摩擦制動(dòng)器根據(jù)旋轉(zhuǎn)元件的不同可分為鼓式和盤式兩大類。長(zhǎng)期以來(lái)，為了充分發(fā)揮蹄－鼓式制動(dòng)器的重要優(yōu)勢(shì)，旨在克服其主要缺點(diǎn)的研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直在進(jìn)行中，尤其是對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器工作過程和性能計(jì)算分析方法的研究受到高度重視。這些研究工作的重點(diǎn)在于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的效能及其穩(wěn)定性等的影響，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，制動(dòng)器的性能也有了一定程度的提高。近年來(lái)則出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動(dòng)器、濕式多盤制動(dòng)器、電力液壓制動(dòng)臂型盤式制動(dòng)器、濕式盤式彈簧制動(dòng)器等。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)電工純鐵DT4，保證了空轉(zhuǎn)力矩小、重復(fù)控制精度高的性能要求；在熱容量和散熱等方面，采用了雙側(cè)帶散熱風(fēng)扇，設(shè)計(jì)了散熱風(fēng)道等，使得該技術(shù)有著極好的應(yīng)用前景。盡管現(xiàn)在對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究取得了一定的成績(jī)，但是對(duì)領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)仍然有著不可替代的基礎(chǔ)性和研發(fā)性作用，也可為后續(xù)設(shè)計(jì)提供理論參考。
領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器存在問題：其制動(dòng)效能的穩(wěn)定性較差，其摩擦副的壓力分布均勻性也較差，襯片磨損不均勻；產(chǎn)生的噪音也較大。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）
研究目標(biāo)：
通過合理整和已有的設(shè)計(jì)，閱讀大量文獻(xiàn)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則；掌握鼓式制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，以進(jìn)一步扎實(shí)汽車設(shè)計(jì)基本知識(shí)；學(xué)會(huì)用AUTO CAD,UG ,proe等三維軟件進(jìn)行基本的二維或三維建模和制圖，同時(shí)提高分析問題及解決問題的能力。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。
研究?jī)?nèi)容： 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、完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制動(dòng)性能分析，領(lǐng)從蹄式鼓式制動(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cad或三維設(shè)計(jì)平臺(tái) Proe中完成鼓式制動(dòng)器零件圖以及裝配圖的繪制并建立三維模型、設(shè)計(jì)合理性的分析和評(píng)價(jià)等。
擬解決的關(guān)鍵問題：制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩的計(jì)算，制動(dòng)性能分析，主要參數(shù)的確定，三維仿真模型的建立
3、 特色與創(chuàng)新之處
本設(shè)計(jì)通過現(xiàn)場(chǎng)拆裝制動(dòng)器，測(cè)繪尺寸，計(jì)算制動(dòng)力矩，完成制動(dòng)性能分析，確定主要參數(shù)，用proe建立三維仿真模型，完成零件圖裝配圖的繪制。在制動(dòng)鼓鏜削時(shí)采用調(diào)整砂輪加工制動(dòng)鼓的工作表面，在鏜削加工后經(jīng)過磨合處理，以提高加工質(zhì)量，保證制動(dòng)器具有良好的制動(dòng)性能。采用組合式制動(dòng)鼓，質(zhì)量小，工作面耐磨，并有較高的摩擦因數(shù)。用T形型鋼碾壓制成制動(dòng)蹄，在腹板上開一到兩條徑向槽，減小蹄的彎曲剛度小些，使襯片摩擦較為均勻，并減小制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。制動(dòng)蹄和摩擦片之間采用鉚接，減小噪音。采用半金屬摩阻材料的摩擦襯片；蹄與鼓之間采用間隙自動(dòng)調(diào)整裝置。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
研究方法：調(diào)查法 現(xiàn)場(chǎng)拆裝制動(dòng)器，測(cè)繪尺寸 觀察法 觀看制動(dòng)器拆裝視頻
文獻(xiàn)研究法 查閱網(wǎng)絡(luò)文章，閱讀文獻(xiàn)和論文 模擬法 建立Proe三維模型
數(shù)學(xué)法 用數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)力進(jìn)行分析
步驟：第一階段，在1月到3月之間利用寒假時(shí)間進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備，技術(shù)儲(chǔ)備。通過查閱網(wǎng)絡(luò)文章，閱讀文獻(xiàn)和論文，觀看制動(dòng)器拆裝視頻，搜索一些圖紙等途徑對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)初步掌握，確定Satana2000轎車制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，制動(dòng)器的主要參數(shù)確定（鼓內(nèi)徑、摩擦襯片寬度和包角）。完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的方案設(shè)計(jì)。
第二階段，在3月到4月之間進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，掌握制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，在老師的協(xié)助下完成鼓式制動(dòng)器壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律;計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩;襯片磨損特性的計(jì)算;前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定;分路系統(tǒng)的選擇;應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩。完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制動(dòng)性能分析，并利用proe建立三維模型仿真，畫出重要零件圖和裝配圖。寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
第三階段，在5月份，畫出重要零件圖，繪制裝配草圖，繪制裝配圖，寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，查漏補(bǔ)缺，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)。
技術(shù)路線：首先了解本論題的研究狀況，明確研究目的，確定研究方向；其次，進(jìn)一步搜集閱讀資料并研讀文獻(xiàn)，做好相關(guān)的記錄，形成論題提綱，確定研究方案；再次，實(shí)施研究計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，完成相應(yīng)計(jì)算，建立三維仿真模型，完成零件圖裝配圖的繪制。最后，完成預(yù)期成果，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，反復(fù)修改，完成設(shè)計(jì)。
5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備
Proe應(yīng)用軟件建模，CAD應(yīng)用軟件繪圖
6、 參考文獻(xiàn)
A:【1】、朱育權(quán),馬保吉,杜亞勤、制動(dòng)盤(鼓)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)、《西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》 2001年01期：P76-78
【2】、王庭義、鼓式制動(dòng)器關(guān)鍵技術(shù)研究、長(zhǎng)安大學(xué)博士學(xué)位論文、P2-6
B:【1】、王望予、汽車設(shè)計(jì)第四版、北京、機(jī)械工業(yè)出版社、2004.8、P257-285
【2】、肖生發(fā)，趙樹鵬、汽車構(gòu)造第二版、北京、北京大學(xué)出版社、2012.7、P395-435
【3】、劉惟信、汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、北京、清華大學(xué)出版社、2004.9
、注：
1、開題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報(bào)告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著）
A：[序號(hào)]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點(diǎn)，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁(yè)碼。
B：[序號(hào)]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁(yè)碼。
3、表中各項(xiàng)可加附頁(yè)。
5
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）
題目
領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
作者
學(xué)院
機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
二〇一五年五月二十日
