畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車用液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)

1、汽車用液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)摘 要汽車液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸它是兩個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)生液壓的油腔，制動(dòng)主缸的作用是產(chǎn)生制動(dòng)液壓。液壓制動(dòng)裝置是利用特制的油液，將駕駛員施加到制動(dòng)踏板上的制動(dòng)傳到車輪制動(dòng)器上，產(chǎn)生制動(dòng)作用。液壓制動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)滯后時(shí)間短，制動(dòng)穩(wěn)定性好，能適應(yīng)多種制動(dòng)器，故多在中、小型汽車上廣泛使用。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了汽車液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)。液壓缸的設(shè)計(jì)包括了系統(tǒng)工作壓力確實(shí)定、液壓缸活塞直徑確實(shí)定和活塞桿直徑確實(shí)定、液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算、缸蓋厚度確實(shí)定、缸體長度確實(shí)定以及活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算。關(guān)鍵詞 制動(dòng)主缸/缸蓋/活塞桿 AUTOMOBILE HYDRAULIC SERIES

2、 DOUBLE CAVITY BRAKING MAIN CYLINDER DESIGNABSTRACTVehicle hydraulic brake master cylinder dual-chamber series is the generation of two independent hydraulic oil chamber, brake master cylinder which generates the hydraulic brake. Hydraulic brake system is the use of special oil, the driver applied t

3、he brake to the brake pedal wheel brakes on the spread, resulting in brake. Simple hydraulic brake, brake lag time is short, braking stability, can adapt to a variety of brakes, it is more in the medium and small cars are widely used.This design introduces a vehicle hydraulic brake master cylinder s

4、eries dual-chamber design. Hydraulic cylinder design includes the determination of the system working pressure, the diameter of the hydraulic cylinder piston rod diameter to identify and determine the hydraulic cylinder wall thickness and diameter of the calculation, to determine the thickness of cy

5、linder head, cylinder and piston rod to determine the length of stability of checking.Key words Braking main cylinder , Cylinder cover, Piston rod1 汽車液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的概述通過畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅可以穩(wěn)固專業(yè)知識(shí)，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的根底，而且還可以培養(yǎng)和熟練使用資料，運(yùn)用工具書的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我們較系統(tǒng)地了解了液壓缸的工作原理及根底知識(shí)，努力做到理論聯(lián)系實(shí)際，使所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，條理化，使我們很好地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。1.1 論文選題的背景概

6、述及研究意義汽車已經(jīng)逐漸進(jìn)入人們的生活成為必不成少的交通工具,其平安性能也倍受關(guān)注1,尤其在緊急情況時(shí)其制動(dòng)系統(tǒng)性能,結(jié)合機(jī)械制造設(shè)計(jì)與其自動(dòng)化的專業(yè)特點(diǎn),我選擇設(shè)計(jì)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)總成(將制動(dòng)踏板機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能),作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。研究汽車2用液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸設(shè)計(jì)的意義，在于隨著著社會(huì)的開展，人們用汽車的人越來越多，交通的堵塞，這時(shí)就要用到剎車制動(dòng)系統(tǒng)，而我研究的汽車用液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸設(shè)計(jì)3在剎車制動(dòng)系統(tǒng)中的重要性不言自明；研究串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸設(shè)計(jì)，使汽車的剎車系統(tǒng)更好，從而提高汽車的平安系數(shù)，提高駕駛員的性命平安系數(shù)。1.2 液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的結(jié)構(gòu) 雙腔液壓制動(dòng)主缸，如

7、圖1-1所示，它包括4缸體，缸體里設(shè)有前后兩個(gè)主缸，每個(gè)主缸中設(shè)有油腔和活塞，以及與儲(chǔ)油箱連通的補(bǔ)償孔和與活塞配套使用的密封圈。其中后主缸的油腔里還設(shè)有一個(gè)與后輪缸連通的油孔和回位彈簧，其特征是在前、后主缸之間還設(shè)有一個(gè)增壓缸，該增壓缸包括增壓油腔和增壓活塞，增壓油腔與前油腔之間設(shè)有回油孔和限壓油路，增壓油腔里還設(shè)有一個(gè)與前輪缸連通的油孔和回位彈簧，前油腔里設(shè)有泄壓油路。圖1-1 雙腔液壓制動(dòng)主缸需要提出的是，補(bǔ)償孔和活塞皮碗的相對(duì)位置直關(guān)重要，相距過遠(yuǎn)油壓建立過晚；相距過近易遮堵補(bǔ)償孔。如液壓系統(tǒng)漏油，以及溫度變化，引起輪缸、管路、主缸中油壓欠缺或膨脹時(shí)，都可以通過補(bǔ)償孔來調(diào)節(jié)。 液壓串聯(lián)雙

