20馬力輪式拖拉機(jī)的半軸與制動(dòng)器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 20馬力輪式拖拉機(jī)的半軸與制動(dòng)器設(shè)計(jì) 摘 要 隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)拖拉機(jī)的需求不斷增長(zhǎng)，結(jié)合我國(guó)實(shí)情出發(fā)，特別是對(duì)中小型馬力拖拉機(jī)的需求量更大。 本次設(shè)計(jì)是在吸收成熟產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)處出半軸與制動(dòng)器，拖拉機(jī)的制動(dòng)裝置分行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。行車制動(dòng)裝置使行駛中的拖拉機(jī)強(qiáng)制減速或停車，并使拖拉機(jī)在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定速度；駐車制動(dòng)裝置使拖拉機(jī)能夠在斜坡上停車并長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定狀態(tài)，它也有助于拖拉機(jī)在坡路上起步。制動(dòng)器有盤式和鼓式之分。制動(dòng)器的布置方式分半軸制動(dòng)和輪邊制動(dòng)。制 動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。此設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)有的中小型拖機(jī)，采用行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)為一體，操縱機(jī)構(gòu)為機(jī)械制動(dòng)，制動(dòng)器布置在輪邊的鼓式制動(dòng)器。半軸采用半浮式。 關(guān)鍵詞： 行車制動(dòng)，駐車制動(dòng)，制動(dòng)力矩，制動(dòng)蹄，制動(dòng)鼓，摩擦襯片 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 0 to to is to is in in in to to in to in to on to to in is in 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 號(hào)說(shuō)明 L 軸距， mm e 輪距， mm 總質(zhì)量， Kg h 離地間隙， mm 質(zhì)心高度， r 制動(dòng)力矩， N m 輪胎滾動(dòng)半徑， 地面附著系數(shù)， D 制動(dòng)鼓直徑 ， 摩擦襯片包角， A 摩擦襯片的摩擦面積 F 制動(dòng)蹄的張開(kāi)力， N b 摩擦襯片的寬度 制動(dòng)器因數(shù) V 拖拉機(jī)行駛速度 g 重力加速度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 前 言 1 第 二 章 概述 3 2 . 1 制 動(dòng) 系 的 功 用 和 組 成 3 動(dòng)器的工作情況 . 3 動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求 4 動(dòng)力矩的確定 6 6 拉機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 7 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 動(dòng)器的力矩計(jì)算 10 第 三 章 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力和踏板力的計(jì)算 13 動(dòng)蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 13 動(dòng)力的計(jì)算 15 19 動(dòng)器因數(shù) 19 動(dòng)蹄因數(shù) 19 板力的計(jì)算 25 第 四 章 半軸的計(jì)算和彈簧結(jié)構(gòu)的計(jì)算 28 軸的計(jì)算 28 簧結(jié)構(gòu)的主要 幾何參數(shù) 30 第 五 章 結(jié) 論 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第一章 前言 近年來(lái)，隨著拖拉機(jī)走入農(nóng)田的不斷深入，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)該檔產(chǎn)品的需也不斷增站，中小馬力拖拉機(jī)社會(huì)銷量和保有量很大，傳動(dòng)系布置多種多樣。 我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國(guó)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是當(dāng)務(wù)之急，而農(nóng)業(yè)機(jī)械化是 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和基本標(biāo)志，拖拉機(jī)則是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的龍頭產(chǎn)品。拖拉機(jī)的擁有量和年產(chǎn)銷量，是評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的重要標(biāo)志。 在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)高度集中，因而，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化程度也非常高，他們主要使用大型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械。而在中國(guó)現(xiàn)有的生產(chǎn)模式下，廣大農(nóng)民需要的還是中小型拖拉機(jī)，并且要求拖拉機(jī)價(jià)格便宜，實(shí)用，能滿足大多數(shù)人的消費(fèi)能力。