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)電工程 院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 2014 年 12 月 31 日
學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào): 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2015 年 3 月 9 日開始至 2015 年 5 月 22 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
1） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器：年生產(chǎn)量30萬(wàn)件；
2） 使用工具：三維軟件操作平臺(tái)，制動(dòng)器拆裝工具；
3） 參考資料：濮良貴 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2012。
陳家瑞 主編.汽車構(gòu)造[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2011。
王望予 主編.汽車設(shè)計(jì)[M],機(jī)械工業(yè)出版社，2012。
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
1） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的總體方案設(shè)計(jì)；
2） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的測(cè)繪；
3） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要零件的強(qiáng)度計(jì)算；
4） 利用三維軟件平臺(tái)，完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器實(shí)體模型的建立；
5） 完成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器裝配圖和零件圖的繪制和畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
1） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器三維模型一份；
2） 領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的裝配圖和零件圖（共計(jì)A0圖2.0張）；
3） 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（不少于八千字）。
6 發(fā)題時(shí)間： 2014 年 12 月 31 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
評(píng)閱人： （簽名）
年 月 日
評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：
1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 共 頁(yè)
2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)
3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
答辯委員會(huì)主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績(jī)：
總評(píng)成績(jī)：
摘要
設(shè)計(jì)一款制動(dòng)效能高、工作穩(wěn)定性好的制動(dòng)器對(duì)汽車的汽車在行駛過程中的安全性和可靠性具有重要意義。本文根據(jù)桑塔納2000的性能參數(shù)，設(shè)計(jì)與開發(fā)了一種能夠滿足使用要求的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。主要內(nèi)容包括領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的總體方案設(shè)計(jì)、制動(dòng)器的主要參數(shù)的確定、制動(dòng)器促動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的主要零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核、領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器三維模型的建立，領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器裝配圖和零件圖的繪制；總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容包括分析比較不同類型的鼓式制動(dòng)器特點(diǎn)，結(jié)合桑塔納2000的性能要求，確定了采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器作為桑塔納2000后輪制動(dòng)器的總體方案；制動(dòng)器的主要參數(shù)包括制動(dòng)力和制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)；促動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括促動(dòng)裝置選型、制動(dòng)管路的回路選型、制動(dòng)輪缸直徑和工作容積制動(dòng)踏板力和制動(dòng)行程、制動(dòng)力矩、制動(dòng)器熱容量等結(jié)構(gòu)參數(shù)；分析了制動(dòng)蹄壓力分布規(guī)律和徑向變形規(guī)律、行車制動(dòng)效能、摩擦襯片的磨損特性、溫升的核算、駐車制動(dòng)極限傾角等性能參數(shù)；完成了制動(dòng)臂、制動(dòng)凸輪軸、制動(dòng)蹄支承銷、緊固摩擦片鉚釘?shù)戎饕悴考慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核；通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核、三維模型建立及工程圖的繪制，最終完成了領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：鼓式制動(dòng)器；促動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)力矩；三維模型
ABSTRACT
Design a high efficiency and good stability brake for auto car is of great significance in the process of driving safety and reliability. A leading trailing shoe?drum drakes that can meet the use?requirements for santana 2000 is designed and developed based on the performance parameters of Santana 2000. it mainly includes the overall scheme design of leading trailing shoe?drum drakes、Determine the main parameters of the brake、The design of brake actuation system、The structural strength check of leading trailing shoe?drum drakes major parts、The establishment three-dimensional model of?leading trailing shoe?drum drakes、The assembly drawing and part drawing of?leading trailing shoe?drum drakes; The overall scheme contains Analysis of drum brake characteristics comparison of different types, combined with the performance requirements of Santana 2000, the leading and trailing shoe brake as the overall design of the design object; the main parameters include brake braking force and braking force distribution coefficient, the synchronous adhesion coefficient, brake strength and attachment structure parameters and coefficient of friction coefficient, utilization rate the maximum brake braking torque, brake design; actuation system including actuating device selection, calculation of loop wheel brake cylinder diameter and the volume of work of brake pedal and the braking distance, braking torque, brake thermal capacity and structure parameters such as brake pipeline, analysis of brake shoe pressure distribution and radial deformation, braking efficiency, friction lining wear characteristics, Wen Sheng's accounting, Parking brake limit angle; Completed the structural strength checking brake arm, brake camshaft, brake shoe anchor pin, fastening lining rivets and other major components; Form the structural design, structural strength check, three-dimensional modeling and rendering drawings, the assigned designing of leading trailing shoe?drum drakes is completed.
