鼓式制動(dòng)器-設(shè)計(jì)說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上車輛工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目：鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院專業(yè)車輛工程年級(jí)車輛10級(jí)班級(jí)車輛1012 姓名李開航學(xué)號(hào) 成績(jī)指導(dǎo)老師 賴祥生專心-專注-專業(yè)目錄第1章 緒論1.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。而制動(dòng)器又是制動(dòng)系中直接制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和車輛的安全,必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。

2、1.2制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求本次的課程設(shè)計(jì)選擇了鼓式制動(dòng)器，制定出制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定計(jì)算制動(dòng)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)制動(dòng)器主要參數(shù)設(shè)計(jì)和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算。利用CATIA繪制裝配圖，布置圖和零件圖。最終進(jìn)行制動(dòng)力分配編程，對(duì)設(shè)計(jì)出的制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。第2章 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算及相關(guān)說明2.1鼓式制動(dòng)器有關(guān)計(jì)算2.1.1基本參數(shù)整車質(zhì)量：空載：1700kg滿載：2480kg質(zhì)心高度：空載：hg=0.8m滿載：hg=0.7m軸距： L=2.6m輪距: L=1.4m最高車速： 115km/h車輪工作半徑：381mm輪胎： 195/70R14C 同步附著系數(shù)：=0.62.1.2確定前后

3、軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)公式（2-1）式中：-質(zhì)心到后軸；m-同步附著系數(shù)；-滿載時(shí)質(zhì)心高度；mL-軸距；m把=0.91m，=0.6，=0.7m，L=2.6m 代入公式（2-1）得2.1.3鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩公式：（2-2）式中：-該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q-制動(dòng)強(qiáng)度；-車輪有效半徑；mm-質(zhì)心到前軸的距離；m-滿載時(shí)質(zhì)心高度；m-后軸最大制動(dòng)力矩；Nmm G-汽車滿載重力；NL-汽車軸距；m把G=24800N，L=2.6m，=1.69m，q=0.66，=0.7m，=381mm代入公式（2-2）得，后軸=2.77Nmm后

4、輪的制動(dòng)力矩為=0.785Nmm前軸= T=0.51/(1-0.51)2.77=2.88Nmm前輪的制動(dòng)力矩為2.88/2=1.44Nmm2.2鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取2.2.1制動(dòng)鼓半徑輪胎規(guī)格為195/60R14 85H 輪輞為14in 輪輞直徑/in1213141516制動(dòng)鼓內(nèi)徑/mm轎車180200240260-貨車220240260300320查表得制動(dòng)鼓內(nèi)徑D=260mm D=15*25.4=381mm根據(jù)轎車D/在0.700.83之間選取取D/=0.75D=284mm，2.2.2制動(dòng)鼓摩擦襯片的包角、寬度、和起始角制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角在=范圍內(nèi)選取。取=根據(jù)單個(gè)制動(dòng)器

5、總的襯片米廠面積取200300取A=250根據(jù)QC/T309-1999取得b=60mm由起始角公式，計(jì)算得起始角35。2.2.3張開力作用線至制動(dòng)器中心的距離根據(jù)e=0.8R取R=124.5mm，得：e=0.8×143=113.6mm2.2.4制動(dòng)蹄支銷中心的坐標(biāo)位置制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置a與c根據(jù)a=0.8R取R=142mm得：a=0.8×142=113.6mm c取值在規(guī)定范圍內(nèi)盡可能小些取c=30mm2.2.5摩擦片的摩擦系數(shù)選擇摩擦片時(shí)，不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，而且還要求其熱穩(wěn)定行好，受溫度和壓力的影響小。不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對(duì)摩擦系數(shù)的

6、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。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取f=0.3可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際值。另外，在選擇摩擦材料時(shí)，應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無害的材料。所以選擇摩擦系數(shù)f=0.3。2.3后輪制動(dòng)輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算輪缸直徑公式（2-3）式中：p制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓，p=8Mp12Mp.取p=10Mp；查Santana2000轎車使用與維護(hù)手冊(cè)得P=7065N；把P=7065N，p=10Mp，=3.14，代入公式（2-3）得=30mm根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為30mm。輪缸工作容積公式（2-4）式中：

7、-一個(gè)輪缸的工作容積；mm-一個(gè)輪缸活塞的直徑；mm n -輪缸活塞的數(shù)目；-一個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程；mm一個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程公式（2-5）式中：消除制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。，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。初步設(shè)計(jì)時(shí)可取2mm把=30mm，=2mm代入公式（2-4）得=2826mm2.4摩擦襯片的磨損特性計(jì)算摩擦襯片的磨損特性計(jì)算摩擦襯片的磨損與摩擦副的材質(zhì)，表面加工情況、溫度、壓力以及相對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是

8、影響磨損的重要因素。汽車的制動(dòng)過程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量來不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。1）比能量耗散率雙軸汽車的單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率比能量耗散率公式（2-6）式中：-汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；-汽車總質(zhì)量；kg-汽車制動(dòng)初速度；m/s -汽車制動(dòng)末速度；m/s-制動(dòng)時(shí)間； s -制動(dòng)減速度；-后制動(dòng)器襯片的摩擦面積；-制動(dòng)力分配系數(shù)；根據(jù)公式 j=g （2-7）式