因而本設(shè)計(jì)選用 20 馬力的拖拉機(jī)，屬于小 型拖拉機(jī)。拖拉機(jī)因其工作環(huán)境在農(nóng)村，相對(duì)工作環(huán)境比較惡劣，農(nóng)村道路相對(duì)復(fù)雜，速度不高。拖拉機(jī)制動(dòng)系是用于強(qiáng)制使運(yùn)動(dòng)著的 拖拉機(jī)減速或停止，使拖拉機(jī)下坡時(shí)保持穩(wěn)定，以 及使已停駛的拖拉機(jī)駐車不動(dòng)的機(jī)構(gòu)，要保證拖拉機(jī)的良性發(fā)展，必須采用低成本低價(jià)為的戰(zhàn)略，采用傳統(tǒng)技術(shù)，以低投入實(shí)現(xiàn)高效益的擴(kuò)張，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械制動(dòng)器，由于要降低成本采用人力制動(dòng)系統(tǒng)，行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)做成一體，均為機(jī)械式。 我國(guó)拖拉機(jī)工業(yè)雖有較大發(fā)展，但大中型拖拉機(jī)的產(chǎn)品技術(shù)水平、質(zhì)量、規(guī)模、企業(yè)結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，從整體上分析并沒(méi)有明顯縮短差距 ,隨著 我國(guó)加入 使拖拉機(jī)行業(yè)面臨一個(gè)逐漸變化的市場(chǎng)環(huán)境，近幾年，國(guó)外大型拖拉機(jī)不斷進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，已使我國(guó)拖拉機(jī)行業(yè) 逐漸適應(yīng)了變化的市場(chǎng)環(huán)境。由于國(guó)產(chǎn)中、小功率拖拉機(jī)的關(guān)稅早在幾年前已降為 5%左右，所以加入 拖拉機(jī)產(chǎn)品的直接沖擊不大，但對(duì)農(nóng)業(yè)的直接沖擊會(huì)造成對(duì)拖拉機(jī)行業(yè)的間接沖擊，迫使拖拉機(jī)行業(yè)加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，盡快形成拖拉機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 。 目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的拖拉機(jī)工業(yè)已進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展新階段，產(chǎn)品更買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 新速度加快，產(chǎn)品系列日趨完善，大部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化和智能化，生產(chǎn)制造水平和檢測(cè)水平進(jìn)一步提高，計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，新材料、新工藝得到廣泛應(yīng)用，零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度進(jìn)一步提高。我國(guó)的拖拉機(jī) 設(shè)計(jì)及制造水平近年來(lái)也在不斷提高，但仍需進(jìn)行艱苦卓絕的努力，逐步向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏，形成具有中國(guó)特色的拖拉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第二 章 概述 動(dòng) 系的功用與組成 制動(dòng)系的功用是： 使拖拉機(jī)在行駛中減速或迅速停車； 幫助急劇減速； 使拖拉機(jī)能在斜坡上保持停車狀態(tài)。 根據(jù)上述功用，制動(dòng)系有行車制動(dòng)和停車制動(dòng)之分。 前者主要保證第一項(xiàng)，兼有第二項(xiàng)功用；后者主要保證第三項(xiàng)功用。此外，為了使拖拉機(jī)在行車制動(dòng)系發(fā)生故障時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)，有的大型拖拉機(jī)還設(shè) 有獨(dú)立于其它制動(dòng)系的第二制動(dòng)系，亦稱緊急制動(dòng)系。它也可在人力控制下兼作停車制動(dòng)系。 任何制動(dòng)系均由制動(dòng)器和制動(dòng) 操縱 系統(tǒng)兩部分組成。 輪式拖拉機(jī)普篇采用蹄式和盤式制動(dòng)器，也有采用帶式的。而制動(dòng)操縱系統(tǒng)有機(jī)械式、液壓式和氣壓式之分，其中以機(jī)械式應(yīng)用較多。 簡(jiǎn)單的制動(dòng)系只有一套制動(dòng)裝置，既作為行車制動(dòng)系，又作為停車制動(dòng)系。為此，制動(dòng)操縱系統(tǒng)應(yīng)能保證左、右兩邊的制動(dòng)器同時(shí)制動(dòng)，單邊制動(dòng)，以及在制動(dòng)狀態(tài)下使制動(dòng)器鎖定。當(dāng)采用機(jī)械式操縱系統(tǒng) 時(shí)，行車制動(dòng)系可兼作停車制動(dòng)系，只需在操縱系統(tǒng)中增加一套鎖定機(jī)構(gòu)就可滿足停車制動(dòng)的 要求。當(dāng)采用液壓式或氣壓式操縱系統(tǒng)時(shí)，由于液體或壓縮空氣總有泄漏，無(wú)法使制動(dòng)器長(zhǎng)期保持停車狀態(tài)，因此需要專門設(shè)置一套機(jī)械操縱的停車制動(dòng)系，或在行車制動(dòng)器上加裝一套獨(dú)立的機(jī)械式操縱系統(tǒng)，以滿足長(zhǎng)期停車制動(dòng)的需求。 制動(dòng)器大都布置在最終傳動(dòng)主動(dòng)軸上。 與直接布置在驅(qū)動(dòng)軸上相比，這種布置形式可以減小制動(dòng)器所受轉(zhuǎn)矩。 