輕型貨車鼓式制動器設(shè)計

百度文庫-讓每個人平等地提升自我 輕型貨車鼓式制動器設(shè)計摘要汽車是現(xiàn)代人們生活中重要的交通工具其是由多個系統(tǒng)組成的，制動系統(tǒng)就是其中一個重要的組成部份。它既要使行駛中的汽車減速，又要保證車輛能穩(wěn)定的停駐在原地不動。因此，汽車制動系對于汽車的安全行駛起著舉足輕重的作用。在本次設(shè)計中，按照已有的CA1046車輛的數(shù)據(jù)對制動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。其中對制動系統(tǒng)的組成、制動系統(tǒng)主要部件的方案論證、制動力矩的計算、鼓式制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計、制動器相關(guān)部件的校核、制動主缸和制動輪缸的直徑工作容積的計算、制動踏板力與踏板行程的計算等方面進(jìn)行了設(shè)計分析。設(shè)計所附的多張圖紙對設(shè)計的思想、制動系統(tǒng)的布置設(shè)計表達(dá)的超級清楚。希望在翻閱說明書的進(jìn)程中能夠結(jié)合圖紙，這樣就可以夠加倍有效的理解設(shè)計的思想和用意。關(guān)鍵詞：汽車；鼓式制動器；制動系統(tǒng);制動力矩;制動主缸全套CAD圖紙，加6ABSTRACTAutomobileistheimportanttransportationtoolsinthemodernlife.Itiscompositivebymanysystems.Themostimportantpartsarethebrakesystem.Thesystemmadetheautocarslowdownwhat’smoretheautomobileisstoppedbythebrakesystemplayanimportantpartinsecuritysteer.InthedesignwhichbasedonthedataofbrakesystemusedinCA1041.Decomposeofthebrakesystemisdesigned.AndthemainpieceappliedwithCA1041isdemonstrated.Thebrakingforceandtheparametersofdrumbrake’sconfigurationareincludedinthisdesignalso.What’smorethevalidatingofcorrelationpartsinthebrakesystemandthediameterofthemaincrockofbrakingandthecrockappliedinbrakewheelaredesigned.MeantimetheitsstrokevolumearereferredtoTheforceeffectedthefootplatewhenbrakingandthetraveloffootplateandsoonareanalyzed.Thedrawingsareverydetailtoexplaintheideasofdesignandthedispositionforthebrakesystem.Whenyouthumbtheannotationtextyoucancombinethedrawingswhichmadeyouunderstandtheideasandmeaninginthiswords:Automobile；Brakingsystem；Brakingtorque；Drumtypebrake；Brakethemastercylinder.第1章緒論制動系統(tǒng)緒論汽車制動系功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛至停車；在下坡行駛時，使汽車維持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車靠得住地停在原地或坡道上。汽車制動系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的靠得住性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高和車流密度的日趨增大，為了保證行車安全、停車靠得住，汽車制動系的工作靠得住性顯得日趨重要。也只有制動性良好、制動系工作靠得住性的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。汽車制動系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置。中興汽車或常常在山區(qū)行駛的汽車要增設(shè)應(yīng)急制動裝置及輔助制動裝置;牽引汽車還應(yīng)有自動制動裝置。行車制動裝置用于使行駛的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時維持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作的靠得住。駐車制動裝置用語汽車靠得住而無時間限制地停駐在必然位置乃至在斜坡上，它也有助于汽車在斜坡上起步。駐車制動裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動結(jié)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，以避免其產(chǎn)生故障。應(yīng)急制動裝置用于當(dāng)行車制動裝置意外發(fā)生故障而失效時，則可利用其機(jī)械力源（如強(qiáng)力緊縮彈簧）實現(xiàn)汽車制動。應(yīng)急制動裝置沒必如果獨(dú)立的制動系統(tǒng)，他可利用行車制動裝置或駐車制動裝置的某些制動器件。應(yīng)急制動裝置也不是每車必備的，因為普通的手力駐車制動器也可以起到應(yīng)急制動的作用。