Keywords: drum brakes；Actuation system；brake torque；three-dimensional model
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目錄
第一章 緒論…………………………………………………………………………… 1
1.1 本課題的研究意義……………………………………………………………… 1
1.2 鼓式制動(dòng)器技術(shù)研究進(jìn)展和現(xiàn)狀……………………………………………… 1
1.3 研究?jī)?nèi)容………………………………………………………………………… 3
第二章 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)…………………………………………… 4
2.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式與分類………………………………………………… 4
2.2 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案確定…………………………………………………… 8
第三章 制動(dòng)系的主要參數(shù)設(shè)計(jì)………………………………………………… 11
3.1 預(yù)給的整車參數(shù)………………………………………………………………… 11
3.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)……………………………………………………… 11
3.3 同步附著系數(shù)…………………………………………………………………… 14
3.4 制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率…………………………………………………… 15
3.5 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩…………………………………………………………… 15
3.6 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù) ………………………………………… 16
第四章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 19
4.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇………………………………………………… 19
4.2 制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)………………………………………………………… 20
4.3 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………… 21
4.3.1 制動(dòng)輪缸直徑與工作容積……………………………………………… 21
4.3.2 制動(dòng)主缸直徑與工作容積……………………………………………… 22
4.3.3 制動(dòng)踏板力與踏板行程………………………………………………… 22
4.4 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩計(jì)算…………………………………………………… 23
4.5 制動(dòng)器因數(shù)的分析計(jì)算 …………………………………………………… 27
4.6 制動(dòng)蹄壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律………………………………………… 29
4.7 行車制動(dòng)效能計(jì)算……………………………………………………………… 31
4.8 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算……………………………………………………… 32
4.9 制動(dòng)器熱容量和溫升的核算…………………………………………………… 34
4.10 駐車制動(dòng)計(jì)算…………………………………………………………………… 35
第五章 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算………………………… 37
5.1 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………… 37
5.1.1 制動(dòng)鼓…………………………………………………………………… 37
5.1.2 制動(dòng)蹄…………………………………………………………………… 38
5.1.3 制動(dòng)底板………………………………………………………………… 38
5.1.4 制動(dòng)蹄的支承…………………………………………………………… 38
5.1.5 制動(dòng)輪缸………………………………………………………………… 39
5.1.6 制動(dòng)摩擦襯片材料……………………………………………………… 39
5.1.7 摩擦材料………………………………………………………………… 39
5.1.8 制動(dòng)器間隙調(diào)整………………………………………………………… 40
5.2 制動(dòng)器主要零件的強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………… 41
5.2.1制動(dòng)臂的計(jì)算…………………………………………………………… 41
5.2.2 制動(dòng)凸輪軸的計(jì)算……………………………………………………… 42
5.2.3 制動(dòng)蹄支承銷剪切應(yīng)力計(jì)算…………………………………………… 42
5.2.4 緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗(yàn)算……………………………………… 43
第六章 結(jié)論………………………………………………………………………… 45
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………… 46
致謝……………………………………………………………………………………… 47
附錄A 主要設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………… 48
-i-
第一章 緒 論
1.1本課題的研究意義
首先，雖然隨著路面質(zhì)量和汽車技術(shù)的發(fā)展,汽車的行駛速度的不斷提高給人們的生活帶來(lái)了許多便利,但隨之而來(lái)的交通安全事故也日益嚴(yán)重,人們的生命和財(cái)產(chǎn)受到了嚴(yán)重威脅。雖然汽車安全技術(shù)(如制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)、安全氣囊)在一定程度上提高了汽車駕駛的安全性,但最根本的問題仍然是如何提高制動(dòng)器的制動(dòng)性能。高速行車和車流密度的加大交通事故出現(xiàn)的頻率，因此現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分引人關(guān)注的問題就變成了如何保證行車安全。毫無(wú)疑問汽車制動(dòng)器是汽車上的一個(gè)十分關(guān)鍵的部位，它對(duì)對(duì)汽車行駛的安全性和制動(dòng)的可靠性的作用是不容忽視的?，F(xiàn)代交通事故頻發(fā)的一個(gè)十分重要的原因就是制動(dòng)器的制動(dòng)效能衰退，這是因?yàn)橐坏┲苿?dòng)器的持續(xù)負(fù)荷過大，汽車行駛環(huán)境十分惡劣，制動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱不能及時(shí)的傳遞出去，從而使汽車制動(dòng)器的制動(dòng)效能衰退。對(duì)于鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，這種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，特別是汽車在高頻率長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓不斷升溫，更容易產(chǎn)生制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象，從而使行車的安全性和穩(wěn)定性造成極大威脅?？梢妼?duì)車輛鼓式制動(dòng)器進(jìn)行改進(jìn)對(duì)我們的行車安全具有重要意義。
其次，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車的需求不斷增大，我國(guó)的汽車工業(yè)的持續(xù)繁榮發(fā)展，汽車零部件出口量逐年高速上升。雖然現(xiàn)在情況十分喜人，但是在這繁榮背后仍然隱藏著許多威脅，國(guó)產(chǎn)汽車零部件的質(zhì)量受到市場(chǎng)的不斷考驗(yàn)，整車召回事件時(shí)有發(fā)生，買家對(duì)于汽車本身質(zhì)量的要求不斷增加。毫無(wú)疑問，制動(dòng)器作為汽車上的十分重要的組件，人們對(duì)它的質(zhì)量要求也隨之不斷提升。考慮到目前的形式和將來(lái)的發(fā)展，我們有十分必要加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器方面的研究。而蹄－鼓式制動(dòng)器，它的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是可利用制動(dòng)蹄的增勢(shì)效應(yīng)來(lái)達(dá)到很高的制動(dòng)效能因數(shù)，并且它具有多種不同性能參數(shù)的可選結(jié)構(gòu)型式，而且它制動(dòng)性能的可設(shè)計(jì)性十分強(qiáng)、制動(dòng)效能因數(shù)的選擇范圍十分寬廣，最重要的一點(diǎn)就是它可以滿足大部分汽車的制動(dòng)性能要求，適應(yīng)面十分寬廣。因此，我們可以以領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器為著手點(diǎn)進(jìn)行研究，為以后更深入的研究提供理論參考。
