商用車鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)及其操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

封面II摘要汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，是汽車安全行駛的重要一環(huán)。本次以東風(fēng)公路客車為對(duì)象，設(shè)計(jì)一種后輪制動(dòng)的液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)初，查閱先關(guān)書籍和文獻(xiàn)，更深入了解液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理。然后針對(duì)本次設(shè)計(jì)車型，確定主要零部件的類型和結(jié)構(gòu)，比如：制動(dòng)器選擇領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)管路選擇X型管路，制動(dòng)主缸選擇串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸，制動(dòng)輪缸選擇雙活塞式制動(dòng)輪缸，最終確定了總體設(shè)計(jì)方案。然后，對(duì)制動(dòng)器的主要零部件、制動(dòng)力矩和制動(dòng)因素等參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)操縱機(jī)構(gòu)中制動(dòng)輪缸和制動(dòng)主缸的直徑和工作容積進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，對(duì)制動(dòng)踏板力和踏板行程進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，再對(duì)制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的穩(wěn)定性、制動(dòng)效能方向的穩(wěn)定性進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。最終得出本次設(shè)計(jì)參數(shù)。關(guān)鍵字：液壓；鼓式制動(dòng)器；制動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)主缸；X型管路

AbstractTheautomobilebrakesystemisanimportantpartoftheautomobileandanimportantpartofthesafedrivingofthevehicle.TakingDongfenghighwaybusasanexample,ahydraulicassistedbrakingdrumbrakesystemwithrearwheelbrakeisdesigned.Atthebeginningofthedesign,consultthebooksanddocumentsfirst,andfurtherunderstandthestructureandmovementprincipleofthehydraulicpowerassisteddrumbrakesystem.Then,thetypeandstructureofthemainpartsaredeterminedforthedesignofthemodel,forexample,thebrakecollarisselectedfromthedrumtypedrumbrake,thebrakelineselectstheXtypepipe,themaincylinderofthebrakeisselectedinseriesdoublechamberbrakemaincylinder,thebrakewheelcylinderchoosesthedoublepistontypebrakewheelcylinder,andtheoveralldesignschemeisfinallydetermined.Then,themainparts,brakingtorqueandbrakingfactorsofthebrakearedesignedandcalculated.Thediameterandtheworkingvolumeofthebrakewheelcylinderandthemainbrakecylinderaredesignedandcalculated.Thebrakepedalforceandthepedalstrokearedesignedandcalculated,andthestabilityofthebrakingefficiencyandthebrakingefficiencyisalsocarriedout.Thestabilityofbrakingefficiencyisdesignedandcalculated.Finally,thedesignparametersareobtained.Keywords:Hydraulicpressure;drumbrake;brakingsystem;brakemastercylinder;Xtypepipeline.

目錄TOC\o"1-3"\f\h\z21373摘要 I12405Abstract II2117第1章緒論 1126371.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 1282651.2制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1287961.3本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) 1225411.4本次制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 119374第2章制動(dòng)系統(tǒng)概述及制動(dòng)方案的確定 3222062.1制動(dòng)器的分類 353512.2制動(dòng)器方案的確定 5186432.3制動(dòng)器操縱結(jié)構(gòu)分類 5318802.4液壓制動(dòng)系統(tǒng)管路的分析和布置方案的確定 6253202.4.1H型管路 670382.4.2X型管路 776932.4.3雙T型管路 77962.5液壓制動(dòng)主缸方案的確定 730886第3章后輪鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 10105183.1后輪鼓式制動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 1099963.2后輪鼓式制動(dòng)器相關(guān)參數(shù)的確定 10307293.2.1前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)β的確定 