輔助制動裝置用在山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動機(jī)排氣制動或電渦流制動等的輔助制動裝置，可使汽車下坡長時間而持續(xù)地減低或維持穩(wěn)定車速，并減輕或解除行車制動器的負(fù)荷。通常，在總質(zhì)量5t的客車上和總質(zhì)量大于12t的載貨汽車上裝備這種輔助制動-減速裝置。任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部份組成。制動器有鼓式與盤式之分。行車制動是用腳踩制動踏板操縱車輪制動器來制動全數(shù)車輪；而駐車制動則多采用手制動操縱，且利用專設(shè)的中央制動器或利用車輪制動器進(jìn)行制動。利用車輪制動器時，絕大部份駐車制動器用來制動兩個后輪。行車制動和駐車制動這兩套裝置，必需具有獨(dú)立的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，而且每車必備。行車制動分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸、制動輪缸和管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有緊縮機(jī)、氣路管路、儲氣筒、控制閥和制動氣室等。以前，大多數(shù)汽車的駐車制動和應(yīng)急制動都采用中央制動器，其長處是制動位于主減速器之前的變速器的第二軸或傳動軸，所需的制動力距較小，容易適應(yīng)手操縱力小的特點(diǎn)。但在用作應(yīng)急制動時，則往往會是傳動軸超載?，F(xiàn)代汽車由于車速的提高，對應(yīng)急制動的靠得住性要求更嚴(yán)格，因此，在中、高級轎車和部份總質(zhì)量在l5t以下的載貨汽車上，多在后輪制動器上附加手操縱的機(jī)械式驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用，從而取消了中央制動器。重型載貨汽車由于采用氣壓制動，故多對后輪制動器另設(shè)獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動力源的應(yīng)急兼駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也再也不設(shè)置中央制動器。但也有一些重型汽車除采用上述辦法外，還保留了由氣壓驅(qū)動的中央制動器，以便提高制動系的靠得住性。汽車制動系應(yīng)知足如下要求：一、應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定各項性能指標(biāo)除應(yīng)知足設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對象所在國家和地域的法規(guī)和用戶要求。二、具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐車制動效能行車制動效能是由在必然的制動初速度下及最大踏板力下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定的。表國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對制動效能的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)名稱適用車型制動最大制動距制動初速度踏板力離減速度美聯(lián)邦汽車安氣壓制動32V全標(biāo)準(zhǔn)FMVSS汽車96V73121美聯(lián)邦汽車安液壓制動48V全標(biāo)準(zhǔn)FMVSS汽車96V105-75貨車：1總質(zhì)量V32歐洲經(jīng)濟(jì)委員總質(zhì)量707001v2＞會（ECE）和歐312t2115洲經(jīng)濟(jì)一路體507001（EEC）法規(guī)總質(zhì)量V3＞240700＞v2轎車與客車：500150座位數(shù)（包括80700司機(jī)）V860v2＞130座位數(shù)＞8和＞總質(zhì)量＞5t瑞典制動法總質(zhì)量Vt80500＞規(guī)總質(zhì)量〉t60700>平均減貨車和客車<700速度（持日本制動標(biāo)準(zhǔn)TA級<800續(xù)制動JASO6913-73TB級<900進(jìn)程TC級<900中）：TD級gggg表給出了歐、美、日等國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)對這兩項指標(biāo)的規(guī)定。綜合國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，可以以為：進(jìn)行制動效能實驗時的制動減速度j,對轎車應(yīng)為s2。制動初速度v80km/h；載貨汽車應(yīng)為22m/sm/s。制動初速度見表。相應(yīng)的最大制動距離ST:轎車為STv2150；載貨汽車為STv2115。式中第一項為反映距離，第二項為制動距離；ST的單位為m,v的單位為km/h。駐坡效能是以汽車在良好的路面上能靠得住而無時間限制地停駐的最大坡度來衡量的，一般應(yīng)大于25。3、工作靠得住為此，汽車至少應(yīng)有行車制動和駐車制動兩套制動系統(tǒng)，且它們的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)應(yīng)是各自獨(dú)立的，而行車制動裝置的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時，另一套應(yīng)保證汽車制動效能不低于正常值的30；駐車制動裝置應(yīng)采用工作靠得住的機(jī)械式制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。4、制動效能的熱穩(wěn)定性好汽車的高速制動、短時間的頻繁重復(fù)制動，尤其是下長坡時的持續(xù)制動，均會引發(fā)制動器的溫升過快，溫度太高。