8、腔制動(dòng)主缸的工作原理雙腔制動(dòng)主缸多為串聯(lián)式，利用液壓聯(lián)動(dòng)。在一個(gè)缸體，裝入兩個(gè)活塞，形成兩個(gè)彼此獨(dú)立的壓力室，分別和各自的控制管路連接。每個(gè)管路分別有單獨(dú)的儲(chǔ)油室，以免一管路漏油，影響另一管路正常的工作,制動(dòng)主缸的作用是產(chǎn)生制動(dòng)液壓。它有2個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)生液壓的油腔，因此稱為雙腔制動(dòng)主缸。制動(dòng)主缸通過螺栓安裝在助力器上。在缸體內(nèi)裝有前后2個(gè)活塞，分別有2個(gè)回位彈簧使其回位。前活塞彈簧彈力稍大于后彈簧彈力，以保證前活塞不制動(dòng)時(shí)，使其有正確的位置。 圖2-1 制動(dòng)主缸的工作位置正常制動(dòng)時(shí)：推桿推動(dòng)后活塞左移，在其皮圈遮蓋住補(bǔ)償孔之后，后壓力室即建立液壓。油液一方面經(jīng)出油閥流入后制動(dòng)管路，又推動(dòng)前活塞左

9、移，前壓力室也產(chǎn)生液壓，推動(dòng)前出油閥流入前制動(dòng)管路，于是兩制動(dòng)管路在等壓下對(duì)汽車制動(dòng)5。 假設(shè)前橋管路損壞漏油時(shí)：只能使后腔壓力室建立一定液壓，而前腔壓力室無液壓。此時(shí)，在液壓差的作用下，前活塞被迅速地推到底，接觸到前堵墻為止。后壓力室中的液壓方能升高到所需要的數(shù)值。 假設(shè)后橋制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)：后活塞前移，后壓力室不能建立油壓，不能推動(dòng)前活塞。但在后活塞的頂桿觸到前活塞時(shí)，推桿的作用力便推動(dòng)前活塞，使前壓力室油壓升高而制動(dòng)?？梢?，雙管路液壓制動(dòng)系統(tǒng)中任何一套管路漏油時(shí)，另一套管路仍能工作，只是所需的踏板行程加大了，制動(dòng)效能降低了?；钊谕茥U的反復(fù)作用下動(dòng)作靈活，每次皆能在各自的排液孔排出制動(dòng)

10、液，一腔失效后，另一腔仍能建立最高壓力6。1.4 制動(dòng)主缸設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 要求制訂零件全部的工藝文件。 2 設(shè)計(jì)組成總成的所有零件。 3 完成總成的裝配方案。 4 書寫設(shè)計(jì)說明書。 缸蓋材料的選擇串聯(lián)液壓雙腔制動(dòng)主缸的缸蓋可以選擇用35鋼、45鋼、鍛鋼或ZG35、ZG45或HT200、HT300、HT350鑄鐵等材料。當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時(shí)，缸蓋最好選用鑄鐵。同時(shí)、應(yīng)在導(dǎo)向外表上熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。對(duì)缸筒的要求有：有足夠的強(qiáng)度，能長期承受最高的工作壓力及短期動(dòng)態(tài)試驗(yàn)壓力而不至于產(chǎn)生永久變形；有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不至于產(chǎn)生彎曲；內(nèi)外表在活塞密封件及導(dǎo)向

11、環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性7。 因此缸蓋選用45鋼。 1.5.2 缸筒材料的選擇材料要求：串聯(lián)液壓雙腔制動(dòng)主缸缸筒一般要求具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性、對(duì)焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能。可選材料種類：根據(jù)串聯(lián)液壓雙腔制動(dòng)主缸的參數(shù)用途和毛坯的來源，可選用的材料為20鋼、30鋼和45鋼以及25CRMO,38CRMOAL等，但不能調(diào)質(zhì)處理，應(yīng)用較少，對(duì)于工作溫度低于-50度的串聯(lián)液壓雙腔制動(dòng)主缸，那么必須采用35鋼、45鋼且要調(diào)質(zhì)處理。當(dāng)缸筒與缸蓋,管接頭與耳軸等件需焊接時(shí),那么應(yīng)采用焊接性能較好的35鋼,粗加工后調(diào)質(zhì),一般情況下均采用45

