東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

1、河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 姓 名： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 河南科技大學(xué)二0一三年五月目 錄摘 要IAbstractII 緒 論1第1章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及方案的確定31.1盤式制動(dòng)器31.2鼓式制動(dòng)器31.2.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器81.2.2單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器121.2.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器131.2.4雙從蹄式制動(dòng)器141.2.5單向增力式制動(dòng)器141.2.6雙向增力式制動(dòng)器141.3方案的確定15第2章 理想制動(dòng)力及其分配16 2.1 東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)2.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)162.3 同步

2、附著系數(shù)212.4制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩21第3章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算233.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)233.1.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D233.1.2 摩擦襯片寬度b和包角243.1.3 摩擦襯片起始角253.1.4 制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離e263.1.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c263.1.6 摩擦片摩擦系數(shù)263.2 固定凸輪式的計(jì)算26 3.2.1 凸輪張開機(jī)構(gòu)的參數(shù)確定和特性計(jì)算 3.2.2 固定式凸輪制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)計(jì)算 3.3 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩303.4 行車制動(dòng)效能計(jì)算333.5 駐車制動(dòng)計(jì)算343.6 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算36第4章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì)384.1制

3、動(dòng)蹄384.2制動(dòng)鼓384.3摩擦襯片394.4摩擦材料404.5蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置414.6制動(dòng)支承裝置424.7制動(dòng)輪缸434.8張開機(jī)構(gòu)434.9制動(dòng)蹄回位彈簧43第5章 主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算與校核 5.1凸輪軸的強(qiáng)度校核 5.2凸輪軸上花鍵的強(qiáng)度校核 第6章 結(jié) 論44致 謝45參考文獻(xiàn)463東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的設(shè)計(jì)摘 要（想要本文裝配圖和零件圖與本人聯(lián)系qq：994166684保證原創(chuàng)）隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越值得人們關(guān)注，汽車的制動(dòng)系統(tǒng)就變成了人們主要考查車輛的一項(xiàng)重要指標(biāo)。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動(dòng)系

4、統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。如何提高汽車制動(dòng)性也成了熱點(diǎn)的研究話題。該設(shè)計(jì)選定的是東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)，通過對(duì)制動(dòng)器的分類選擇，選定出合適的制動(dòng)器，然后對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并且校核，最后對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后完成整個(gè)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與裝配。關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)，東風(fēng)貨車，鼓式制動(dòng)器Abstract With the increase in car ownership has brought more security issues, and more worthy of attention, the braking s

5、ystem of the car has become a major test is an important indicator of the vehicle. According to the information in the vehicle itself caused a traffic accident, 45% of the total brake system failure caused by accidents. Visible, the brake system is very important in order to ensure road safety syste

6、ms. How to improve the automobile brake has become a hot research topic .    Car front wheel brake of Dongfeng EQ1090E, research and design, classification brake, select the appropriate brake, and then calculate the design of each of the selected parameters and check the last par

7、t of the structural design, and finally, in order to complete the design and assembly the entire brake.Key words: Braking systems , Dongfeng truck , Drum brakeIII緒 論目前，隨著汽車行業(yè)的日益興旺，對(duì)汽車零件的要求也越來越高，制動(dòng)系執(zhí)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致汽車制動(dòng)系統(tǒng)的忽視進(jìn)而使汽車交通事故現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。因此正確的制動(dòng)器設(shè)計(jì)應(yīng)該被準(zhǔn)確深入研究。車輛的制動(dòng)系統(tǒng)性能是其重要性能之一，它直接關(guān)系到交通的安全。重大交通事故的發(fā)生，往往與

8、制動(dòng)距離過長(zhǎng)，緊急制動(dòng)時(shí)車輪抱死發(fā)生側(cè)滑、甩尾、失去方向穩(wěn)定性等情況有關(guān)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是一種在制動(dòng)時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)管路壓力，使車輪不致抱死，以提高汽車行駛穩(wěn)定性和制動(dòng)安全性的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)能夠提高車輛安全性，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)越來越多地用于汽車的研究開發(fā)和設(shè)計(jì)制造中，虛擬樣機(jī)技術(shù)得到快速發(fā)展。對(duì)于尚未完成或者處于經(jīng)濟(jì)性、安全性等因素的考慮，無法通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的設(shè)計(jì)研究，往往需要借 助系統(tǒng)仿真來實(shí)現(xiàn)這一要求。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力有了突飛猛進(jìn) 的提高，這也使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的運(yùn)用成為可能，虛擬樣機(jī)技術(shù)已成為解決工程問