特別是下長坡時的頻繁制動，可使制動器摩擦副的溫度升高達(dá)到300°C400°C,有時乃至溫度高達(dá)700°C。此時，制動摩擦副的摩擦系數(shù)會急劇減小，使制動效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。制動器發(fā)生熱衰退后，通過散熱、降溫和必然次數(shù)的緩和利用，使摩擦表面取得磨合，其制動效能可從頭恢復(fù)，這稱為熱恢復(fù)。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是抗熱衰退的辦法。五、制動效能的水穩(wěn)定性好制動器摩擦表面浸水后，會因為水的潤滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在水后反復(fù)制動5?15次，即應(yīng)恢復(fù)其制動效能。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)避免泥沙、污物等進(jìn)入制動器摩擦副工作表面，不然會使制動效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了避免水和泥沙進(jìn)人而采用封鎖制動器的辦法。六、制動時的汽車操縱穩(wěn)定性好即以任何速度制動，汽車均不該失去操縱性和方向穩(wěn)定性。為此，汽車前、后輪制動器的制動力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤詈媚茈S各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而轉(zhuǎn)變；同一軸上左、右車輪制動器的制動力矩應(yīng)相同。不然當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時，將失去操縱性；后輪抱死而側(cè)滑甩尾，會失去方向穩(wěn)定性；當(dāng)左、右輪的制動力矩差值超過15時，會發(fā)生制動時汽車跑偏。7、制動踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)要求即操作方便性好，操縱輕便、舒適能減少疲勞。踏板行程：對貨車應(yīng)不大于170mm，其中考慮了摩擦襯片的允許磨損量。制動手柄行程應(yīng)不大于160mm?200mm。各國法規(guī)規(guī)定，貨車制動的最大踏板力一般為500N（轎車）---700N（貨車）。八、作用滯后的時間要盡可能短包括從制動踏板開始動作至達(dá)到給定制動效能水平所需的時間制動滯后時間和從放開踏板至完全解除制動的時間解除制動滯后時問。九、制動時不該產(chǎn)生震動和噪聲10、與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動干與，在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時不會引發(fā)自行制動。1一、制動報警裝置制動系中應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便能及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機(jī)件的故障和功能失效；制動系中也應(yīng)有必要的安全裝置，例如一旦主、掛車之間的連接制動管路損壞，應(yīng)有避免緊縮空氣繼續(xù)漏失的裝置；在行駛進(jìn)程中掛車一旦脫掛，亦應(yīng)有安全裝置差遣駐車制動將其停駐1。1二、能全天候利用氣溫高時液壓制動管路不該有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時，氣制動管路不該出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。13、制動系的機(jī)件應(yīng)利用壽命長，制造本錢低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保的要求，應(yīng)力求減小制動時飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維。 對汽車制動器的性能要求可詳見JB3935—85及JB4200-86標(biāo)準(zhǔn)。隨著電子技術(shù)的屯速發(fā)展，汽車防抱死制動系統(tǒng)antilockbrakingsystem，ABS在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面問的附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。它能有效地避免汽車在應(yīng)急制動時由于車輪抱死使汽車失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險，并縮短制動距離，從而提高了汽車高速行駛的安全性1。最近幾年來還出現(xiàn)了EBDABS就是在ABS的基礎(chǔ)上，平衡每一個輪的有效地面抓地力，改善制動力的平衡，避免出現(xiàn)甩尾和側(cè)移并縮短汽車的制動距離。前者適用于重型汽車和汽車列車，它是用電子控制方式代替氣壓控制方式，可按照制動踏板行程、車輪載荷和制動摩擦片的磨損情況來調(diào)節(jié)各車輪的制動氣室壓力。它不但可以較大地減少制動反映時間，縮短制動距離，提高牽引車和掛車的制動協(xié)調(diào)性，還能使制動力分派更為合理；后者即制動助力系統(tǒng)適用于轎車，即當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況而駕駛員又未能及時地對制動踏板施加足夠大的力時，該系統(tǒng)能自動地加以識別并觸發(fā)電磁閥，使真空助力器在極短時間內(nèi)實現(xiàn)助力作用，從而實現(xiàn)顯著地縮短制動距離的目的。