12、鋼,并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241-285HB。.因此缸筒選用45鋼。2 液壓串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的主要尺寸確實(shí)定 制動(dòng)主缸缸筒內(nèi)徑確實(shí)定根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)8:主缸內(nèi)孔直徑30mm,制動(dòng)主缸的內(nèi)徑確實(shí)定需要查表2-1所示。表2-1 液壓內(nèi)徑尺寸系列81012162025324050638090100110125140160180200220數(shù)據(jù)來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.液壓傳動(dòng)? 因此確定制動(dòng)主缸內(nèi)徑的尺寸為32 mm。 制動(dòng)主缸缸筒壁厚確實(shí)定1 系統(tǒng)工作壓力確實(shí)定需根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)工作液壓，查表2-2所示。表2-2 液壓缸的公稱壓力系列數(shù)據(jù)來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.液壓傳動(dòng)?因此確定制

13、動(dòng)主缸的公稱壓力為。2缸筒壁厚的計(jì)算。查表8，當(dāng)時(shí)，缸筒壁厚按低等壁厚缸筒計(jì)算: 式中為實(shí)驗(yàn)壓力，為缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒的材料選用的是45鋼，它的許用應(yīng)力一般選。缸筒內(nèi)徑為32mm，缸筒壁厚決定缸筒外徑的尺寸，而缸筒外徑確實(shí)定需要查表2-2所示。表2-2 缸筒外徑的選擇產(chǎn)品系列額定壓力缸筒內(nèi)經(jīng)材料40506380100125140A型165060769512114616820205060769512114616845255060831021211521684532548310212715216845B型16507695121168194C型20152168D型255056708911213

14、915640505995118148166E型2550607810012515017035506283100125160178F型25577083102127150180數(shù)據(jù)來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.液壓傳動(dòng)?根據(jù)實(shí)際情況液壓系統(tǒng)的公稱壓力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于型的最低壓力16；因此選C型系列，缸筒外徑為45mm。3 缸筒壁厚的驗(yàn)算9。額定壓力應(yīng)低于一定極限值，以保證工作平安。 式中缸筒材料的屈服強(qiáng)度，缸筒內(nèi)徑，缸筒的外徑。查表8缸筒45鋼的屈服點(diǎn)的應(yīng)力320。 雙腔液壓串聯(lián)主缸的系統(tǒng)壓力，因此缸筒壁厚.缸筒外徑為45mm。缸筒主要尺寸圖2-2如下列圖所示。圖2-2 缸筒主要尺寸 制動(dòng)主缸活塞桿直

15、徑確實(shí)定1 活塞桿的結(jié)構(gòu)選擇為了連接的方便和活塞桿的導(dǎo)向的準(zhǔn)確性，活塞桿外端選擇大螺栓頭；活塞桿內(nèi)端選擇時(shí)結(jié)合活塞桿的結(jié)構(gòu)，活塞桿的內(nèi)端選擇大球頭連接。活塞桿結(jié)構(gòu)的選擇查表2-3所示。表2-3 活塞桿的結(jié)構(gòu) 桿體實(shí)心桿一般情況多用空心桿多在以下情況采用缸筒運(yùn)動(dòng)的液壓缸，用來導(dǎo)通油路大型液壓缸的活塞桿，為了減輕重量3.為了增加活塞桿的抗彎能力比值較大或桿心需裝有如位置傳感器機(jī)構(gòu)的情況桿內(nèi)端活塞桿的外端頭部與載荷的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，為了防止活塞桿在工作中產(chǎn)生偏心承載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效果，應(yīng)根據(jù)載荷的具體情況選擇適當(dāng)?shù)臈U頭連接型式。桿外端小螺栓頭 大螺栓頭 螺紋孔小球頭 大球頭 軸

16、銷 光桿耳環(huán)資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.液壓傳動(dòng)?2 活塞桿的材料和技術(shù)要求 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，一般采用H8/h7配合10。太緊了，摩擦力，太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度和圓柱度公差不大于公差的一半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于14，可保證活塞桿11外圓與活塞外圓的同軸度，防止活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。活塞桿的材料和技術(shù)要求查表2-4所示。表2-4 活塞桿的材料和技術(shù)要求材料選擇一般用中碳鋼調(diào)質(zhì)處理；對(duì)只承受推力的單作用活塞桿和柱塞，不必進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。對(duì)活塞桿通常要求淬火，淬火深度一般為，或活塞桿直徑每毫米深。常用材料力學(xué)性能材料熱處理外表處理