和布置在轉(zhuǎn)速更高的中央傳動(dòng)主動(dòng)軸上，可使制動(dòng)器所受力矩進(jìn)一步減小，但是這樣布置的制動(dòng)器不能用來(lái)幫助轉(zhuǎn)向。 由于拖拉機(jī)速度較低，所以前輪上一般不安裝制動(dòng)器。 動(dòng)器的工作情況 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 輪式拖拉機(jī)制動(dòng) 器最經(jīng)常的工作就是在行駛中減速乃只停車，為使制動(dòng)器能在最短的距離中將拖拉機(jī)制動(dòng)住，要求地面對(duì)車輪有較大的制動(dòng)力。制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器的摩擦表面相互緊貼并相互滑磨再變?yōu)闊崃?。隨著踏板往下運(yùn)動(dòng)， 踏板力增大，制動(dòng)力矩和制動(dòng)力也增大。但當(dāng)制動(dòng)力增大到等于車輪的附著力以后，不論踏板力如何增大，也只能將制動(dòng)器抱死而不能使制動(dòng)力再有所增加。制動(dòng)力的最大值受限于附著力。 在應(yīng)路上行駛時(shí)，附著力就是車輪與地面的摩擦力。 由于在使用中往往采用將制動(dòng)器抱死，觀察輪胎在地面上托印的辦法來(lái)判斷制動(dòng)器工作是否正常，有些人就誤以為將制 動(dòng)器抱死可以產(chǎn)生最大的制動(dòng)力。實(shí)際上，當(dāng)制動(dòng)器抱死時(shí)，輪胎在地面上滑移，地面的附著系數(shù)將由靜摩擦系數(shù)變?yōu)閯?dòng)摩擦系數(shù)，數(shù)值有所減小，制動(dòng)力將比不滑移時(shí)減小 5% 25%，并會(huì)造成輪胎嚴(yán)重磨損 ，這顯然是不利的，因此為了獲得最大制動(dòng)力，不應(yīng)將制動(dòng)器抱死，制動(dòng)器的合理最少力矩應(yīng)該使制動(dòng)力略小于開(kāi)始滑移的極限附著力，以便使動(dòng)能消耗在制動(dòng)器中而不是消耗在輪胎表面上。 動(dòng)系的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)，應(yīng)考慮下列主要要求： 應(yīng)有足夠的制動(dòng)力矩保證必要的制動(dòng)效能。行車制動(dòng)系的制動(dòng)效能可用制動(dòng)減速度或制動(dòng)距離來(lái) 表 示。 拉機(jī)基本技術(shù)要求規(guī)定了輪式拖拉機(jī)的制動(dòng)距離應(yīng)符合下列規(guī)定： 制動(dòng)器冷態(tài) 0 制動(dòng)器熱態(tài) 中 態(tài)制動(dòng)距離（ m） ； km/h） . 動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定了輪式拖拉機(jī)帶掛車在平坦、硬實(shí)、干燥 和清潔的水泥或?yàn)r青路面（附著系數(shù)為 的制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)定減速度： 拖拉機(jī)在 20km/h 下，掛車空載檢驗(yàn)時(shí)分別為 h; 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 拖拉機(jī)在 20km/h 下，掛車滿載檢驗(yàn)時(shí)分別為 h; 停車制動(dòng)系應(yīng)能使拖拉機(jī)制動(dòng)后，在駕駛員不操作的情況下沿上坡及下坡方向可靠保持在規(guī)定的干硬坡道上。 拉機(jī)基本技術(shù)條件 規(guī)定：農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)停車的坡度為 20，集材拖拉機(jī)停車的坡度為 25 外標(biāo)準(zhǔn)均以坡度表示，大部分規(guī)定為 18% 25%。 行車制動(dòng) 器在連續(xù)頻繁工作條件下應(yīng)有較穩(wěn)定的制動(dòng)效能。由于下長(zhǎng)坡時(shí) 連續(xù)制動(dòng)或短時(shí)間多次重復(fù)制動(dòng)后，都有可能導(dǎo)致制動(dòng)器溫度過(guò)高， 摩擦系數(shù)降低，從而使制動(dòng)效能衰減，這種現(xiàn)象稱為熱衰退。制動(dòng)器發(fā)生熱衰退后，經(jīng)過(guò)充分冷卻 ,由于溫度下降和摩擦材料表面得到磨合，其制動(dòng)效能可能重新增高，這種現(xiàn)象稱為熱恢復(fù)。要求制動(dòng)效能的穩(wěn)定性好，也就是要求不易衰退，且能較好恢復(fù)。國(guó)外一般規(guī)定在同樣控制力下熱態(tài)制動(dòng)試驗(yàn)的平均減速度應(yīng)不低于冷態(tài)制動(dòng)試驗(yàn)的 60%，或制動(dòng)力矩不小于冷態(tài)制動(dòng)試驗(yàn)的 60% 65 。為此，應(yīng)考慮一下三項(xiàng)具體要求：制動(dòng)鼓或盤具有 良好的吸、散熱能力；摩擦材料具有良好的抗熱衰退性和恢復(fù)性；制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式對(duì)摩擦系數(shù)變化的敏感度較低。 制動(dòng)式拖拉機(jī)方向穩(wěn)定性較好。為此，左、右兩側(cè)車輪的制動(dòng)力及其增長(zhǎng)速度率應(yīng)力求相等； 采用四輪制動(dòng)時(shí)，前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力矩還應(yīng)有比較合適的比例關(guān)系。 定了輪式拖拉機(jī)掛車以 20km/h 的速度行駛在水平的水泥或?yàn)r青路面（ 上的緊急制動(dòng)跑偏量應(yīng)不大于 80 操縱輕便。 5業(yè)拖拉機(jī)操縱裝置最大操縱力規(guī)定，對(duì)于行車制動(dòng)和停車制動(dòng)器，允許的最大制動(dòng)腳踏 板操縱力為600N,允許的最大制動(dòng)器操縱桿操縱力為 400N。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)所需的制動(dòng)力矩和制動(dòng)器類型分別規(guī)定合適的控制力，通常以 200N 400為使踏板控制力在上述范圍內(nèi)，應(yīng)調(diào)整制動(dòng)操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比。