為了避免汽車發(fā)生追尾碰撞事故，一些汽車生產(chǎn)大國都在致力于車距報警及防追尾碰撞系統(tǒng)的研究。這種系統(tǒng)是用激光雷達(dá)或用微波雷達(dá)對前方車輛等障礙物進(jìn)行監(jiān)測，若測出實際車距小于安全車距，則會發(fā)出警報；若駕駛員仍無反映，則會自動地對汽車實施制動。在部份轎車上已開始裝用這種系統(tǒng)。為了節(jié)省燃油消耗，減少排放并減輕制動器的工作負(fù)荷，制動能回收系統(tǒng)早已成為一個研究課題，以便將制動能貯存起來，在需要時再釋放出來加以利用。以前這項研究主要針對城市公共汽車，多采用飛輪儲能和液壓儲能方式.但由于各種原因未能推行應(yīng)用。最近幾年來，隨著電動汽車及混合動力汽車的研制已取得沖破性的進(jìn)展，制動能回收系統(tǒng)又為一些電動汽車所采用，在減速或下坡時可將驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)，使之產(chǎn)生制動作用；同時可用發(fā)出的電流使蓄電池充電，以節(jié)省能源，增加電動汽車和混合動力汽車的行駛里程。第2章制動器的結(jié)構(gòu)選擇及方案分析汽車制動器幾乎具為機(jī)械摩擦式的，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件倆個工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力據(jù)是汽車減速或停車。但用于山區(qū)行駛的汽車商的輔助制動裝置，則是利用發(fā)動機(jī)排氣制動或電渦流制動等緩速辦法，對下長坡的汽車進(jìn)行減緩或穩(wěn)定車速的。制動器的結(jié)構(gòu)型式的選擇車輪制動器主要用于行車制動系統(tǒng)，有時也兼作駐車制動之用。制動器主要有摩擦式、液力式、和電磁式等三種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭靠得住等長處，但因本錢太高，只在一部份總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只用緩速器。目前普遍利用的仍為摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)不同，可以分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式只用于中央制動器；鼓式和盤式應(yīng)用最為普遍。鼓式制動器普遍應(yīng)用于商用車，輕重型載貨汽車；同時鼓式制動器結(jié)構(gòu)簡單、制造本錢低。鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)形式。內(nèi)張型鼓式制動器的固定摩擦元件是一對帶有摩擦蹄片的制動蹄，后者又安裝在制動底板上，而制動底板則又緊固于前梁或后橋殼的凸緣上對車輪制動器或變速器殼或與其相固定的支架上對中央制動器；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上或變速器第二軸后端的制動鼓，并利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外圓柱表面和制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。但此刻汽車以很少采用。由于外束型鼓式制動器通產(chǎn)建成為帶式制動器，而且在現(xiàn)代汽車商已很少采用，所之內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。我選擇的參考車型為天津一路生產(chǎn)的CA1046輕型載貨汽車。CA1046作為一款輕型載貨商用車，出于制造本錢及維修本錢方面考慮，采用內(nèi)張型鼓式制動器。鼓式制動器一般可按其制動蹄的受力情況進(jìn)行分類，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀態(tài)和車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌?。制動蹄按其張開時的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向是不是一致而分為領(lǐng)蹄和從蹄倆種類型。制動蹄張開的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動蹄稱為領(lǐng)蹄，倆者不一致的則稱從蹄。不同形式的鼓式制動器的主要區(qū)別有：1蹄片鼓動支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同；2張開裝置的數(shù)量不同；3制動時兩片蹄片之間有無彼此作用。因蹄片的固定支點(diǎn)和張開力位置不同，使不同形式鼓式制動器的領(lǐng)、從蹄的數(shù)量有不同，并使制動效能不一樣。制動器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱為制動效能。在評比不同形式制動器的效能時，常常利用一種稱為制動器效能因數(shù)的無因次指標(biāo)。制動效能因數(shù)的概念為：在制動鼓或制動盤的作用半徑R上所取得的摩擦力與輸入力F0之比。制動效能的穩(wěn)定性是指其效能因數(shù)K對摩擦因數(shù)f的敏感性。利用中f隨溫度和水濕程度轉(zhuǎn)變。要求制動器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對轉(zhuǎn)變敏感性要小。鼓式制動器可按其制動蹄的受力情況分類見圖，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀況和車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌?。；；