17、3552031015調(diào)質(zhì)鍍鉻20-30um4560034013調(diào)質(zhì)35CrMo100085012調(diào)質(zhì)1Cr18Ni952020545淬火資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.液壓傳動(dòng)?活塞桿直徑8： 式中往復(fù)速度比的選取應(yīng)根據(jù)表2-5所示。表2-5 往復(fù)速度比工作壓力/ 速度比 資料來源：2006年?液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M?活塞桿外徑確實(shí)定需根據(jù)表2-6液壓缸活塞桿外徑尺寸系列。表2-6 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列418451102805205012532062256140360825631601028701801232802001436902201640100250資料來源：2006年?液壓氣

18、動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M?因此活塞桿直徑為8mm?；钊麠U螺紋尺寸系列確實(shí)定需要查表2-7所示。表2-7 活塞桿螺紋尺寸系列螺紋直徑與螺距螺紋長度L短型長型1422162418282232253628403044資料來源：2006年?液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M?因此根據(jù)活塞桿的設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，桿體選實(shí)體，桿外端選擇大螺栓頭,螺紋選 ，螺紋長度短型14mm。整個(gè)活塞桿的主要尺寸如圖2-3所示：圖2-3 活塞桿2.4 制動(dòng)主缸缸蓋的壁厚確實(shí)定缸筒和缸蓋的連接通常根據(jù)缸筒與缸蓋的連接型式選用，而連接型式又取決于額定壓力、用途和使用環(huán)境等因素12。缸筒和缸蓋的連接型式需查表2-8。表2-8 缸筒和缸蓋的連接型式連接

19、型式優(yōu)缺點(diǎn)法蘭連接優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工，易裝卸缺點(diǎn)：重量比螺紋連接的大，但比拉桿連接的小。外、內(nèi)螺紋連接優(yōu)點(diǎn)：重量較輕，外徑較?。蝗秉c(diǎn)：端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜；裝卸時(shí)要用專門的工具；擰端部時(shí)，有可能把密封圈擰扭。焊接優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小；缺點(diǎn)：缸體有可能變形。拉桿連接優(yōu)點(diǎn)：缸體最易加工；最易裝卸；結(jié)構(gòu)通用性大；缺點(diǎn)：重量較重，外形尺寸較大。內(nèi)半環(huán)連接優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。缺點(diǎn)：安裝時(shí)，端部進(jìn)入缸體較深，密封圈可能被進(jìn)油孔邊緣檫傷。 資料來源：2006年?液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M? 根據(jù)液壓雙腔液壓串聯(lián)制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，沒有底蓋和安裝的位置，選法蘭連接較好。缸筒頭部法蘭厚度一般可以按強(qiáng)度要求進(jìn)行近似

20、計(jì)算，計(jì)算公式如下8： 式中r為法蘭的半徑，F(xiàn)法蘭在缸筒內(nèi)最大的內(nèi)壓力，為缸蓋的許用應(yīng)力,b是法蘭孔離壁的距離。結(jié)合缸筒的厚度和缸蓋的計(jì)算厚度，因此缸蓋的厚度選12mm。缸筒和缸蓋的螺紋連接尺寸的大小查表9，因此選用缸筒和缸蓋的螺紋連接的CD250系列的尺寸。根據(jù)CD250系列查表得出相關(guān)尺寸。缸蓋的主要尺寸如圖2-4所示。圖2-4 缸蓋2.5 制動(dòng)主缸缸筒內(nèi)彈簧的設(shè)計(jì)1 彈簧材料的選用：選擇彈簧材料的主要依據(jù)彈簧的工作條件，彈簧承受的載荷類型，是否受沖擊以及材料的許用應(yīng)力等因素確定，同時(shí)也應(yīng)考慮彈簧的制造工藝性13。彈簧材料的選用需要查表2-9所示。表2-9 彈簧常用材料表 材料名稱代號(hào)直徑

21、規(guī)格切變模數(shù)彈性模數(shù)推薦溫度范圍性能碳素彈簧鋼絲GB/T435770、72A、72A、72B、82A、82BC級(jí)79206強(qiáng)度高，性能好，C級(jí)用于中等應(yīng)力彈簧彈簧用不銹鋼YBT11A組1Cr18Ni9、0Cr18Ni10B組1Cr18Ni9、0Cr18Ni10C組0Cr17Ni8ALA組B組C組71193-耐腐蝕、耐高溫、低溫、用于腐蝕或高、低溫工作條件下的小彈簧。閥門用Cr、VA彈簧鋼絲，YB/T513650crVA79206高溫時(shí)性能穩(wěn)定，用于較高工作下的高應(yīng)力彈簧資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 彈簧? 根據(jù)技術(shù)要求，因此可得出彈簧選用的材料是72A。(2) 彈簧的類型確實(shí)定彈簧類