如該傳動(dòng)比取得過(guò)大，踏板行程將增大，不僅布置困難，而且延長(zhǎng)了機(jī)構(gòu)反映時(shí)間。因此，最大踏板行程應(yīng)限制在250m 以內(nèi)，最大操縱桿行程應(yīng)限制在 400m 以內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有余地，一般可在 60 100選取。當(dāng)控制力和行程不能同時(shí)滿足時(shí)，原則買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 上應(yīng)提高制動(dòng)器本身的制動(dòng)力矩，或在制動(dòng)系中安裝助力器， 或改用動(dòng)力制動(dòng)。但也不應(yīng)使控制力過(guò)小，過(guò)小的控制力將使駕駛員失去踏板感而難以控制制動(dòng)強(qiáng)度。 制動(dòng)平順，制動(dòng)力應(yīng)隨控制力的增長(zhǎng)速度而平穩(wěn)地增大；放松踏板或操縱桿時(shí)，制動(dòng)作用應(yīng)迅速消除，無(wú)自剎現(xiàn)象。 工作可靠。制動(dòng)系的零部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐疲勞性能，要求防水防塵性好，摩擦表面不易被玷污，以免降低制動(dòng)效能。這點(diǎn)對(duì)需要在水田作業(yè)的拖拉機(jī)尤為重要。 維修調(diào)整方便。必要時(shí)應(yīng)才用可靠的自動(dòng)調(diào)整表面間隙的機(jī)構(gòu)。 制動(dòng)力矩的確定 動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 一 、 制動(dòng)器的敏感度 為了評(píng)定不同型 式和參數(shù)的制動(dòng)器工作特性，常用一個(gè)無(wú)因次指標(biāo)，稱為制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)。制動(dòng)因數(shù)通常定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上的摩擦力總和與輸入制動(dòng)蹄或壓盤的驅(qū)動(dòng)力之比。設(shè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤作用半徑 R 上的摩擦力為 ，從而制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù) K (2 1) 式中， F 為輸入的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)施加于兩制動(dòng)蹄或壓盤，或制動(dòng)帶兩端的驅(qū)動(dòng)力不相等時(shí)，常取其平均值 為輸入的驅(qū)動(dòng)力，即 F=（ 2） /2. 制動(dòng)因數(shù)越大，表示用一定的驅(qū)動(dòng)力時(shí)該制動(dòng)器可產(chǎn)生的制動(dòng)力矩越大。在下面各節(jié)所導(dǎo)出的計(jì)算公式中，可以看出其大小取決于摩擦副的摩擦系數(shù)、制動(dòng)器的型式、幾何尺寸和單位壓力分布規(guī)律等。對(duì)于給定的制動(dòng)器，制動(dòng)因數(shù)僅為摩擦系數(shù)的函數(shù)，即 f( ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 制動(dòng)因數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)變化的敏感度 r 可通過(guò)一階導(dǎo)數(shù)來(lái)確定，即 r = d Kr/敏感度 r 值越大，表明制動(dòng)因數(shù)或制動(dòng)力矩對(duì)摩擦系數(shù)的 變化越敏感，即在使用中摩擦系數(shù)因溫度升高而發(fā)生變化時(shí)，制動(dòng)力矩的變化越大，制動(dòng)器的抗熱衰退性差，工作不穩(wěn)定。 從操縱省力的角度出發(fā)，希望選用制動(dòng)因數(shù)較大的制動(dòng)器。但制動(dòng)因數(shù)過(guò)大，不僅影響制動(dòng)平順性，還會(huì)引起過(guò)高的敏感度，使制動(dòng)器的抗熱衰退性變差，工作不穩(wěn)定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車輛的使用質(zhì)量能和布置的方便性等決定裝置具有合適特征值的制動(dòng)器類型。 拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 一 、 拖拉機(jī)的軸距 縮小輪距可以避 免梨耕時(shí)出現(xiàn)的偏牽引現(xiàn)象，并可減小轉(zhuǎn)向半徑，大會(huì)降低橫向穩(wěn)定性。為了適應(yīng)耕作時(shí)的各種行距要求， 輪距 B 應(yīng)能調(diào) 節(jié) 。 小 型 輪 式 拖 拉 機(jī) 調(diào) 節(jié) 范 圍 約 為 10001400型則為1100 了使梨耕時(shí)前輪也貼近犁溝壁，前輪輪距通常略小于后輪輪距。所以可取 1400二、 軸距 縮小輪式拖拉機(jī)軸距可減輕重量、縮小轉(zhuǎn)向半徑，但會(huì)降低縱向穩(wěn)定性，并使行駛平順性變差，軸距可根據(jù)由下式確定 3 = ( 0 . 5 8 0 . 6 6 ) P N P = 20 馬力 =204700N=以 L = 取 L = 1500m. 三、 離地間隙 離地間隙有農(nóng)藝離地間隙 最小離地間隙 分。農(nóng)藝離地間隙 指后橋半軸殼下部或前軸下沿的離地高度。