9、題的一種快速、 有效的手段。 采用仿真方法研究汽車的各項(xiàng)性能時(shí)，需對(duì)汽車作適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，然后應(yīng)用簡(jiǎn)化模型進(jìn)行計(jì)算分析。 隨著簡(jiǎn)化程度的不同，必然會(huì)使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況之間存在不同程度的偏差。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在深入研究制動(dòng)振動(dòng)與噪聲的過程中有限元方法越來越成為一種必不可 少的建模方法。有限元法的基本思想試將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式互相聯(lián)結(jié) 在一起的單元的組合體。它利用每一個(gè)單元內(nèi)假設(shè)的近似函數(shù)來分片地表示全求解域上待求的場(chǎng)函數(shù)。 單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場(chǎng)函數(shù)或其導(dǎo)數(shù)在單元的各個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)值和其插值函數(shù)來表達(dá)。這樣， 一個(gè)問題的有限元分析中，未知場(chǎng)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)在各個(gè)結(jié)點(diǎn)

10、上的數(shù)值就成為新的未知量（即自由度）， 從而使一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。一經(jīng)求解出這些未知量，就可以通過 插值函數(shù)計(jì)算出各個(gè)單元內(nèi)場(chǎng)函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解域上的近似解。與傳統(tǒng)的集中參數(shù)法 相比，有限元法允許有復(fù)雜的幾何形狀以及邊界和加載條件。另外，國(guó)內(nèi)來講，一些學(xué)者運(yùn)用有限元模型對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行了研究，但其中研究制動(dòng)過程中的溫度場(chǎng)問題和 接觸問題的較多。蔣偉康對(duì)于摩擦引起的鼓式制動(dòng)器制動(dòng)尖叫提出了鼓式制動(dòng)器尖叫是振動(dòng)的特性僅 取決于制動(dòng)鼓和蹄片的觀點(diǎn)，建立了一種三維解析模型并用于分析制動(dòng)鼓的固有模態(tài)及其穩(wěn)定性。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)制動(dòng)鼓與蹄片間的摩擦系數(shù)小于臨界摩擦系數(shù)時(shí)，

11、制動(dòng)鼓不會(huì)發(fā)生自激振動(dòng)，制動(dòng)器也不會(huì)發(fā) 生尖叫。而朱新潮等人則通過建立鼓式制動(dòng)器高頻噪聲問題的結(jié)構(gòu)閉環(huán)耦合模型，用Hamilton 變分原理推導(dǎo)該問題的結(jié)構(gòu)閉環(huán)耦合動(dòng)力學(xué)方程，并針對(duì)實(shí)車通過改變制動(dòng)底板的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用該模型 進(jìn)行計(jì)算分析。王宣峰對(duì)鼓式制動(dòng)器的凸輪式形成較完整的理論。楊柳用 simlink 對(duì)整車系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型。給出很好的鼓式制動(dòng)器simlink 數(shù)學(xué)模型。吳永海將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)引入汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，免除了繁瑣的設(shè)計(jì)計(jì)算， 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過程的進(jìn)一步發(fā)展也有很好的提示作用。隨著汽車安全性的日益提高，汽車制動(dòng)系統(tǒng)也歷經(jīng)了數(shù)次變遷和改進(jìn)。從最初的皮革摩擦制動(dòng)，到后來的鼓式、盤式制

12、動(dòng)器，再到機(jī)械式ABS制動(dòng)系統(tǒng)，緊接著伴隨電子技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了模擬電子ABS制動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)字式電控ABS制動(dòng)系統(tǒng)，等等。近10年來，西方發(fā)達(dá)國(guó)家又興起了對(duì)汽車線控系統(tǒng)的研究，線控制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并開展了對(duì)電控機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的研究。簡(jiǎn)單來說，電控機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)就是把原來液壓或者壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的部分改為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，借以提高響應(yīng)速度，增加制動(dòng)效能, 同時(shí)大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配和維護(hù)的難度。由于人們對(duì)制動(dòng)性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的液壓或者空氣制動(dòng)系統(tǒng)在加入大量電子控制系統(tǒng)(如ABS、TCS、ESP)后，結(jié)構(gòu)和管路布置越來越復(fù)雜，加大了液壓(空氣)回路泄漏的隱患，同時(shí)裝配和維修的難度也隨之提高；因此，結(jié)