22、型確實(shí)定需要查表2-10所示。表2-10 彈簧類型類型性能和應(yīng)用圓柱螺旋彈簧圓形截面柱螺旋壓縮彈簧性能與應(yīng)用，特性線呈線性，剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用較廣，在機(jī)械設(shè)備中多用作緩沖，減振以及儲(chǔ)藏和控制運(yùn)動(dòng)等。圓柱螺旋彈簧矩形截面柱螺旋壓縮彈簧在同樣的空間條件下，矩形的比圓柱形螺旋壓縮彈簧剛性大，吸收能量多，特性線更接近于直線，剛度更接近于常數(shù)。扁形截面柱螺旋壓縮彈簧與圓形圓柱螺旋壓縮彈簧比擬，儲(chǔ)存能量大，壓并高度低，壓縮量大。因此被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、等安裝空間比擬小的裝置上。不等節(jié)距圓柱螺旋壓縮彈簧當(dāng)載荷到達(dá)一定程度后，隨著彈簧載荷的增加，彈簧從小節(jié)矩開始依次逐漸并緊，剛度逐漸增

23、加。資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 彈簧?因此由以上性能和應(yīng)用可選用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧，特性線呈線性，剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用較廣?？芍?彈簧選擇的是圓柱形壓縮彈簧15。(3) 確定需要通過計(jì)算材料直徑15： 式中為材料許用應(yīng)力，一般選，假定選6，為系統(tǒng)壓力，。 材料直徑的選取查表9，材料直徑選和彈簧中徑選取22mm。4 彈簧有效圈數(shù)確實(shí)定計(jì)算公式計(jì)算有效圈數(shù)如下15： 式中：為材料直徑長度； 15為系統(tǒng)壓力；為彈簧中徑；G為常溫下切變量，查表9得圓柱形壓縮彈簧72A的G=79圓柱形壓縮彈簧的總?cè)?shù)n查表2-11所示。 表2-11 按結(jié)構(gòu)型式選取端部并緊磨平支承圈為1圈

24、一般用于總?cè)?shù)自由高度h壓并高度h1n+1.5d端部不并緊不磨平端部并緊不磨平支承圈為1圈資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 彈簧?因此總?cè)?shù)有效圈數(shù)為圈。要得到標(biāo)準(zhǔn)的圈數(shù)必須查表2-12所示表2-12 有效圈數(shù)n23456789101112131415資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 彈簧?因此有效圈數(shù)為圈。自由高度的計(jì)算H查表15，得公式；要想計(jì)算出自由高度需要計(jì)算節(jié)距t，查表得螺旋角：。對(duì)于壓縮彈簧一般選，螺旋角選，計(jì)算出，得出自由高度，收縮高度為。為了得到標(biāo)準(zhǔn)的自由高度查表2-13所示。表2-13 標(biāo)準(zhǔn)的自由高度30323538404245485052555860707580

25、859095100資料來源：2021年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 彈簧?因此彈簧的自由高度為85mm，其彈簧選擇為冷卷圓柱形螺旋壓縮彈簧，材料為72A，自由長度。由于是兩個(gè)分開的彈簧，所以每個(gè)彈簧的自由高度為42mm根據(jù)上表可知彈簧中徑為22mm。2.6 活塞的主要尺寸確實(shí)定由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動(dòng)配合外表，間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就

26、是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)密封裝置形式。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。整體活塞在活塞圓周上開溝槽，安置密封圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但給活塞的加工帶來困難，密封圈安裝時(shí)也容易拉傷和扭曲。組合活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要由密封形式?jīng)Q定。組合活塞大多數(shù)可以屢次裝卸，密封使用壽命長。1 活塞尺寸及加工公差活塞寬度一般為活塞外徑的倍，也要根據(jù)密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽尺寸確定；有時(shí)可以結(jié)合中隔圈的布置確定活塞寬度。活塞外徑的配合一般采用f9，外徑對(duì)內(nèi)徑的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于，外外表的圓度和圓柱度公差一般不大于外徑公差的，外表粗糙度視結(jié)構(gòu)型式不同而異。2 活塞材料的選用 無導(dǎo)