為了對(duì)玉米，高粱進(jìn)行三遍中耕， 應(yīng)小于 600棉花中耕不小于 般出現(xiàn)在后橋殼體中段，但四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)也可能出現(xiàn)在前橋中段，減小離地間隙可提高穩(wěn)定性，但會(huì)降低通過(guò)性， 田輪式為 300 400田輪式為 350 450扶式為 200 250 業(yè) 用 履 帶 式 為 250 300 業(yè) 用 履 帶 式 為300 400體拖拉機(jī)為 500 以上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 四、 質(zhì)心位置高度 質(zhì)心位置是指質(zhì)心的高度坐標(biāo)、縱向坐標(biāo)和橫向坐標(biāo)。質(zhì)心縱向坐標(biāo) a 是質(zhì)心至后驅(qū)動(dòng)輪的水平距離，一般用靜態(tài)質(zhì)量分配系數(shù) 0來(lái)描述。 0 為輪式拖拉機(jī)水平停放時(shí)兩個(gè)后驅(qū)動(dòng)輪上的垂直載荷與拖拉機(jī)使用質(zhì)量之比，它表示質(zhì)心偏前或偏后的程度，于是得 a =L(1) 對(duì)于兩輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，為了獲得較大的附著力， 0 對(duì)于水田用兩輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，為保證前輪的操縱性， 0 應(yīng)稍小，多為 、后輪尺寸不同的四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)， 0 為 于前輪也驅(qū)動(dòng)，所以可減小后輪負(fù)荷，一減輕土壤壓實(shí)并改善操縱性；對(duì)于前、后輪尺寸相同的四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，為使工作時(shí)四個(gè)輪子載荷相近， 0 約為 履帶拖拉機(jī)質(zhì)心的縱向位置，靜止時(shí)應(yīng)稍在接地面中點(diǎn)之前。對(duì)于前方配置推土鏟等裝置的工業(yè)拖拉機(jī)，則質(zhì)心應(yīng)稍后于接地點(diǎn)中心。其目的都是為了使工作時(shí)接地壓力均勻。 質(zhì)心的橫向坐標(biāo) e 是質(zhì)心至拖拉機(jī)縱向?qū)ΨQ平面的距離，對(duì)于 沒(méi)有特殊需要的拖拉機(jī)，其主要部件布置基本對(duì)稱， e 的數(shù)值很小，不必特別加以注意。 質(zhì)心的高度坐標(biāo) h 是質(zhì)心至硬地面的距離，在滿足離地間隙的情況下，應(yīng)盡量降低。 a =L(1) 0 = 以 a = = e = B/2 = 1400/2 = 700mm h = 275 320 取 h = 300 h 為離地間隙 質(zhì)心高度 取 540 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 一、 制動(dòng)鼓直徑 D 或半徑 當(dāng)輸入力 P 一定時(shí)，制動(dòng)鼓的直徑越大，且制動(dòng)器的散熱性能越好。但直徑 D 的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且 D 的增大也使制動(dòng)鼓買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 的質(zhì)量增加，使非懸架質(zhì)量增加，不利于拖拉機(jī)的行駛平順性。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 20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)鼓直徑 D 的尺寸。 查表 得 D = 320 制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)符合 309動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列的規(guī)定。 二、 動(dòng)蹄摩擦襯片的包角及寬度 b 摩擦襯片的包角通常在 =90 120范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明。摩擦襯片包角 =90 100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。再減小雖有利于散熱，但由于單位壓力過(guò)高將加速磨損。包角也不宜大于 120，因?yàn)檫^(guò)大不僅不利于散熱，且易使制動(dòng)作用不平順 甚至可能發(fā)生自鎖。綜上所述可選取 =120 。 三、 襯片寬度 b 襯片寬度 b 較大可以 降低單位壓力、減小磨損，但 b 的尺寸過(guò)大則不宜保證與制動(dòng)鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使單位壓力不超過(guò) 條件來(lái)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，并按 309 1999 選取。另外，根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料可知，單個(gè)鼓式車輪制動(dòng)器總的襯片面積隨總質(zhì)量的增大而增大。而單個(gè)摩擦襯片的摩擦面積 A 又取決于制動(dòng)鼓半徑 R、襯片寬度 b 及包角，即 A = 式中，以弧度（ 單位，當(dāng) A、 R、確定后，由上式也可初選襯片寬度 b 的尺寸。 所以 A = = 160 、 襯片起始角 0 摩擦襯片起始角 0 如圖 2 1 所示。通常是將摩擦襯片布置在制買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 動(dòng)蹄外緣的中央，并令 0 = 90 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，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。所以 0 = 90 90 30 . 五、 力 P 的作用線至制動(dòng)器中心的距離 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 提高其制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取 a=右。 