13、構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能集成可靠的電控機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)越來越受到青睞。可以預(yù)見，EMB將最終取代1傳統(tǒng)的液壓(空氣)制動(dòng)器，成為未來汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。經(jīng)過分析國(guó)內(nèi)外發(fā)展的狀況，我結(jié)合自己的實(shí)際研究了一下東風(fēng)EQ1090E型汽車的前輪制動(dòng)器，希望可以使他的前輪制動(dòng)器發(fā)揮更好的制動(dòng)效能。其實(shí)，東風(fēng)EQ9100E(EQ140-1)型汽車是我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的一種結(jié)構(gòu)新穎、性能先進(jìn)、節(jié)省能源的、質(zhì)量穩(wěn)定的新型中型載貨汽車。我希望通過本次的設(shè)計(jì)可以使這款汽車的前輪制動(dòng)器得以改善。其中包括汽車行駛制動(dòng)的安全性可以有所提高 ； 在保證功能和強(qiáng)度的要求下，盡量減小整備質(zhì)量 ；盡量使用通用件，以便降低制造成本 ；工作可

14、靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整。我認(rèn)為，制動(dòng)系是汽車的一個(gè)重要組成部分，它直接影響汽車的行駛安全性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和汽車密度的日益增大，交通事故時(shí)有發(fā)生。因此，保證汽車行駛安全，提高汽車的制動(dòng)性能，優(yōu)化汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)是非常重要的。第1章 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及方案的確定1.1盤式制動(dòng)器由工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成制動(dòng)塊，每個(gè)制動(dòng)器中有2-4塊，這些制動(dòng)塊及其促動(dòng)裝置都裝在橫跨制動(dòng)盤兩側(cè)的夾鉗形支架中。鉗盤式制動(dòng)器散熱能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，故大多數(shù)轎車和輕型貨車廣泛采用這種制動(dòng)器。定鉗盤式制動(dòng)器定鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動(dòng)盤軸線方向移動(dòng)，

15、因而其中必須在制動(dòng)盤兩側(cè)都裝設(shè)制動(dòng)塊促動(dòng)裝置，以便分別將兩側(cè)的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤。缺點(diǎn)：1）油缸較多，使制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2）油缸分置于制動(dòng)盤兩側(cè)，必須用跨越制動(dòng)盤的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動(dòng)鉗的尺寸過大，難以安裝在現(xiàn)代化轎車的輪內(nèi)；3）熱負(fù)荷大時(shí)，油缸和跨越制動(dòng)盤的油管或油道中的制動(dòng)液容易受熱汽化；4）若要兼用于駐車制動(dòng)，則必須加裝一個(gè)機(jī)械促動(dòng)的駐車制動(dòng)鉗。浮鉗盤式制動(dòng)器浮鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗一般是設(shè)計(jì)得可以相對(duì)于制動(dòng)盤軸向滑動(dòng)。其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動(dòng)塊附裝在鉗體上。全盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤的的全部工作面可同時(shí)與摩擦片接觸。全盤式制動(dòng)器主要用于重型汽車。1.2 鼓式制

16、動(dòng)器汽車制動(dòng)器除各種緩速裝置外，幾乎都是機(jī)械摩擦式的，即是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩使汽車減速或停車的，根據(jù)旋轉(zhuǎn)元件的不同分為鼓式和盤式兩大類，不過對(duì)于重型車來說，由于車速一般不是很高，鼓式剎車蹄的耐用程度也比盤式制動(dòng)器高，而且盤式制動(dòng)器比鼓式制動(dòng)器要貴些，因此許多重型車至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計(jì)。其工作原理如圖3.1所示。 1、2制動(dòng)蹄 3、5支承銷 4制動(dòng)鼓圖 1.1 鼓式制動(dòng)器工作原理帶有摩擦片的制動(dòng)蹄1、2通過支承銷5、3鉸裝在制動(dòng)底版上。制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞（轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸）對(duì)制動(dòng)蹄施加張開力P，使其繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)，并抵靠在制動(dòng)鼓4表面上。這是制動(dòng)蹄1、2分別受到制動(dòng)鼓