1.2鼓式制動(dòng)器技術(shù)研究進(jìn)展和現(xiàn)狀
當(dāng)世界上第一輛汽車出現(xiàn)時(shí)，制動(dòng)器這個(gè)名字也隨之出現(xiàn)了,在對(duì)汽車進(jìn)行百年的使用與研究過程中,人們也逐漸開始了對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行摩擦、接觸、振動(dòng)、溫度以及噪聲等方面的研究。在研究過程中，人們形成了一套十分完善的理論。毫無(wú)疑問，制動(dòng)效能因數(shù)是人們?cè)u(píng)價(jià)制動(dòng)器性能的一個(gè)十分關(guān)鍵的指標(biāo)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上旳鼓式制動(dòng)器普遍存在著制動(dòng)效能不穩(wěn)定、摩擦副壓力分布不均勻等一系列缺點(diǎn),因此現(xiàn)在的鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能十分容易發(fā)生熱衰退、水衰退和機(jī)械衰退等現(xiàn)象。
韓文明等分析單自由度和二自由度制動(dòng)蹄效能因數(shù)隨摩擦片上徑向合力作用點(diǎn)位置和摩擦系數(shù)變化的特性,將制動(dòng)效能因數(shù)分解為分別取決于制動(dòng)蹄的杠桿增力作用和摩擦自增勢(shì)(或自減勢(shì))作用的兩部分,進(jìn)而分析每部分制動(dòng)效能因數(shù)隨摩擦片上徑向力作用點(diǎn)位置和摩擦系數(shù)的變化特性,并提出提高制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性的有效途徑,為普通鼓式制動(dòng)器的改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)[1]。針對(duì)摩擦襯片壓力分布不均勾的問題,呂振華等定義摩擦片壓強(qiáng)的兩種不均勻度指數(shù),推導(dǎo)現(xiàn)有的鼓式制動(dòng)器的不均勻度指數(shù)計(jì)算公式,分析其變化特性,以這兩種壓強(qiáng)不均勻度指數(shù)作為新的評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)各種型式的鼓式制動(dòng)器,并提出制動(dòng)蹄分為相互聯(lián)動(dòng)的兩部分的結(jié)構(gòu)型式可顯著提高制動(dòng)效能[2][3]。摩擦襯片與制動(dòng)鼓屬于典型摩擦接觸問題,通過有限元仿真分析的方法,可得到試驗(yàn)較難測(cè)得的接觸應(yīng)力分布狀態(tài)。毛智東等通過利用有限元分析軟件ANSYS建立鼓式制動(dòng)器的有限元模型,分析了摩擦襯片與制動(dòng)鼓的接觸應(yīng)力,得到接觸壓力的分布特性和制動(dòng)器的應(yīng)力分布場(chǎng),結(jié)果表明分析精度較高,為設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)[4]。
國(guó)外的研究工作者對(duì)制動(dòng)效能因數(shù)同樣展開了大量的研究。Shan Shih等通過建立鼓式制動(dòng)器的線性和非線性有限元模型,得出小型制動(dòng)器的線性模型計(jì)算結(jié)果較好,對(duì)于大功率的制動(dòng)器則誤差較大[5]。P. loannidis等采用有限元法分析了鼓式制動(dòng)器非線性接觸問題,預(yù)測(cè)了制動(dòng)器的噪聲與振動(dòng)特性,結(jié)果表明初始條件對(duì)接觸壓力的分布影響較大[6]。Ibrahim Ahmed等基于鼓式制動(dòng)器三維有限元模型對(duì)制動(dòng)器的摩擦接觸噪聲問題進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了摩擦材料的壓縮性、摩擦系數(shù)以及接觸面上的壓力分布,分析結(jié)果表明接觸剛度對(duì)制動(dòng)器噪聲有較大影響,較大的剛度可降低噪聲[7]。
現(xiàn)在市場(chǎng)上的汽車普遍采用制動(dòng)器大多是摩擦式制動(dòng)器，而摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能在制動(dòng)系中是最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的一個(gè)因素。摩擦制動(dòng)器根據(jù)它的旋轉(zhuǎn)元件的不同大致可分為鼓式、盤式和帶式三類。長(zhǎng)期以來(lái)，人們?yōu)榱顺浞职l(fā)揮出蹄－鼓式制動(dòng)器制動(dòng)的重要優(yōu)勢(shì)，一直在對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行各種研究工作和技術(shù)改進(jìn)，想要克服鼓式制動(dòng)器本身的主要缺點(diǎn)和提高它的制動(dòng)效能，現(xiàn)在人們十分重視對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器工作過程和性能進(jìn)行計(jì)算和分析方法的研究。這類研究工作的重點(diǎn)往往放在制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際工作環(huán)境等因素對(duì)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和制動(dòng)穩(wěn)定性的影響。到目前為止，這些研究工作已經(jīng)取得了一些比較重要的研究成果，而且得到了一些具有可行性的改進(jìn)措施，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)性能也有了相應(yīng)程度的優(yōu)化。有的制動(dòng)器在熱容量和散熱等方面，采用了雙側(cè)帶散熱風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了散熱風(fēng)道等，這些措施使得該制動(dòng)器有著極好的應(yīng)用前景[8]。盡管現(xiàn)在對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，但是與我們?nèi)找骘w速增長(zhǎng)的科技相比仍有很大的不足之處。因此我們?nèi)匀恍枰獙?duì)領(lǐng)從蹄式鼓式鼓式制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)對(duì)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能的提高有著不可替代的基礎(chǔ)性和研發(fā)性作用。
1.3研究?jī)?nèi)容
首先，根據(jù)所選用的設(shè)計(jì)車型的特點(diǎn)，把所選車型制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力和制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩計(jì)算出來(lái)，然后根據(jù)實(shí)際情況成領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制動(dòng)器的制動(dòng)性能分析，其次，再計(jì)算與確定出所設(shè)計(jì)的領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的主要參數(shù)，完成摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算以及核算領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的熱容量和溫升情況，并計(jì)算出制動(dòng)器的制動(dòng)力矩然后校核其合理性，最后在二維cad或三維設(shè)計(jì)平臺(tái)Proe中完成鼓式制動(dòng)器零件圖以及裝配圖的繪制并且建立三維模型、對(duì)設(shè)計(jì)合理性的進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。
第二章 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
現(xiàn)在市場(chǎng)上的汽車制動(dòng)器幾乎都是摩擦式制動(dòng)器，而摩擦式制動(dòng)器根據(jù)其旋轉(zhuǎn)元件可分為鼓式、盤式、帶式三大類?？紤]到所選用設(shè)計(jì)車型的實(shí)際情況，我們主要從鼓式制動(dòng)器來(lái)著手。
鼓式制動(dòng)器可以大致分為內(nèi)張式和外束式兩種類型，它們都是利用制動(dòng)器的制動(dòng)蹄片去擠壓制動(dòng)鼓從而獲得制動(dòng)力的。內(nèi)張式的鼓式制動(dòng)器是以制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面為工作表面，現(xiàn)在市場(chǎng)中這種內(nèi)張式的鼓式制動(dòng)器在現(xiàn)代汽車上運(yùn)用廣泛；而外束式的鼓式制動(dòng)器則是以制動(dòng)鼓的外圓柱面為工作表面，現(xiàn)在市場(chǎng)上很少有車型使用這種制動(dòng)器來(lái)做為行車制動(dòng)器。