所以 a= 128六、 動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置 k 與 c 如圖 2 1 所示，制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸 k 應(yīng)盡可能的小，以使尺 寸 c 盡可能的大，初步設(shè)計(jì)可暫取 c=右。 所以 c= 128mm,k 可有經(jīng)驗(yàn)值取 28 動(dòng)力矩的計(jì)算 一、 行車制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 行車制動(dòng)器的工況包括行駛中制動(dòng)和單邊制動(dòng)幫助急劇轉(zhuǎn)向。由于輪式拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向阻力矩較小，單邊制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩不大，因此只需考慮行駛中制動(dòng)的工況。為了使制動(dòng)器能將拖拉機(jī)迅速制動(dòng)，以提高行駛安全性，希望制動(dòng)器有足夠的制動(dòng)力矩，這樣被制動(dòng)的車輪上才能長(zhǎng)生較大的地面制動(dòng)力。但當(dāng)制動(dòng)力增大到該車輪與地面的附著力后， 制動(dòng)器將抱死，車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生嚴(yán)重滑移現(xiàn)象，并在買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 路面上產(chǎn)生托印。此時(shí)拖拉機(jī)所具有的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為輪胎和路面間摩擦產(chǎn)生的熱能 這將導(dǎo)致胎面局部劇烈發(fā)熱，使橡膠強(qiáng)度降低，造成輪胎嚴(yán)重磨損。 同時(shí)附著系數(shù)的值也下降，使制動(dòng)力比最佳滑移率時(shí)的最大制動(dòng)力減小 5% 25，這顯然是不利的。此時(shí)，實(shí)際制動(dòng)距離將大于可能達(dá)到的最小制動(dòng)距離，而且還會(huì)由于側(cè)向附著系數(shù)的顯著降低使制動(dòng)期間拖拉機(jī)的方向穩(wěn)定性變壞。因此，為了獲得良好的制動(dòng)效果并減小輪胎磨損，應(yīng)使制動(dòng)器不致完全抱死，讓車輪處于略有滑移而尚未開(kāi)始嚴(yán)重滑移的最佳制動(dòng)狀態(tài)， 也 就是說(shuō)在一定的踏板力下，制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小應(yīng)使制動(dòng)力略小于附著力值。因此，拖拉機(jī)的動(dòng)能將只要消耗在制動(dòng)器摩擦表面的相對(duì)滑磨上，并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。可?jiàn)，制動(dòng)力矩受附著條件限制而不應(yīng)過(guò)大。同時(shí)為使制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)緊湊而踏板力又不致增大，制動(dòng)力矩也不應(yīng)過(guò)大。設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到可能發(fā)生制動(dòng)操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)效率及制動(dòng)器摩擦材料的摩擦系數(shù)的降低，一般仍按制動(dòng)力等于附著力作為計(jì)算依據(jù)。對(duì)于四輪制動(dòng)，為了提高制動(dòng)效能， 前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力分別等于相應(yīng)車輪與地面的附著力。由輪式拖拉機(jī)在行駛過(guò)程中制動(dòng)的受力分析，可得到行車制動(dòng)器所需的制動(dòng) 力矩。 對(duì)于后輪制動(dòng)的輪式拖拉機(jī)，每個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 N （忽略不計(jì)滾動(dòng)阻力、旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩和傳動(dòng)效率） s d qm g r ( L - a ) M r = 2 i ( L + h ) （ 2 2） 式中 ( m/ 動(dòng)輪動(dòng)力半徑（ i 動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)力 著系數(shù)，一般取 = 拉機(jī)軸距 （ a 拉機(jī)質(zhì)心 縱向坐標(biāo) (h 機(jī)質(zhì)心坐標(biāo) ( 對(duì)于前后輪都制動(dòng)的四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，前、后橋上每個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 和 分別為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 11()2m g r a hM （ 2 3） 22()2m g r L a hM （ 2 4） 式中 別為前、后驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑（ ; 別為前、后制動(dòng)器和前、后驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)比。 所以 s d qm g r ( L - a ) M r = 2 i ( L + h ) = 30 . 7 1 . 3 1 0 9 . 8 0 . 8 8 2 5 0 . 9 7 5 0 . 9 3 52 2 1 . 5 0 . 7 0 . 