9、中j-制動(dòng)減速度；-同步附著系數(shù)； g-加速度；把=0.6，g=10代入公式（2-7）得0.6×106；根據(jù)公式 (把=22.2m/s,=0m/s,=1,=2480kg,=25000mm, t=3.7s,代入公式（2-6）得e=7=1.6轎車鼓式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于1.8，故符合要求。2）比滑磨功磨損和熱的性能指標(biāo)可用襯片在制動(dòng)過程中由最高制動(dòng)初速度至停車所完成的單位襯片面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量，其公式：（2-8）式中：-汽車總質(zhì)量；kg-車輪制動(dòng)器各制動(dòng)襯片的總摩擦面積；-最高制動(dòng)初速度；m/s -許用比滑磨功，轎車取1000J/1500J/。把=1550kg，=75

10、2cm，代入公式（2-8）得 L =1497J/1000J/1500J/故符合要求。2.5駐車計(jì)算1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角根據(jù)公式（2-9）式中：-車輪與路面摩擦系數(shù)；-汽車質(zhì)心至前軸間距離；m-軸距;m-汽車質(zhì)心高度；m把=0.7，=1.69m，L=2.6m,=0.7m 代入公式（2-9）得最大停駐坡的高度應(yīng)不小于16%20%，故符合要求。2）汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角根據(jù)公式（2-10）式中：-車輪與路面摩擦系數(shù)；-汽車質(zhì)心至前軸間距離；m-軸距；m-汽車質(zhì)心高度；m把=0.7，=1.69m，L=2.6m,=0.7m 代入公式（2-10）得=38最大停駐坡的高度應(yīng)不小于16%

11、20%，故符合要求。第3章 鼓式制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1制動(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·cm20 N·cm；對(duì)貨車為30 N·cm40 N·cm?？蛙囈笃渲苿?dòng)鼓工作表面的圓度和同軸度公差0.03mm，徑向跳動(dòng)量0O 5mm，靜不平衡度15N.cm。制動(dòng)鼓壁厚的選取主要是從其

12、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ll mm增至20 mm時(shí)，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7mm12mm；中、重型載貨汽車為13mm18mm。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HT20-40。制動(dòng)鼓如圖3-1所示。圖3-1 制動(dòng)鼓3.2制動(dòng)蹄制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車的約為3mm5mm；貨車的約為5mm8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多為45mm5mm；貨車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動(dòng)蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。本次制動(dòng)蹄采用的材料

13、為HT200。制動(dòng)蹄如圖3-2所示。圖3-2制動(dòng)蹄3.3制動(dòng)底板制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制功底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均只有凹凸起伏的形狀。重型汽車則采用可聯(lián)鑄鐵KTH37012的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。本次設(shè)計(jì)采用45號(hào)鋼。制動(dòng)底板如圖3-3所示。圖3-3制動(dòng)底板3.4支承二自由度制動(dòng)篩的支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支承銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)。例如采用偏

14、心支承銷或偏心輪。支承銷由45號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵(KTH37012)或球墨鑄鐵(QT40018)件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長支承銷的支承能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)蹄腹板張開端插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。3.5制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸簡(jiǎn)為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造。活塞外端壓有鋼制的開槽

15、頂塊，以支承插人槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)路式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。本次設(shè)計(jì)采用的是HT250。3.6摩擦材料各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5，少數(shù)可達(dá)0.7。設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器時(shí)一般取0.30.35。選用摩擦材料時(shí)應(yīng)注意，一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。取摩擦系數(shù)為0.3。3.7制動(dòng)器間隙一般，鼓式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為0.20.5mm；盤式制動(dòng)器的為0.10.3mm。此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失，因而間隙量應(yīng)盡量小。

16、考慮到在制動(dòng)過程中摩擦副可能產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形，因此制動(dòng)器在冷卻狀態(tài)下應(yīng)有的間隙應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。另外，制動(dòng)器在工作過程中會(huì)因?yàn)槟Σ烈r片(襯塊)的磨損而加大，因此制動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。取間隙為0.5mm。第4章 鼓式制動(dòng)器的三維建模鼓式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)由pro-e軟件建成的模型如圖4-1所示，二維圖詳見圖號(hào)gszdq。圖4-1鼓式制動(dòng)器第5章 結(jié)論在本次課程設(shè)計(jì)中我首先查閱了大量鼓式制動(dòng)器的資料，比較分析了市面上幾種不同的鼓式制動(dòng)器，完成了鼓式制動(dòng)器的總體設(shè)計(jì)方案。通過兩天的時(shí)間完成鼓式制動(dòng)器的基本參數(shù)的選擇、設(shè)計(jì)、計(jì)算；接著通過畫草圖完成鼓式制動(dòng)器的初步總布置設(shè)計(jì)；然后用一周的時(shí)間完

17、成了鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)鼓、制動(dòng)底板、制動(dòng)蹄等零部件的建模，最終裝配成功得到三維實(shí)體數(shù)據(jù)模型；最后使用CAXA軟件制作了鼓式制動(dòng)器的總布置設(shè)計(jì)工程圖并撰寫了鼓式制動(dòng)器總布置設(shè)計(jì)說明書。此次課程設(shè)計(jì)可以說在某種程度上是一種嘗試，通過查閱大量的有關(guān)汽車制動(dòng)系統(tǒng)資料后，使我學(xué)到了很多先進(jìn)的制動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，還提高了對(duì)三維建模軟件的熟悉程度，學(xué)到了一些新的有關(guān)建模和裝配的技巧。這對(duì)我接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了十分重要的作用，當(dāng)然，此次設(shè)計(jì)并不能稱得上是最完美的作品，但至少能在某種程度上緩解或克服汽車制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的一些問題。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)情況的一次檢驗(yàn)，使我受益匪淺。參考文獻(xiàn)1 劉惟信

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