17、作用的法向反力 、 ，和切向力 、 ，而制動(dòng)蹄的切向反力對(duì)制動(dòng)鼓產(chǎn)生一個(gè)與其旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)力矩（+）R，（R為制動(dòng)鼓工作半徑），從而達(dá)到使汽車減速的目的。制動(dòng)系應(yīng)滿足如下要求：(1)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。(2)具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐坡制動(dòng)效能。(3)工作可靠。(4)制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好。(5)制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。 (6)制動(dòng)時(shí)的操縱穩(wěn)定性好。(7)制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人機(jī)工程學(xué)要求。(8)作用滯后的時(shí)間要盡可能地短。(9)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)系噪聲盡可能小，且無異常聲響。(10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。(11)能全天

18、候使用，氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象；氣溫低時(shí)氣制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰。(12)制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng)、制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維。鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類（見圖1-1），它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。圖1-1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式鼓式制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式如圖1-2a-f所示。圖1-2 鼓式制動(dòng)器示意圖（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開）；（b）領(lǐng)從蹄式（用制動(dòng)輪缸張開）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式不同形

19、式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。（2）張開裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動(dòng)時(shí)兩蹄片之間有無相互作用。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(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣。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(dòng)效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱為制動(dòng)效能因素的無因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因素的定義為：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑R上所得到的摩擦力（）與輸入力之比，即 式中，K為制動(dòng)器效能因素；R為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。制動(dòng)效能的穩(wěn)定性是指其效能因素K對(duì)摩擦因素 的敏感性。使用中 隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好

20、，即是其效能對(duì) 的變化敏感性小。1.2.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器如圖1-2(a)、(b)所示，圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn))，蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄相互對(duì)調(diào)。制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖1-2(a)、(b)可見，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱減勢(shì)蹄?！霸鰟?shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。對(duì)于兩蹄的張開力的領(lǐng)從

21、蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖1-2(b)所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車輪輪轂軸承承受。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器也稱為非平衡式制動(dòng)器。液壓或楔塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡(jiǎn)單非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴(yán)重。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當(dāng)?shù)販p小。對(duì)于如圖1-2

22、 (a)所示具有定心凸輪張開裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩分別相等，而作用于兩蹄的張開力P1、P2則不等，且必然有P1<P2。由于兩蹄的法向反力N1=N2在制動(dòng)鼓正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)均成立，因此這種結(jié)構(gòu)的特性是雙向的，實(shí)際上也是平衡式的。其缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)凸輪的力要大而效率卻相對(duì)較低，約為0.60.8。因?yàn)橥馆喴髿鈮候?qū)動(dòng)，因此這種結(jié)構(gòu)僅用于總質(zhì)量大于或等于10 t的貨車和客車上。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的兩個(gè)蹄常有固定的支點(diǎn)。張開裝置有凸輪式(見圖1-2(a)、圖1-3、圖1-4)、楔塊式(見圖1-5、圖1-6)、曲柄式(參見圖

23、1-12)和具有兩個(gè)或四個(gè)等直徑活塞的制動(dòng)輪缸式的(見圖1-2(b)、圖1-7、圖1-8)。后者可保證作用在兩蹄上的張開力相等并用液壓驅(qū)動(dòng)，而凸輪式、楔塊式和曲柄式等張開裝置則用氣壓驅(qū)動(dòng)。當(dāng)張開裝置中的制動(dòng)凸輪和制動(dòng)楔塊都是浮動(dòng)的時(shí)，也能保證兩蹄張開力相等，這時(shí)的凸輪稱為平衡凸輪。也有非平衡式的制動(dòng)凸輪，其中心是固定的，不能浮動(dòng)，所以不能保證作用在兩蹄上的張開力相等。 圖1-3 S凸輪制動(dòng)器圖1-4 楔塊式張開裝置及其受力簡(jiǎn)圖 圖1-5 S凸輪式車輪制動(dòng)器1制動(dòng)蹄；2凸輪；3制動(dòng)底板；4調(diào)整臂；5凸輪支座及制動(dòng)氣室；6滾輪 圖1-6 楔塊式張開裝置的車輪制動(dòng)器1制動(dòng)蹄；2制動(dòng)底板；3制動(dòng)氣室；