5 4 = m 又因?yàn)橹苿?dòng)器有熱衰退現(xiàn) 象，所以 = m 二、 停車制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 在規(guī)定坡度角的坡道上安全停車時(shí)每個(gè)制動(dòng)器所需的制動(dòng)力矩N ( s i n c o s )s d qr m g r fM （ 2 5） 式中 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的坡度角（ ） ； 動(dòng)阻 力系數(shù)，一般取 f= n 時(shí)工作的制動(dòng)器數(shù)目。 所以 s d qm g r ( s i n - f c o s ) M r = = 31 . 3 1 0 9 . 8 s i n 2 0 0 . 0 2 c o s 2 0 0 . 9 9 0 622 = m 對(duì)于行車制動(dòng)系與停車制動(dòng)系共用的制動(dòng)器，只要取上述兩者中的較大值作為該制動(dòng)器所需的制動(dòng)力矩，便可同時(shí)滿足兩方面的需要。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 第三 章 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力和踏板力的計(jì)算 動(dòng)蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 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)器因數(shù)很大影響 有助于正確分析制動(dòng)器因數(shù) 因此除了摩擦襯片有彈性容易變形外 ,制動(dòng)鼓 ,制動(dòng)蹄以及支承也會(huì)有彈性變形 ,但與摩擦襯片的變形量相比 ,則相對(duì)很小 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設(shè) , (1) 制動(dòng)鼓 制動(dòng)蹄為絕對(duì)剛性 ; (2) 在外力作用下 ,變形僅發(fā)生在摩擦襯片上 : (3) 壓力與變形符合虎克定 . 制動(dòng)蹄可設(shè)計(jì)成一個(gè)自由度和兩個(gè)自由度的形式 而在一般情況下 ,若浮動(dòng)蹄的端部支承在斜支承面上 ,由于蹄的端部將沿支承面滾動(dòng)或滑動(dòng) ,則這種蹄具有兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng) ,因此其壓力分布狀況和繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)的蹄的壓力分布狀況有所區(qū)別 . 具有一個(gè)自由度的增勢(shì)蹄摩擦襯片的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 。 如圖所示制動(dòng)蹄在張開(kāi)力 P 的作用下繞支承銷中心 0 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度 0 時(shí) ,則摩擦襯片上某任 意點(diǎn) A 的位移為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 A 由于剛性制動(dòng)鼓對(duì)制動(dòng)蹄運(yùn)動(dòng)的限制 ,則其徑向位移風(fēng)量將受壓縮 ,徑向壓縮量 0 A 由圖中的幾何關(guān)系可知 0 0 D=O 0 故其徑向變形量為 O 0 (1) 式 (1)即為該類制動(dòng)蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律表達(dá)式 . 由于 O 0 為常量 ,而單位壓力與變形成正比 ,故制動(dòng)蹄摩擦襯片上任一點(diǎn)的壓力可寫成 q=q0 (2) 式 (2)表明繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)蹄摩擦襯片的壓力分布規(guī)律呈正弦分布 ,其最大壓力作用在與 O 0 連線呈 90的徑向線上 . 也可以根據(jù)圖來(lái)分析并簡(jiǎn)化計(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 繞支承銷中心 A 轉(zhuǎn)動(dòng) 摩擦襯片表面任意點(diǎn) B 沿制動(dòng)蹄 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 切 線 方 向 的 變 形 即 為 線 段 ,其 徑 向 變 形 分 量 是 線 段半徑 0即線段 也可以認(rèn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 為 A =90 則所求的摩擦襯片的徑向變形為 =考慮到 0A ,則由等腰三角形 知 R/ 代入上式 ,得摩擦襯片的徑向變形和壓力分布 1 =R q1= 動(dòng)力的計(jì)算 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 . 為了計(jì)算有一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 摩擦襯片表面上取一橫向單元面積 ,并使其位于與 的交角為處 ,如圖 4 1 所示 b,則單元面積為 其中 R 為制動(dòng)鼓半徑 , 制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為 dN=而摩擦力 生的制動(dòng)力矩為 dN 在至區(qū)段上積分上式 ,得 ) 當(dāng)法向壓力均勻分布時(shí) ,則有 dN= 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 ) 由上述式可求出不均勻系數(shù) =( )/ ( ) 式中給出的是由壓力計(jì)算制動(dòng)力矩的方法 ,在實(shí)際計(jì)算中也可采用由張開(kāi)力 P 計(jì)算制動(dòng)力矩 且更為方便 . 增勢(shì)蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩 表達(dá)如下 : 式中 : 1 作用半徑 . 若已知制動(dòng)蹄的幾何參數(shù)及發(fā)向壓力的 大小 ,便可用式算出蹄的制動(dòng)力矩 . 