27、向環(huán)活塞;高強(qiáng)度鑄鐵或球墨鑄鐵；有導(dǎo)向環(huán)活塞：優(yōu)質(zhì)碳素鋼20、35及45。有的在外徑套尼龍或聚四氟乙烯+玻璃纖維材料制成的支承環(huán)，裝配式活塞外可用錫青銅，還有用鋁合金作為活塞材料的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是無導(dǎo)向環(huán)的，因此選用。前活塞的設(shè)計(jì)尺寸為：寬度10mm，長度為31.5mm；由于活塞左右都是中徑22mm的彈簧，所以選擇的前活塞結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖2-6 前活塞后活塞的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到它所在的位置，要考慮彈簧、活塞、活塞桿之間的連接問題如圖2-7所示。圖2-7 后活塞2.7 制動(dòng)主缸缸筒長度確實(shí)定制動(dòng)主缸缸筒長度的計(jì)算公式如下9： 式中為活塞的最大工作行程，為活塞寬度，為活塞桿密封長度，由密封方式定

28、；為其它長度，一般缸筒的長度最好不超過內(nèi)徑的20倍。由于液壓缸活塞行程應(yīng)等于彈簧的自由長度，因此液壓缸長度確定為103mm。2.8 制動(dòng)主缸油口尺寸確實(shí)定液壓缸的油口包括油口孔和連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油口孔直徑，應(yīng)根據(jù)活塞最大運(yùn)動(dòng)速度和油口最高液流速度確定。式中:-液壓缸內(nèi)徑；-液壓缸最大輸出速度m/min，根據(jù)實(shí)際情況取； -油口液流速度m/min,一般不大于5m/min,根據(jù)實(shí)際情況取。因此，油口直徑為5mm。液壓制動(dòng)缸油口的連接螺紋尺寸應(yīng)符合表2-14規(guī)定。表2-14 液壓缸油口連接螺紋M8x1M10 x1M33x2M42x2M50 x2M60 x2資料來源：2021年?機(jī)

29、械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 液壓傳動(dòng)? 因此由表可選油口的連接螺紋為。2.9 制動(dòng)主缸的密封的設(shè)計(jì)串聯(lián)液壓雙腔制動(dòng)主缸的密封設(shè)計(jì)液壓主缸要求低摩擦、無外漏、無爬行、無滯涉、高響應(yīng)、長壽命，要滿足靜態(tài)精度、動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求，所以它的密封與支承導(dǎo)向的設(shè)計(jì)極為重要，不能簡(jiǎn)單的選用普通液壓缸的密封和支承導(dǎo)向。因此設(shè)計(jì)密封時(shí)應(yīng)考慮的因素：1 用于微速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合時(shí)，不得有爬行、粘著、滯涉現(xiàn)象。2 工作在高頻振動(dòng)的場(chǎng)合時(shí)，密封摩擦力應(yīng)該很小且為恒值，要低摩擦，長壽命。3 工作在高溫的場(chǎng)合時(shí)，其密封件的材料要有長期的耐高溫的特點(diǎn)。4工作介質(zhì)為磷酸酯或抗燃油的，不能用礦物油的密封材料、要考慮他們的相容性。5 制動(dòng)主缸的密封設(shè)

30、計(jì)不能單獨(dú)進(jìn)行，要和支承導(dǎo)向設(shè)計(jì)統(tǒng)一進(jìn)行統(tǒng)籌安排。 查表16，選整體活塞中的形密封圈密封?；钊c活塞桿的連接型式，活塞與活塞桿的連接有多種型式，所有的型式均需要有鎖緊措施，一方工作時(shí)由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而松動(dòng)。同時(shí)在活塞與活塞桿之間需設(shè)置靜密封16。表2-15 活塞和活塞桿的密封名稱密封部位密封功能直徑范圍/mm壓力/溫度/速度特點(diǎn)非金屬型密封圈加擋圈活塞、活塞桿單作用形圈加擋圈，一方形圈被擠入間隙中，密封性能好，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。根據(jù)選擇不同的密封材料，可在得溫度范圍使用，密封壓力可達(dá)100。主要用于汽缸、油缸的缸體密封。雙作用密封圈加弧形擋圈活塞桿單作用6185有單唇和雙唇兩種截面形式，