24、4楔塊；5滾輪6柱塞；7檔塊；8棘爪；9調(diào)整螺釘；10調(diào)整套筒 圖1-7 制動(dòng)輪缸具有兩個(gè)個(gè)等直徑活塞的車輪制動(dòng)器1活塞；2活塞支承圈；3密封圈；4支承；5制動(dòng)底板；6制動(dòng)蹄7支承銷；8青銅偏心輪；9制動(dòng)蹄定位銷；10駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置圖1-8制動(dòng)輪缸具有四個(gè)等直徑活塞的車輪制動(dòng)器1制動(dòng)蹄；2制動(dòng)底板；3制動(dòng)器間隙調(diào)整凸輪；4偏心支承銷領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)和倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故仍廣泛用作中、重型載貨汽車的前、后輪以及轎車的后輪制動(dòng)器。1.2.2單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí)，若兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，稱為

25、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。但這種制動(dòng)器在汽車倒車時(shí)，兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶?，因此，它又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖1-9 (c)所示，兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板中心作對(duì)稱布置的，因此兩蹄對(duì)鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動(dòng)器。 單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器根據(jù)其調(diào)整方法的不同，又有多種結(jié)構(gòu)方案，如圖1-9所示。圖1-9 單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的機(jī)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)）（a）一般形式；（b）偏心調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整；（d）浮動(dòng)蹄片，輪缸支座端調(diào)整；（e）浮動(dòng)蹄片，輪缸偏心機(jī)構(gòu)調(diào)整雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能，但倒車時(shí)則變?yōu)殡p從蹄式，使制動(dòng)效能大降。中級(jí)

26、轎車的前制動(dòng)器常用這種型式，這是由于這類汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，前軸的動(dòng)軸荷及附著力大于后軸，而倒車時(shí)則相反，采用這種結(jié)構(gòu)作為前輪制動(dòng)器并與領(lǐng)從蹄式后輪制動(dòng)器相匹配，則可較容易地獲得所希望的前、后輪制動(dòng)力分配并使前、后輪制動(dòng)器的許多零件有相同的尺寸。它不用于后輪還由于有兩個(gè)互相成中心對(duì)稱的制動(dòng)輪缸，難于附加駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。1.2.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖3-2(d)及圖3-11、圖3-12所示。 圖1-10 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案（液壓驅(qū)動(dòng)）（a）一般形式；（b）偏心機(jī)構(gòu)調(diào)整；（c）輪缸上調(diào)整其兩蹄的兩端均為浮式支承，不

27、是支承在支承銷上，而是支承在兩個(gè)活塞制動(dòng)輪缸的支座上(圖1-2(d)、圖1-10)或其他張開裝置的支座上(圖1-11、圖1-12)。 圖1-11 曲柄機(jī)構(gòu)制動(dòng)器（氣壓驅(qū)動(dòng)） 圖1-12 雙楔制動(dòng)器（氣壓驅(qū)動(dòng)）當(dāng)制動(dòng)時(shí)，油壓使兩個(gè)制動(dòng)輪缸的兩側(cè)活塞(圖1-10)或其他張開裝置的兩側(cè)(圖1-11、圖1-12)均向外移動(dòng)，使兩制動(dòng)蹄均壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上。制動(dòng)鼓靠摩擦力帶動(dòng)兩制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)過一小角度，使兩制動(dòng)蹄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向均與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致；當(dāng)制動(dòng)鼓反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其過程類同但方向相反。因此，制動(dòng)鼓在正向、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄，故稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。它也屬于平衡式制動(dòng)器。由于這種制動(dòng)器在汽車

28、前進(jìn)和倒退時(shí)的性能不變，故廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后輪。但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，需另設(shè)中央制動(dòng)器。1.2.4雙從蹄式制動(dòng)器雙從蹄式制動(dòng)器的兩蹄片各有一個(gè)固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄片的不同端，并用各有一個(gè)活塞的兩輪缸張開蹄片，其結(jié)構(gòu)形式與單向雙領(lǐng)蹄式相反。雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定性最好，但因制動(dòng)效能最低，所以很少采用。1.2.5單向增力式制動(dòng)器如圖1-2(e)所示，兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動(dòng)蹄支承在其上端制動(dòng)底板上的支承銷上。當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí)，第一制動(dòng)蹄被單活塞的制動(dòng)輪缸推壓到制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面上。制動(dòng)鼓靠摩擦力帶動(dòng)第一制動(dòng)蹄轉(zhuǎn)過一小角度，進(jìn)而經(jīng)頂桿推動(dòng)第二制動(dòng)蹄也壓向制動(dòng)鼓