如圖所示 ,為了求得力 張開(kāi)力 關(guān)系式 ,寫出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式 : +)=0 1+ 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 式中： 上的投影； 1與力 作用線之間的夾角。 對(duì)式求解，得 N1=h c (+ )- C + d t g -T f 1=T 2 a + c + md c （ 3 1） 式中： h=a+c=a+ c 將式代入，增勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩 c (+ )- = （ 3 2） 對(duì)于減勢(shì)蹄可類似地表示為 c (+ ) = （ 3 3） 為了確定 1， 2 及 1 ， 2，必須求出發(fā)向力 N 及其分量。如果 將 作是它在投影 和 上分量 合力，則根據(jù)式有 2m a xs i n s i q b R d = +)/4 式中： = m a xc o s s i n c o q b R d = )/4 因此 =Y/ )/ (2 +) 根據(jù)上式，并考慮到 = 22 則有 1 22 4 ( c o s c o s ) / ( c o s 2 c o s 2 ) ( 2 s i n 2 s i n 2 )R C + d t f 2 N = T 2 a + c - md c t g 可 得 （ 3 4） 如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄和逆著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 和 角不同，顯然兩種蹄的和 1 值不同。對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即 1液壓驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器，由于 2 故所需的張開(kāi)力為 P= 對(duì)凸輪張開(kāi)力機(jī)構(gòu)，其張開(kāi)力可又前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出 f/ 2=f/ 算蹄式制動(dòng)器時(shí)，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能。由上式得出自鎖條件，當(dāng)該式的分母等于零時(shí)，蹄自鎖，即蹄式制動(dòng)器的自鎖條件為 C (+)=0 如果式 f （ 1- ） 成立，則不會(huì)自鎖。 由上式可得出領(lǐng)蹄表面得最大壓力為 ()C（ +f ） 式中： 1） r C + d t g N = 2 a + c + md c = 31 2 0 1 . 6 1 0 1 2 8 2 8 0 . 0 7 8 0 . 3 1 8 7 . 3 2 8 0 . 0 7 8 1 2 82 0 . 3 1 8 7 . 3 1 2 8 + 1 2 8 + 1 2 = 2) C + d t f 2N = T 2 a + c - md c t g = 31 2 0 1 . 6 1 0 1 2 8 2 8 0 . 0 7 8 0 . 3 1 8 7 . 3 2 8 0 . 0 7 8 1 2 82 0 . 3 1 8 7 . 3 1 2 8 + 1 2 8 - 1 2 = 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 3) 最大單位壓力 2 b R c o = 1 2 0 1 . 62 0 . 3 5 0 1 6 0 1 8 7 . 3 2 / 3 0 . 9 8 = p 4) 計(jì)算單位滑磨功率 P (m/s) P = = p 因?yàn)?V 車 = 30 km/h = 5.3 m/s 所以 v 鼓 = m/s 動(dòng)器因數(shù)與制動(dòng)蹄因數(shù) 動(dòng)器因數(shù) 制動(dòng)器因數(shù)可定義為在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 f/ （ 3 5） 式中： 般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力的平均值為輸入力。 所以 R = 1 2 0 1 . 6 20 . 1 6 3 1 6 7 . 8 + 7 9 3 0 . 4= 動(dòng)蹄因數(shù) 對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤壓緊力均為 P,則制買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 動(dòng)盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2處 f 為盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)，于是鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)為 2 = 2f 對(duì)于全盤式制動(dòng)器，則為 2中： f摩擦系數(shù)； N旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤數(shù)目。 對(duì)于鼓式制動(dòng)器，若作用于兩蹄的張開(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)鼓的摩擦力矩分別為 兩蹄的效能因數(shù)即制動(dòng)蹄因數(shù)分別為 1R 2R 整個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)則為 R = （ ( T f i T f 2 1 2= 2 ( T + T ) / ( P + P ) R （ 3 6） 當(dāng) P 時(shí)，則有 T f 1 T f 2 T 1 T 2 B F = ( T + T ) / P R = B F + B F （ 3 7） 蹄與鼓間作用力的分布，其合力的大小，方向及作用點(diǎn)，需要較精確地分析、計(jì)算才能確定。今假設(shè)在張力 P 的作用下，制動(dòng)蹄摩擦襯片與鼓之間作用力的合力 N 如圖所示作用在襯片的 B 點(diǎn)上。這一法向力引起作用力制動(dòng)