按照鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)蹄張開裝置形式的不同，鼓式制動(dòng)器大致可分為輪缸式鼓式制動(dòng)器和凸輪式鼓式制動(dòng)器，輪缸式鼓式制動(dòng)器采用液壓制動(dòng)輪缸來(lái)作為制動(dòng)器的制動(dòng)蹄張開裝置，帶有液壓制動(dòng)系統(tǒng)的車型大多采用這種型式：而凸輪式鼓式制動(dòng)器則是采用凸輪裝置來(lái)作為制動(dòng)器的張開裝置，這種型式大多運(yùn)用在帶有氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的車型上。
2.1鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式與分類
毫無(wú)疑問，制動(dòng)蹄片是鼓式制動(dòng)器上的一個(gè)至關(guān)重要的部件，所以我們對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行分類時(shí)要從制動(dòng)蹄片來(lái)著手。制動(dòng)蹄根據(jù)其制動(dòng)時(shí)在促動(dòng)裝置作用下蹄片張開的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)器的制動(dòng)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相比較，可大致分為領(lǐng)蹄和從蹄這兩種類型。
由于市場(chǎng)上凸輪式的鼓式制動(dòng)器的占有率不高，而且氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的組織機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。因此，我主要對(duì)輪缸式鼓式制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。輪缸式鼓式制動(dòng)器的分類方式有多種，根據(jù)它的主要區(qū)別大體可以按3種分類方法分類。首先，可以按照制動(dòng)器蹄片的固定支點(diǎn)數(shù)和固定位置來(lái)分類，因?yàn)殡S著制動(dòng)器制動(dòng)蹄片的固定支點(diǎn)和它的張開力位置不同，不同形式的鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄的數(shù)量不同從而制動(dòng)器的制動(dòng)效能也不一樣；其次，可以按照制動(dòng)器的促動(dòng)裝置的型式和數(shù)量來(lái)分類，最后，還可以按照制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)兩蹄片的受力狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分類。
綜合考慮以上三種分類方法，我決定按照第三種方法來(lái)進(jìn)行分類。輪缸式鼓式制動(dòng)器按照其制動(dòng)時(shí)制動(dòng)蹄片的受力狀態(tài)不同，大致可分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、自增力式等類型，如圖2.1所示。
a)領(lǐng)從蹄式 b)單向雙領(lǐng)蹄式 c)雙向雙領(lǐng)蹄式
d)雙從蹄式 e)單向自增力式 f)雙向自增力式
圖2.1鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖
2.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
如圖2.1 a）所示，圖上的旋轉(zhuǎn)箭頭表示汽車前進(jìn)時(shí)的制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向，則按照受力可知蹄1的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓一致，則蹄1為領(lǐng)蹄，同理易知蹄2為從蹄。當(dāng)汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向隨之而改變，此時(shí)蹄1就變成了從蹄，蹄2就成為了領(lǐng)蹄。這種結(jié)構(gòu)的鼓式制動(dòng)器就稱為領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器。
它的張開裝置有兩種形式，第一種采用凸輪或楔塊張開裝置，如圖2.2所示：
a)非平衡凸輪式 b)平衡凸塊式 c)楔塊式
圖2.2 機(jī)械張開裝置
由于平衡式和楔塊式的中心是浮動(dòng)的，而非平衡式的中心是固定的，因此平衡式和楔塊式的機(jī)械張開機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的張開力大小相等方向相反。而非平衡式產(chǎn)生的張開力不會(huì)相等。這對(duì)于汽車制動(dòng)十分不利。第二種則是采用兩個(gè)活塞直徑相等的液壓輪缸作為張開裝置，所產(chǎn)生的張開力大小相等方向相反。
根據(jù)制動(dòng)器的支承結(jié)構(gòu)以及調(diào)整方法的不同，領(lǐng)從蹄鼓式液壓制動(dòng)器又有不同的結(jié)構(gòu)方案，如圖2.3所示
（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
圖 2.3 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)）
如采用一般形式的支承和調(diào)整方法，制動(dòng)器的兩蹄張開力無(wú)法保證相等，且調(diào)整不便。如采用單固定支點(diǎn)的形式，它與雙固定支點(diǎn)偏心軸調(diào)整相比調(diào)整不精確，假若采用浮動(dòng)支承，則可使制動(dòng)蹄具有一定的浮動(dòng)量從而使制動(dòng)蹄能夠自動(dòng)定心，但它的安裝精度要求過高。
領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于制動(dòng)器的中等水平之中，但由于領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)和倒車時(shí)的制動(dòng)性能不會(huì)發(fā)生改變，而且制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，裝配方便，而且便于改裝。
2.1.2雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器
雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器按照汽車制動(dòng)效能的變化可分為單向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器（如圖2.1 b)）和雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器（如圖2.1 c)）兩種類型。制動(dòng)效能在汽車前進(jìn)和汽車后退時(shí)發(fā)生改變的為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)效能不變的為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。
因此，在當(dāng)前的汽車市場(chǎng)上，雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器應(yīng)用的遠(yuǎn)比單向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器廣泛。雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式如2.1 c)及圖2.4所示。該制動(dòng)器的制動(dòng)蹄的兩端均為浮式支承，因此，雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器兩制動(dòng)蹄所受到的張開力大小相等。
（a） 一般形式；（b）偏心機(jī)構(gòu)調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整
圖2.4 雙向雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)）
2.1.3雙從蹄式制動(dòng)器
雙從蹄式鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式如圖2.1 d)所示，由于該制動(dòng)器的制動(dòng)蹄固定在兩個(gè)不同端，因此，雙從蹄式鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)蹄相互之間幾何沒有影響，從而其制動(dòng)效能穩(wěn)定性和工作穩(wěn)定性非常好，但因此導(dǎo)致制動(dòng)效能及其低下，近年來(lái)，該種結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。
2.1.4增力式制動(dòng)器