29、的工作表面并支承在其上端的支承銷上。顯然，第一制動(dòng)蹄為一增勢(shì)的領(lǐng)蹄，而第二制動(dòng)蹄不僅是一個(gè)增勢(shì)領(lǐng)蹄，而且經(jīng)頂桿傳給它的推力Q要比制動(dòng)輪缸給第一制動(dòng)蹄的推力P大很多，使第二制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩比第一制動(dòng)蹄的制動(dòng)力矩大23倍之多。由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能互相平衡，因此屬于一種非平衡式制動(dòng)器。 雖然這種制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能很高，且高于前述各種制動(dòng)器，但在倒車制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能卻是最低的。因此，僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作前輪制動(dòng)器。1.2.6雙向增力式制動(dòng)器如圖1-2(f)所示，將單向增力式制動(dòng)器的單活塞制動(dòng)輪缸換以雙活塞式制動(dòng)輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄可共用的，則成為雙向增力

30、式制動(dòng)器。對(duì)雙向增力式制動(dòng)器來說，不論汽車前進(jìn)制動(dòng)或倒退制動(dòng)，該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。只是當(dāng)制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，前制動(dòng)蹄為第一制動(dòng)蹄，后制動(dòng)蹄為第二制動(dòng)蹄；而反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一制動(dòng)蹄與第二制動(dòng)蹄正好對(duì)調(diào)。第一制動(dòng)蹄是增勢(shì)領(lǐng)蹄，第二制動(dòng)蹄不僅是增勢(shì)領(lǐng)蹄，而且經(jīng)頂桿傳給它的推力Q要比制動(dòng)輪缸給第一蹄或第二蹄的推力大很多。但制動(dòng)時(shí)作用于第二蹄上端的制動(dòng)輪缸推力起著減小第二蹄與支承銷間壓緊力的作用。雙向增力式制動(dòng)器也是屬于非平衡式制動(dòng)器。 圖3-14給出了雙向增力式制動(dòng)器(浮動(dòng)支承)的幾種結(jié)構(gòu)方案，圖1-14給出了雙向增力式制動(dòng)器(固定支點(diǎn))另外幾種結(jié)構(gòu)方案。 雙向增力式制動(dòng)器在高級(jí)轎車上用得較多，而且

31、往往將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)共用的制動(dòng)器，但行車制動(dòng)是由液壓通過制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過綱索拉繩及杠桿等操縱。另外，它也廣泛用于汽車中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車制動(dòng)要求制動(dòng)器正、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高溫，因而熱衰退問題并不突出。圖3-13 雙向增力式制動(dòng)器（浮動(dòng)支承）的結(jié)構(gòu)方案 圖3-14雙向增力式制動(dòng)器（固定支點(diǎn)）的結(jié)構(gòu)方案（a）一般形式；（b）浮動(dòng)形式；（c）中心調(diào)整1.3方案的確定考慮到制動(dòng)器的效能因素和制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性，且領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙易于調(diào)整，便于附裝駐車制動(dòng)裝置，根據(jù)設(shè)計(jì)車型的特

32、點(diǎn)及制動(dòng)要求，并考慮到使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)等因數(shù)，本文選擇凸輪式領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器作為設(shè)計(jì)方案。 第2章 理想制動(dòng)力及其分配2.1 東風(fēng)EQ1090E型汽車前輪制動(dòng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)空車總重 G。=4080 kg滿載總重 Ga =9290 kg 負(fù)荷分配 滿載：Ga前=2360kg Ga=6930kg 質(zhì)心高度 空載：hg。=845mm 滿載：hga=1170mm軸距 L=3950mm (前軸至平衡軸中心)輪胎 9.00-20-10PR 滾動(dòng)半徑r=229mm制動(dòng)力分配系數(shù) 空載：=0.38 滿載：=0.38質(zhì)心距前軸距離 空載： 滿載：質(zhì)心距后軸距離 空載： 滿載： 注：本文在