10313393.2.2后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 11208383.2.3后輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取 11142063.3后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)的計(jì)算 12296473.4后輪鼓式制動(dòng)器主要零部件材料的選取 139221第4章液壓制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1543754.1后輪制動(dòng)輪缸直徑及工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算 1523584.2制動(dòng)主缸直徑及工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算 15311104.3制動(dòng)踏板力與踏板行程 1667804.3.1制動(dòng)踏板力 16118024.3.2制動(dòng)踏板工作行程 1727440第5章制動(dòng)性能的分析 18311845.1制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 18131175.2制動(dòng)效能 18292465.2.1制動(dòng)減速度 18250395.2.2制動(dòng)距離S 195245.3制動(dòng)效能的穩(wěn)定性 19139435.4制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 20296985.5駐車制動(dòng)的計(jì)算 207274總論 2227596致謝 238390參考文獻(xiàn) 24全套設(shè)計(jì)加QQ11970985或197216396PAGE10緒論制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義汽車是現(xiàn)代廣泛使用的交通工具，在現(xiàn)代交通運(yùn)輸中起著重要作用，其安全性、舒適性和穩(wěn)定性越來越被人民所重視。汽車的制動(dòng)系統(tǒng)是保證汽車安全行駛的重要一環(huán)，其穩(wěn)定性和可靠性直接影響汽車行駛安全，因此，對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的研究特別重要。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以東風(fēng)公路客車為對(duì)象，設(shè)計(jì)一種后輪制動(dòng)的液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)初，查閱相關(guān)書籍和文獻(xiàn)，確定設(shè)計(jì)思路，然后由東風(fēng)公路客車的分析和計(jì)算，確定了后輪制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，包括制動(dòng)器類型的選擇，制動(dòng)回路的選擇，制動(dòng)主缸類型的選擇、主動(dòng)輪缸類型的選擇，得出了制動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。然后依次對(duì)相關(guān)重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀目前，主要通過路試或則試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試來驗(yàn)證汽車制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在道路中測(cè)試，不容易車輪扭矩，大多需要通過其他測(cè)試其他參數(shù)，間接得出結(jié)論，比如可以通過車輪行駛時(shí)與地面之間的作用力和其余相關(guān)參數(shù)，共同推出車輪行駛時(shí)扭矩的變化，，以便對(duì)整車制動(dòng)系統(tǒng)的性能提供更準(zhǔn)確更完善的參考依據(jù)。本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)1）具有良好的制動(dòng)效能，制動(dòng)時(shí)間短，制動(dòng)反應(yīng)迅速快2）具有良好的制動(dòng)效能的穩(wěn)定性，至少配備兩條助力制動(dòng)系統(tǒng)。3）制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好，踏板或則手柄的操縱力在合適的范圍內(nèi)。4）制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好，擁有良好的受熱、受壓、受彎性能。本次制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求針對(duì)設(shè)計(jì)車型，選擇和計(jì)算出相關(guān)零部件類型，確定出制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，然后依次對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，比如：制動(dòng)器、制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸和制動(dòng)管路等。然后由相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制制動(dòng)器裝配圖，制動(dòng)主缸裝配圖和相關(guān)零件圖，并進(jìn)行主要零部件三維建模，制作簡單的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫。