増力式鼓式制動(dòng)器按照制動(dòng)輪缸的活塞數(shù)目不同可分為單向増力式鼓式制動(dòng)器（如圖2.1 e所示））和雙向増力式鼓式制動(dòng)器（如圖2.1 f所示））兩種類型。從制動(dòng)器效能方面比較，單向増力式鼓式制動(dòng)器與雙向増力式鼓式制動(dòng)器相比的不足之處在于，單向増力式鼓式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)的時(shí)候可以保持較高的制動(dòng)效能，但是在汽車后退時(shí)它的制動(dòng)效能急劇下降。這大大限制了它的使用范圍。因此，現(xiàn)在市場(chǎng)上的一些汽車只把它前輪制動(dòng)器使用。
雙向増力式鼓式制動(dòng)器也有固定和浮動(dòng)支撐兩大類型，具體結(jié)構(gòu)如圖2.5和圖2.6所示：
（a） 一般形式；（b）支承上調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整
圖 2.5 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）浮動(dòng)調(diào)整；（c）中心調(diào)整
圖 2.6 雙向増力式制動(dòng)器（固定支點(diǎn)）的結(jié)構(gòu)方案
雖然雙向増力式鼓式制動(dòng)器在汽車行駛過程中，它的制動(dòng)效能不會(huì)改變，而且還可以比較容易的獲得較大的制動(dòng)力矩，但是它的工作穩(wěn)定性比較差，而且造價(jià)十分昂貴。因此在市場(chǎng)上這種制動(dòng)器常常被安裝在一些高檔汽車上。
2.2鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案確定
制動(dòng)器的制動(dòng)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)，而且也受到其他因素的影響[10]。制動(dòng)器的制動(dòng)效能常用制動(dòng)器效能因數(shù)或簡(jiǎn)稱為制動(dòng)器因數(shù)BF來(lái)衡量[10]。
基本尺寸比例相同的各種內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)BF與摩擦系數(shù)f之間的關(guān)系如圖2.7所示。
上述各種制動(dòng)器的共同特點(diǎn)是通過制動(dòng)器的制動(dòng)效能、制動(dòng)效能穩(wěn)定性以及摩擦襯片的磨損均勻程度來(lái)評(píng)價(jià)優(yōu)劣的。増力式制動(dòng)器的制動(dòng)效能最高，雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器次之，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器更次之，雙從蹄式制動(dòng)蹄的效能最低，故在市場(chǎng)極少采用這種制動(dòng)器[8]。而就單獨(dú)考慮工作穩(wěn)定性來(lái)看，制動(dòng)器名次排列正好與制動(dòng)器的制動(dòng)效能排列相反，雙從蹄式制動(dòng)器工作穩(wěn)定性最好，増力式制動(dòng)器的工作穩(wěn)定性最差[8]。通過大量研究理論可知，影響制動(dòng)器工作效能穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素就是摩擦系數(shù)的變化[8]。一般來(lái)說(shuō)制動(dòng)器因數(shù)的值越大，則制動(dòng)器的制動(dòng)效能越好。但是制動(dòng)器在制動(dòng)過程中由于熱衰退等現(xiàn)象，鼓式制動(dòng)器的摩擦系數(shù)通常不是一個(gè)確定的值，因此在摩擦系數(shù)變化過程中。制動(dòng)器因數(shù)的值波動(dòng)小的制動(dòng)器，它的制動(dòng)效能穩(wěn)定性就好。
1増力式制動(dòng)器；2雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器；3領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器；
4盤式制動(dòng)器；5雙從蹄式制動(dòng)器
圖 2.7 制動(dòng)器因數(shù)BF與摩擦系數(shù)f的關(guān)系曲線
結(jié)合本次設(shè)計(jì)車輛桑塔納2000后輪鼓式制動(dòng)器的相關(guān)要求，我得出以下結(jié)論：雖然領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能和制動(dòng)穩(wěn)定性在各鼓式制動(dòng)器中均處于中等水平，但由于領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)和倒車時(shí)的制動(dòng)性能不會(huì)發(fā)生改變，而且制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)也比較較低符合經(jīng)濟(jì)性原則，在加上領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)比較容易，而且調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙也比較方便。故現(xiàn)在市場(chǎng)上仍廣泛采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器作為載貨汽車的前、后輪制動(dòng)器和轎車的后輪制動(dòng)器。根據(jù)本設(shè)計(jì)車型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性要求和制動(dòng)要求，并且考慮到制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)較為容易等特點(diǎn)，這次設(shè)計(jì)我選用領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器來(lái)作為桑塔納2000的后輪制動(dòng)器，該制動(dòng)器的促動(dòng)裝置我采用液壓輪缸作為張開裝置，而支撐結(jié)構(gòu)型式我選用雙固定支點(diǎn)支撐，并且加一個(gè)偏心軸調(diào)整。最后為了滿足駐車制動(dòng)要求，我在領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器內(nèi)部集成一個(gè)駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖2.8所示，在領(lǐng)從蹄式鼓制動(dòng)器內(nèi)附加一個(gè)駐車制動(dòng)推桿和一個(gè)駐車杠桿，在行駛過程中需要使用駐車制動(dòng)時(shí)，由駕駛員挪動(dòng)汽車上的駐車制動(dòng)操縱桿，并通過操縱制動(dòng)臂和制動(dòng)拉線4拉動(dòng)駐車制動(dòng)杠桿1以及制動(dòng)杠桿2使兩蹄3張開與制動(dòng)鼓內(nèi)表面作用，達(dá)到汽車的制動(dòng)效果。
圖2.8 集成在鼓式制動(dòng)器中的駐車制動(dòng)
第三章 制動(dòng)系的主要參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1預(yù)給的整車參數(shù)
相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)
整車質(zhì)量：空載：1550kg 滿載：2000kg
質(zhì)心位置：空載：a=1.35m b=1.25m 滿載：
質(zhì)心高度：空載： 滿載：
軸 距：L=2.6m
輪 距: 前輪: 后輪：
最高車速：215km/h
車輪工作半徑：370mm
輪 胎：195/60R13 85H
同步附著系數(shù)：
3.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)
如圖3.1所示為汽車水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。
圖3.1 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖
對(duì)后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為：
對(duì)前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為：
式中,-汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車輪的法向反力,N:
-汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車輪的法向反力,N；
-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；
-汽車所受重力,N，
-汽車質(zhì)量,kg；
-汽車制動(dòng)減速度,。
根據(jù)上述汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到汽車制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移及，式中g(shù)為重力加速度()，則可求得汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前、后鈾車輪的法向反力,分別為
(3.1)
查相關(guān)文獻(xiàn)知：
代入(3.1)中，得：
(3.2)
根據(jù)式（3.2）可得：