33、計(jì)算過程中，為了方便計(jì)算，?。?kg=10N;g=10; 計(jì)算單位全部采用國(guó)際單位制。2.2 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度>0的車輪，其力矩平衡方程為: 式（2-1）式中： 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，N·m； 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，之間的摩擦力，又稱為地面制即地面與輪胎動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N； 車輪有效半徑，m。令 = / 式(2-2)即制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，因此又稱為制動(dòng)周緣力。與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車

34、輪角速度>0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力 受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 ，即 式（2-3）式中 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z地面對(duì)車輪的法向反力。當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩 即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升如圖

35、3.1。 圖2.1 制動(dòng)器制動(dòng)力與踏板力關(guān)系曲線根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為： 式（2-4） 式（2-5）式中 ：G汽車所受重力； L汽車軸距； 汽車質(zhì)心離前軸距離；圖4.2 汽車制動(dòng)時(shí)整車受力分析圖 汽車質(zhì)心離后軸距離； 汽車質(zhì)心高度； g 重力加速度； 汽車制動(dòng)減速度。 若在附著系數(shù)為（我們選擇在瀝青路面上制動(dòng)，則選取=0.8）的路面上制動(dòng)，前、后輪均抱死（同時(shí)抱死或先后抱死均可），此時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為 式(2-6)式中 q（）制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力；，前后軸車輪的地面制動(dòng)力。此時(shí) 等于汽車前、后軸車輪的

36、總的附著力，亦等于作用于質(zhì)心的制動(dòng)慣性力 ，即有= 式（2-7）則得水平地面作用于前、后軸車輪的法向反作用力的表達(dá)式： 式（2-8） 式（2-9）在本設(shè)計(jì)中，該貨車代入數(shù)據(jù)如下：故 滿載時(shí)：=35296N =994898.31N 空載時(shí)： =43698.12N =35975.87N由以上兩式可求得前軸車輪附著力為: 式(2-10)后軸車輪附著力為 : 式（2-11）故滿載時(shí)前、后軸車輪附著力即地面最大制動(dòng)力為： =750709.52N =795918.65N 空載時(shí)前、后軸車輪附著力 =34951.3N =28780.67N當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車

37、輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過程可能出現(xiàn)的情況有三種，即:(1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；(2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；(3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由式(2-7)、式(2-10)、（2-11）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 式(2-12) 式(2-13)式中 前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，；后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， ；前軸車輪的地面制動(dòng)力； 后軸車輪的地面制動(dòng)力；，地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力；G 汽車重力；，汽車質(zhì)心離前、后軸距離；汽

38、車質(zhì)心高度。由式(2-12)、(2-13)得 式(2-14)式中 L汽車的軸距。將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線，如圖2.3所示。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前、后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng)與汽車總制動(dòng)力 之比來表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)： 式（2-15）圖2.3 空載與滿載時(shí)理想制動(dòng)力分配曲線則： = 式（2-16）代入數(shù)據(jù)得空載時(shí)： =0.38 滿載時(shí)： =0.382.3 同步附著系數(shù)式(2-

39、15)可表達(dá)為： 式(2-17)上式在圖2.3中是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為(1-)/的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為 的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱 線。圖中 線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)= ,則稱線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式： 式(2-18)滿載時(shí)： =0.428空載時(shí)： =0.413利用附著系數(shù)就是在某一制動(dòng)強(qiáng)度q下，不發(fā)何生任車輪抱死所要求的最小路面附著系數(shù) 。2.4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。由式（2-8）可知，雙軸汽車前，后車輪附著

40、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= 式（2-19）式中 , 汽車質(zhì)心離前，后軸距離； 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度。通常，上式的比值：轎車約為1.31.6；貨車約為0.50.7.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 = 式（2-20） = 式（2-21）式中： 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，； 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 作用于前軸車輪上的地面法向反力； 車輪有效半徑。故= 式（2-22）= 式（2-23） 由式（2-19），式（2-20）可得=6466.2 = =1.550.1第3章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)3.1.1