31、材料為聚氨酸。雙唇間形成的油膜，降低摩擦力及提高耐磨性型特康斯特封活塞、活塞桿單作用82500以形密封圈為彈性元件，另加特康斯特封組成單作用密封圈摩擦力小，無爬行，啟動(dòng)力小以及耐磨性好。型特康格來圈活塞、活塞桿雙作用82500格來圈截面形狀改善了泄漏控制且具有更好的抗擠出性，摩擦力小，無爬行，啟動(dòng)力小以及耐磨性好。數(shù)據(jù)來源：2003年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.潤滑與密封?根據(jù)所給的溫度-4070的溫度范圍，還有密封性能，使用壽命，壓力大小，往復(fù)循環(huán)速度，經(jīng)濟(jì)性，使用性等綜合考慮，因此選用型密封圈加擋圈最正確。形密封圈安裝方便,價(jià)格廉價(jià),可在40120的溫度范圍內(nèi)工作.密封性能好,摩擦系數(shù)小,安裝空間小

32、。形環(huán)裝入密封溝槽后，其截面一般受到的壓縮變形。在介質(zhì)壓力作用下，移至溝槽的一邊，密封需密封的間隙，到達(dá)密封的目的。液壓用形橡膠密封圈尺寸及公差需要查表2-16所示。表2-16 密封圈尺寸及公差形橡膠密封圈內(nèi)徑公差截面直徑 數(shù)據(jù)來源：2003年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.潤滑與密封? 因此根據(jù)上表形圈的內(nèi)徑，O形圈的厚度。形密封圈得材料選用，需要查表2-17所示。表2-17 密封圈常用材料及使用范圍種類丁晴橡膠乙丙橡膠氟橡膠硅橡膠代號(hào)pEVS工作溫度主要特點(diǎn)耐油耐放射性、耐堿耐油、耐熱、耐腐蝕耐寒、耐熱 數(shù)據(jù)來源：2003年?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.潤滑與密封? 根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)中的溫度范圍和主要特點(diǎn)形材料選

33、用硅橡膠。2.10 制動(dòng)主缸的排氣裝置的設(shè)計(jì)汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)防氣阻的原因是多方面的，最直接的原因是由于制動(dòng)液的高溫引起的。當(dāng)車輛在長坡道上空擋滑行，在多彎道上左轉(zhuǎn)右拐，在復(fù)雜路上行駛與路況較好時(shí)高速行駛，駕駛員都要頻繁地使用制動(dòng)來控制車速。當(dāng)制動(dòng)液連續(xù)受壓時(shí)，溫度上升很快，液體受熱易產(chǎn)生蒸汽。在快速制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)液流速很大，溶解與其中的蒸汽便會(huì)游離出來，形成氣泡，在制動(dòng)液中形成了 空穴，進(jìn)而產(chǎn)生氣壓，并隨液體的溫度升高而升高，以致高于管外大氣壓，造成油流不暢，使制動(dòng)性能下降。特別是在炎熱的夏季，或在高原山區(qū)行車，都會(huì)因?yàn)橹苿?dòng)液在高溫下工作而產(chǎn)生氣阻。另外，有些駕駛員為圖方便，用機(jī)油或普通液壓油代

34、替制動(dòng)液，這些油的抗氣阻性能差，加之使用時(shí)未注意其清潔度，因而更增加了引起氣阻的可能性17。 2.10.1 預(yù)防氣阻的措施采用必要的隔熱裝置或增加與熱源的距離；盛夏季節(jié)長時(shí)間行車時(shí)，可在制動(dòng)總泵上包以濕布；要防止高速行車和頻繁使用制動(dòng)；要定期檢查更換制動(dòng)液；盡可能使用抗其阻性能好的制動(dòng)液。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。對(duì)于要求不高的液壓缸，往往不設(shè)計(jì)專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒的兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液往油箱，再從油箱蓋出，對(duì)于速度穩(wěn)定性要求，較高的液壓缸和大型液壓缸

35、，常在液壓缸的最高處設(shè)置18。當(dāng)松開排氣塞或鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后，擰緊螺釘，液壓缸便可正常工作。2.11 制動(dòng)主缸工作介質(zhì)的選擇 液壓系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)的主要性能要求需要查表2-18所示。 表2-18 液壓系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)的主要性能要求性能要求說明適宜的黏度，黏度溫度特別好黏度確定的主要依據(jù)是液壓系統(tǒng)中工作條件最為惡劣的液壓泵等元件的類型、工作壓力、使用溫度及環(huán)境溫度等。假設(shè)工作介質(zhì)的黏度太大，液壓泵的吸油狀況惡化，容易產(chǎn)生氣穴和汽蝕現(xiàn)象，使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難，系統(tǒng)的壓力損失大，效率降低；假設(shè)黏度太小，那么系統(tǒng)泄漏太多，容積損失增加，系統(tǒng)效率降低，并使系系統(tǒng)的