滿載時(shí)：
空載時(shí)：
汽車總的地面制動(dòng)力為：
(3.3)
代入數(shù)據(jù)由式（3.3）得：
滿載時(shí)：
空載時(shí)：
前、后軸車輪的附著力為：
(3.4)
根據(jù)式（3.4）可得：
滿載時(shí)；
空載時(shí)：
此時(shí)，前后輪同時(shí)抱死。
由式(3.3)，(3.4)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
(3.5)
式中,-前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力,N,；
-后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力,N,；
-前軸車輪的地面制動(dòng)力,N；
-后軸車輪的地面制動(dòng)力,N；
-地面對(duì)前，后軸車輪的法向反力,N；
-汽車重力,N；
-汽車質(zhì)心離前，后軸距離,m；
-汽車質(zhì)心高度,m。
由式(3.5)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)。
由式(3.5)中消去，得
(3.6)
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(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，即
(3.7)
聯(lián)立式(3.5)，(3.6)和式(3.7)可得：
(3.8)
根據(jù)式（3.8）得： 滿載時(shí)：
空載時(shí)：
3.3 同步附著系數(shù)
查相關(guān)文獻(xiàn)知同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是：
(3.9)
根據(jù)式（3.9）可得：滿載時(shí)：
空載時(shí)：
根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿載的同步附著系數(shù)應(yīng)在下列范圍內(nèi)：轎車：0.65～0.80；輕型客車、輕型貨車：0.55～0.70；大型客車及中重型貨車：0.45～0.65。
故滿足要求。
3.4制動(dòng)強(qiáng)度和附著系數(shù)利用率
由式(3.8)得， (3.10)
進(jìn)而求得： (3.11)
(3.12)
當(dāng)時(shí)，
故 。
3.5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,成正比[13]。由式（3.5）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
(3.13)
制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即
(3.14)
(3.15)
前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為
(3.16)
(3.17)
由式（3.16）、（3.17）可得：
3.6 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)
3.6.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑
在制動(dòng)鼓與輪輞之間通常應(yīng)保持足夠的間隙，否則容易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。制動(dòng)鼓還應(yīng)有足夠的壁厚來(lái)保證具有較大的剛度。由于桑塔納2000的后輪輪胎規(guī)格為195/60R13 85H，輪輞為13in，如表3.1所示
表3.1 制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列的規(guī)定
輪輞直徑/in
12
13
14
15
16
20，22.5
制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑/mm
轎車
180
200
240
260
—
—
貨車
220
240
260
300
320
420
取得制動(dòng)鼓內(nèi)徑為D=200mm。滿足設(shè)計(jì)要求。
3.6.2 摩擦襯片寬度和包角
經(jīng)過大量試驗(yàn)表明，當(dāng)摩擦襯片的包角在90o～100o范圍內(nèi)時(shí)，襯片的磨損量最小。雖然摩擦襯片包角的減小對(duì)散熱有利，但是這會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)蹄單位壓力增加，而制動(dòng)蹄單位壓力過高則會(huì)加速襯片的磨損。并且在實(shí)際工作中包角兩端的單位壓力最小，因此通過延伸摩擦襯片的兩端來(lái)加大包角，這樣實(shí)際上對(duì)減小制動(dòng)蹄單位壓力的作用并不大?？紤]到以上情況，本設(shè)計(jì)中初選摩擦襯片的包角。
摩擦襯片的摩擦面積如表3.2所示。
表3.2 襯片摩擦面積
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/cm2
轎車
0.9-1.5
100-200
1.5-2.5
200-300
客車與貨車
1.0-1.5
120-200
1.5-2.5
150-250
2.5-3.5
250-400
3.5-7.0
300-650
7.0-12.0
550-1000
12.0-17.0
650-1500
并且當(dāng)制動(dòng)器各增大蹄片的摩擦襯片總摩擦面積增大時(shí)，汽車制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器的制動(dòng)鼓內(nèi)表面對(duì)制動(dòng)蹄產(chǎn)生的正壓力就會(huì)減小，從而使得摩擦襯片的磨損也會(huì)跟著減小。而單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積A取決于制動(dòng)鼓半徑R、襯片寬度b及包角等因素，即
(3.18)
由式（3.18）可得：
則， 。
又由于桑塔納2000的總質(zhì)量為1.55t~2t.
由表3.2得，
單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積200~300
則57.3~85.96mm
故取b=70mm,
則
滿足設(shè)計(jì)要求。
3.6.3 摩擦襯片起始角
摩擦襯片起始角如圖3.2所示。將摩擦襯片對(duì)稱布置在制動(dòng)蹄外緣的中央。
圖3.2 鼓式制動(dòng)器的主要幾何參數(shù)
3.6.4 制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離
現(xiàn)在理論要求應(yīng)在保證輪缸能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的情況下，應(yīng)使距離a(見圖3.2)盡可能大，以提高制動(dòng)器的制動(dòng)效能?，F(xiàn)在初取a=0.8R左右，則a=80mm
3.6.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)
現(xiàn)在理論要求應(yīng)在保證兩蹄支承端毛面不致發(fā)生互相干涉的情況下，使k盡可能小而c盡可能大(見圖3.2)。初取k=0.2R=20mm，c=0.8R=80mm。
3.6.6 襯片摩擦系數(shù)
在選用摩擦襯片時(shí)不僅要求它的摩擦系數(shù)要足夠高，而且希望它的熱穩(wěn)定性要滿足要求。但是我們也不應(yīng)片面地過分追求高摩擦系數(shù)的摩擦材料，對(duì)于領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，非常關(guān)鍵的是如何提高襯片摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和怎樣降低鼓式制動(dòng)器對(duì)摩擦襯片的摩擦系數(shù)偏離正常值的靈敏度。因此，我們對(duì)領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般取襯片摩擦系數(shù)f=0.38。
第四章制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇
制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式如表4.1所示；
表4.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式
制動(dòng)力源
力的傳遞方式
用途
型式
制動(dòng)力源
工作介質(zhì)
型式
工作介質(zhì)
簡(jiǎn)單制動(dòng)系
司機(jī)體力
機(jī)械式
桿系或鋼絲繩
僅用于駐車制動(dòng)
液壓式
制動(dòng)液
部分微型汽車的行車制動(dòng)
動(dòng)力制動(dòng)系
氣壓動(dòng)力制動(dòng)系
發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力
空氣
氣壓式
空氣
中、重型汽車的行車制動(dòng)
氣壓-液壓式
空氣、制動(dòng)液
液壓動(dòng)力制動(dòng)系
制動(dòng)液
液壓式
制動(dòng)液
伺服制動(dòng)系
真空伺服制動(dòng)系
司機(jī)體力與發(fā)動(dòng)機(jī)體力
空氣
液壓式
制動(dòng)液
轎車，微、輕、中型汽車的行車制動(dòng)
氣壓伺服制動(dòng)系
空氣
液壓伺服制動(dòng)系
制動(dòng)液