41、制動(dòng)鼓內(nèi)徑D輸入力一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，則制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。但 的增大（圖3-1）受輪輞內(nèi)徑限制，制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于2030mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差，而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的壁厚，用來保證有較大的剛度和熱容量，以減少制動(dòng)時(shí)的溫度。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大，并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。 圖3-1 鼓式制動(dòng)器主要幾何參數(shù)制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比的范圍如下：乘用車 =0.64-0.74商用車 =0.70-0.83制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參考專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T3091999制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列。轎車制動(dòng)

42、鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小125mm-150mm，載貨汽車和客車的制動(dòng)鼓內(nèi)徑一般比輪輞外徑小80mm-100mm，設(shè)計(jì)時(shí)亦可按輪輞直徑初步確定制動(dòng)鼓內(nèi)徑（見表3-1）。表3-1 制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑輪輞直徑/in121314151620制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑/mm轎車180200240260-貨車、客車220240260300320420初選輪輞直徑20英寸，則輪輞直徑=20×25.4mm=508mm。而對(duì)應(yīng)的制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑=420，=420/508=0.826，滿足貨車對(duì)制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑比值的要求。 3.1.2 摩擦襯片寬度b和包角摩擦襯片寬度尺寸的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸取

43、窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些 ，則質(zhì)量大，不易加工，并且增加了成本。這兩個(gè)參數(shù)加上已初定的制動(dòng)鼓內(nèi)徑?jīng)Q定了每個(gè)制動(dòng)器的摩擦面積 ,即 mm 式（3-1）式中： D制動(dòng)鼓內(nèi)徑（mm）； b制動(dòng)蹄摩擦襯片寬度(mm)； 分別為兩蹄的摩擦襯片包角，（°）。摩擦襯片的包角通常在 范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角 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，但由于單位壓力過高將加速磨損，包角不宜大于120°，因?yàn)檫^大不僅不利于散熱，而且易使只動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。摩擦襯片寬度b較大可以降低單位壓力，減小磨損，但b的尺寸過大

44、則不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸，通常是根據(jù)在緊急制動(dòng)時(shí)使其單位壓力不超過2.5MP 的條件來選擇襯片寬度b的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按擦擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇b值。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)器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大，（如表3-2所示）。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： 式（3-2）式中, 是以弧度為單位，當(dāng)A，R， 確定后，由上式也可初選襯片寬b的尺寸。表3-2 制動(dòng)器襯片摩擦面積汽車類型汽車總質(zhì)量m/t單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積/mm轎車0.9-1.51.5-2.5100-200200-300客車與貨車1.0-1.51.5-2.52.

45、5-3.53.5-7.07.0-12.012.0-17.0120-200150-250(多為150-200)250-400300-650550-1000600-1500(多600-1200)制動(dòng)鼓各蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。本設(shè)計(jì)中，摩擦襯片包角，制動(dòng)蹄摩擦襯片寬度b根據(jù)QC/T309-1999制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列可取b=140mm。由式（3-2）得 cm單個(gè)制動(dòng)器的摩擦襯片的摩擦面積=2A=1025.73 cm 如表6-2所示，摩擦襯片寬度b的選取合理。由式（6-1）可得 cm3.1.3 摩擦襯片起始角摩擦襯片起始角如圖3-1

46、所示。通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣得得中央。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。 3.1.4 制動(dòng)器中心到張開力作用線的距離e在滿足制動(dòng)輪缸或凸輪能夠布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離a盡可能地大，以提高起制動(dòng)效能，初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取左右。取mm 3.1.5 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c應(yīng)在保證兩蹄支承端面不致相互干涉的條件下，使a盡可能大而c盡可能?。▓D3-1）。初步設(shè)計(jì)可取 =0.8R左右,c=42mm。a=0.8R=0.8×210=168mm3.1.6 摩擦片摩擦系數(shù)選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要

47、好，受溫度和壓力的影響要小。不能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，后者對(duì)蹄式制動(dòng)器非常重要。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5，少數(shù)可達(dá)0.7。一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差。所以在設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)，并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)的制動(dòng)摩擦片材料在溫度低于250時(shí)，保持摩擦系數(shù)=0.350.40已不成問題。因此，在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，取=0.4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。在本設(shè)計(jì)中選取=0.4。3.2 固定凸輪式（S型凸輪）氣制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)計(jì)算 3.2.1