36、剛性變差。為了使液壓系統(tǒng)穩(wěn)定和正常的工作，要求工作介質(zhì)的黏度隨溫度的變化要小，即黏度-溫度特性好。潤滑性和抗磨性良好工作介質(zhì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的各運(yùn)動(dòng)部件起潤滑作用，以降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長時(shí)間的正常工作。所以，要求液壓工作介質(zhì)具有良好的潤滑性和抗磨性。防腐性和抗腐蝕性好液壓系統(tǒng)中金屬零件長期與工作介質(zhì)接觸，其外表在溶解于介質(zhì)中的水分和空氣的作用下會(huì)發(fā)生腐蝕，使精度和外表質(zhì)量受到破壞。腐蝕顆粒在系統(tǒng)中循環(huán)，還會(huì)引起元件加速磨損和系統(tǒng)故障。對(duì)密封材料的相容性工作介質(zhì)必須同元件上的密封材料相容，不得引起溶脹、軟化或硬化等尺寸及力學(xué)性能變化。否那么，密封會(huì)失效，產(chǎn)生泄漏，使系統(tǒng)壓力降低，工作不

37、能正常?？寡趸院霉ぷ鹘橘|(zhì)與空氣接觸會(huì)產(chǎn)生氧化變質(zhì)，高溫、高壓和某些物質(zhì)會(huì)加速氧化過程。氧化后介質(zhì)的酸值增加，腐蝕性增加，而且氧化生成的黏稠物會(huì)堵塞元件的小孔、縫隙、影響系統(tǒng)的正常工作。剪切安定性好工作介質(zhì)經(jīng)過、泵、閥和微孔元器件時(shí)要經(jīng)歷劇烈的剪切。這種機(jī)械作用會(huì)使介質(zhì)產(chǎn)生兩種形式的黏度變化，即在高速剪切下的暫時(shí)性黏度損失和聚合性增粘劑分子破壞后造成的永久性黏度下降。在高速、高壓時(shí)這種情況尤為嚴(yán)重?？谷榛院盟赡軓牟煌耐緩交烊牍ぷ鹘橘|(zhì)。含水的液壓油工作時(shí)受劇烈攪動(dòng)極易乳化，乳化使油液劣化變質(zhì)和生成沉淀物，阻礙冷卻器的導(dǎo)熱，阻滯管道和閥門，減低潤滑性及腐蝕金屬。清潔度高，可濾性好工作介質(zhì)中的

38、機(jī)械雜物會(huì)堵塞液壓元件通路，引起系統(tǒng)故障?？古菪曰烊牒腿苋牍ぷ鹘橘|(zhì)的空氣，常以氣泡和霧沫空氣兩種形式析出，幾起泡。起泡的介質(zhì)使系統(tǒng)壓力降低，潤滑條件惡化，動(dòng)作剛性降低，并引起系統(tǒng)產(chǎn)生異常噪聲、振動(dòng)、和氣泡。其他要求在工作壓力下，具有充分的不可壓縮性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，低溫流動(dòng)性，抗燃性、以及無毒性、無臭味、熱導(dǎo)率和比熱容要大。資料來源；2006年?液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M.?由此可見液壓油介質(zhì)的選擇要考慮液壓系統(tǒng)的環(huán)境條件，工作條件、工作液體的質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、抗泡性、清潔度高，可濾性好、抗乳化性好、剪切安定性好、對(duì)密封材料的相容性等等。液壓油的選擇需要查表2-19所示。 表2-19 根據(jù)工作環(huán)境和使用工況選擇液壓油的品種環(huán)境工況壓力7以下，溫度壓力、溫度以下壓力以下，溫度壓力以下，溫度以下室內(nèi)固定液壓設(shè)備HLHLHMHMHM寒天寒區(qū)或嚴(yán)寒區(qū)HRHVHSHVHSHVHS地下水上HLHLHMHMHM高溫?zé)嵩疵骰鸶浇麳FAEHFASHFBHFCHFDRHFDR資料來源；2006年?液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)M.?由于課題所給的技術(shù)參數(shù)的溫度范圍是、工作環(huán)境、壓力大小和綜合考慮19，因此選擇HL。3 結(jié) 束 語在設(shè)計(jì)過程中，得到了指導(dǎo)老師的精心指點(diǎn)。由于時(shí)間較緊，任務(wù)重、經(jīng)驗(yàn)缺乏，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，希望老師們能給以批評(píng)指正，在設(shè)計(jì)過程中前期通過查資料和相關(guān)文獻(xiàn)，了解汽車制動(dòng)系