結(jié)合桑塔納2000的車型特點(diǎn)，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓式的簡(jiǎn)單制動(dòng)系（如圖4.1所示）。
圖4.1 液壓簡(jiǎn)單制動(dòng)系示意圖[13]
液壓制動(dòng)系的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)作用的滯后時(shí)間很短，能產(chǎn)生的工作壓力比較大，而且制動(dòng)缸的尺寸比較小，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。選這種結(jié)構(gòu)可以大大減輕制動(dòng)器的質(zhì)量，降低制動(dòng)器的造價(jià)。另外，液壓制動(dòng)系的液壓管路在過度受熱時(shí)會(huì)形成氣泡，這些氣泡會(huì)影響力的傳遞，還會(huì)使制動(dòng)器的制動(dòng)效能下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)怪苿?dòng)器制動(dòng)失效；并且當(dāng)工作溫度過低時(shí)(一25℃和更低時(shí))，由于制動(dòng)液的粘度會(huì)隨溫度的降低而增大，這會(huì)使制動(dòng)的可靠性降低，甚至?xí)斐删植繐p壞，而局部損壞存在時(shí)，汽車行駛的安全性就會(huì)受到嚴(yán)重考驗(yàn)。
制動(dòng)輪缸是一個(gè)制動(dòng)器促動(dòng)裝置，它將管路中的油液的液體壓力轉(zhuǎn)換成張開力。制動(dòng)輪缸主要分為單活塞式輪缸(單向輪缸)和雙活塞式輪缸(雙向輪缸)兩種類型。單活塞式制動(dòng)輪缸主要用于雙領(lǐng)蹄式鼓式制動(dòng)器和單向增力式鼓式制動(dòng)器；雙活塞式制動(dòng)輪缸的運(yùn)用范圍比單活塞的要寬廣，并且。故雙活塞式輪缸產(chǎn)生的張開力大小相等方向相反，對(duì)制動(dòng)有利。
綜合考慮以上情況，本設(shè)計(jì)采用雙活塞式制動(dòng)輪缸作為領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器的促動(dòng)裝置。
4.2制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)
為了進(jìn)一步提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性以及保證行車安全，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少需要設(shè)有兩套獨(dú)立的回路系統(tǒng)，也就是雙回路系統(tǒng)，雙回路系統(tǒng)就是將汽車的全部行車制動(dòng)器的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多個(gè)相互獨(dú)立的回路，不至于導(dǎo)致制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)法正常工作的情況。
如圖4.2所示為制動(dòng)管路的5種分路方案圖。它們的區(qū)別之處在于回路系統(tǒng)的復(fù)雜程度、工作穩(wěn)定性、制動(dòng)效能的差異、制動(dòng)力的分配等。
1-雙腔制動(dòng)主缸;2-雙回路系統(tǒng)的一個(gè)分路；3-雙回路系統(tǒng)的另一分路
圖4.2 雙軸汽車液壓雙回路系統(tǒng)的5種分路方案
如圖4.2(a)所示為II型回路。它的特點(diǎn)是管路的布置與其他回路相比最為簡(jiǎn)單，制造成本非常低符合經(jīng)濟(jì)性要求，在貨車上應(yīng)用的最為廣泛。但是這一種分路方案大大提高了行駛危險(xiǎn)。對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車來(lái)說(shuō)，當(dāng)制動(dòng)管路失效時(shí)，如果前輪出現(xiàn)問題，汽車就會(huì)方向盤失靈無(wú)法轉(zhuǎn)彎制動(dòng)。對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的轎車而言，當(dāng)制動(dòng)管路失效時(shí)，汽車的制動(dòng)效能將會(huì)明顯下降，這樣極大可能會(huì)導(dǎo)致汽車甩尾的情況出現(xiàn)。
如圖4.2(b)所示X型回路。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單，確保了汽車制動(dòng)時(shí)的適應(yīng)性。但是由于前、后軸各有一側(cè)的車輪具有制動(dòng)作用，將會(huì)使汽車的方向穩(wěn)定性急劇降低。
剩下三種回路系統(tǒng)分別為HI型，LL型。HH型。這三種的回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖然均比較復(fù)雜，但是與其他幾種回路系統(tǒng)相比它們的制動(dòng)效能較好。其中HH型的制動(dòng)效能最好并且工作可靠性最好。而LL型與HH型回路系統(tǒng)在汽車緊急制動(dòng)的時(shí)候容易抱死，造成安全事故的發(fā)生。
綜上所述，制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng)選用回路5（HH型）比較好。
4.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.3.1制動(dòng)輪缸直徑與工作容積
制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄的作用力與制動(dòng)輪缸的直徑及制動(dòng)輪缸中的液壓之間有如下關(guān)系式：
(4.1)
式中,-考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液體壓力，的取值范圍為8MPa~12MPa，故=12MPa。
查Santana2000轎車使用與維護(hù)手冊(cè)得=7065N
由式（4.1）得，
故滿足輪缸直徑的尺寸系列。
一個(gè)輪缸的工作容積
(4.2)
式中,- 一個(gè)輪缸活塞的直徑,mm；
- 輪缸活塞的數(shù)目；
- 一個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程,mm：
初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器可取2mm-2.5mm
故取=2.5mm
-消除制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程,mm;
-由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞,mm;
，-分別為鼓式制動(dòng)器的變形與制動(dòng)鼓的變形而引起的輪缸活塞行程,mm。
由式（4.1）可得一個(gè)輪缸的工作容積
故后輪輪缸的總的工作容積為
4.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積
查相關(guān)文獻(xiàn)，知桑塔納2000前輪盤式制動(dòng)器的一個(gè)制動(dòng)輪缸的工作容積，故全部輪缸總的工作容積為
則制動(dòng)主缸的工作容積
主缸活塞直徑和活塞行程可由下式確定：
(4.3)
式中，一般活塞行程=（0.8~1.2），故取=
由式（4.3）得=25.88mm
根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸,主缸直徑圓整為26mm。
4.3.3制動(dòng)踏板力與踏板行程
制動(dòng)踏板力為
(4.4)
式中，-制動(dòng)主缸活塞直徑，mm；
-制動(dòng)管路的液體壓力,pa；
-制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比,取=4;
-制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，=0.85～0.95，故取=0.85。
由式（4.4）得
又由于制動(dòng)踏板力的一般取值范圍為500~700N；
而所得結(jié)果大于制動(dòng)踏板力的一般范圍；
故需加裝真空助力器。
(4.5)
式中，為真空助力比，取。
由式（4.5）得：
工作行程: (4.6)
式中：-主缸中推桿與活塞的間隙，一般取1.5mm~2mm,取
-主缸活塞的空行程。取。
由式（4.6）得：
而主缸的工作行程一般取值范圍為100~150mm
故所得工作行程滿足設(shè)計(jì)要求。
4.4制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩計(jì)算
為了計(jì)算在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與軸的交角為處，如圖4.3所示。若令摩擦襯片的寬度為b，則單元面積為，其中R為制動(dòng)鼓半徑，為單元面積包角。
圖4.3 制動(dòng)力矩計(jì)算簡(jiǎn)圖
制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為
(4.7)
而摩擦力產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為
(4.8)
在至區(qū)段積分上式，得
(4.9)
如圖4.4所示，分析制動(dòng)蹄的受力
圖4.4 張開力計(jì)算簡(jiǎn)圖
蹄的幾何參數(shù)如下：
將（見圖4.4）看作是它投影在軸和軸上分量和的合力，
則根據(jù)式（4.7）有
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