制動(dòng)系統(tǒng)概述及制動(dòng)方案的確定制動(dòng)器的分類汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)鼓式制動(dòng)器，因此，需要對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行詳細(xì)闡述。鼓式制動(dòng)器出現(xiàn)早于盤式制動(dòng)器，按照制動(dòng)類型，分為內(nèi)張型和外束型兩種類型。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，通過帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的內(nèi)表面接觸，從而產(chǎn)生制動(dòng)效果。外束型鼓式制動(dòng)器也叫帶式制動(dòng)，即用過帶有摩擦片的制動(dòng)帶與制動(dòng)鼓的圓柱外表面接觸，從而產(chǎn)生制動(dòng)效果。因?yàn)閹街苿?dòng)器的制動(dòng)效能低，且穩(wěn)定性較差，故現(xiàn)代汽車已經(jīng)很少采用帶式制動(dòng)器作為汽車的制動(dòng)器了。通常所說的鼓式制動(dòng)器均指內(nèi)張型的鼓式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器按照制動(dòng)蹄的類型可分為如下：圖2.1鼓式制動(dòng)器類型按照制動(dòng)蹄的類型不同，有領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器、單向增力式制動(dòng)器、雙向增力式制動(dòng)器幾種類型。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)蹄會(huì)向兩邊張開。按照張開方向是否與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致或相反，分為領(lǐng)蹄和從蹄。制動(dòng)蹄張開的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，稱為領(lǐng)蹄；反之，則稱為從蹄。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器按照張開裝置的不同，分為：凸輪式、制動(dòng)輪缸式、鍥塊式、曲柄式等類型，目前運(yùn)用最多的是凸輪式（圖2.1（a）所示）和制動(dòng)輪缸式（圖2.1（b）所示）。凸輪式的張開裝置主要是氣壓驅(qū)動(dòng)，制動(dòng)輪缸式的張開裝置主要是液壓驅(qū)動(dòng)。如圖2.1（a）和2.1（b）所示，蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄，領(lǐng)蹄因?yàn)閺堥_方向與制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向一致，所以所受的摩擦力有增強(qiáng)作用，即摩擦力矩有“增勢(shì)”作用，又稱為增勢(shì)蹄；而從蹄式的張開方向與制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向相反，所以所受的摩擦力具有減弱作用，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱為減勢(shì)蹄。2.雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)，前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄，倒車時(shí)兩制動(dòng)蹄又均變?yōu)閺奶?，因此，又稱為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，其如圖2.1（c）所示。該種類型兩制動(dòng)輪缸式相對(duì)于制動(dòng)底板中心對(duì)稱布置，制動(dòng)摩擦力相等，故屬于平衡式制動(dòng)器。該種類型，前進(jìn)時(shí)都為領(lǐng)蹄，故有較好的制動(dòng)效能，但倒車時(shí)為從蹄，制動(dòng)效能顯著下降。常用于中級(jí)轎車的前輪。3.雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩個(gè)制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄，不管在前進(jìn)還是倒車情況下都不變。該結(jié)構(gòu)擁有兩個(gè)浮動(dòng)式的制動(dòng)蹄片，且各有一個(gè)雙活塞制動(dòng)輪缸，其結(jié)構(gòu)如圖2.1（d）所示。該種結(jié)構(gòu)類型，制動(dòng)效能較好，且制動(dòng)時(shí)左右領(lǐng)蹄的制動(dòng)力矩相等，因而摩擦片摩擦程度相當(dāng)，壽命相等。該種類型缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，且制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄的間隙調(diào)整較為困難。因?yàn)橹苿?dòng)效能好，故該種類型應(yīng)用還是比較廣泛，主要用于后輪。單向增力式制動(dòng)器單向增力式鼓式制動(dòng)器如圖2.1（e）所示，該種類型上部有一個(gè)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生推力，下部有一個(gè)推桿式兩固定的制動(dòng)蹄連接成一體，制動(dòng)時(shí)兩制動(dòng)蹄均與制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向一致，屬于領(lǐng)蹄，但分為主領(lǐng)蹄和次領(lǐng)蹄之分。主領(lǐng)蹄由于制動(dòng)輪缸的作用產(chǎn)生張力，次領(lǐng)蹄是由于祝領(lǐng)蹄的摩擦力帶動(dòng)推桿，從而產(chǎn)生張力。雙向增力式制動(dòng)器雙向增力式制動(dòng)器如圖2.1（f）所示，該結(jié)構(gòu)上部安裝有一個(gè)雙向制動(dòng)輪缸，且輪缸上方有一個(gè)不能同時(shí)使用的公用支點(diǎn)，兩制動(dòng)蹄下部安裝有推桿，使之連接為一個(gè)整體。制動(dòng)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄，沒有主、次之分，但由于制動(dòng)力矩不同，所以摩擦不均勻，摩擦片壽命不同。制動(dòng)器方案的確定在確定后輪鼓式制動(dòng)器時(shí)，需要考慮經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、制動(dòng)效能等因素，綜合以上各種鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)，選用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器作為本次設(shè)計(jì)的東風(fēng)公路客車的后輪制動(dòng)器。制動(dòng)器操縱結(jié)構(gòu)分類根據(jù)助力原的不動(dòng)，可將操縱機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式、氣壓式、液壓式和氣壓—液壓式四種類型。機(jī)械式主要依靠桿件或則鋼絲繩傳遞作用力，結(jié)構(gòu)比較簡單、工作也可靠，但機(jī)械效率低，操縱制動(dòng)踏板比較費(fèi)力，因此不適合中、大型汽車的制動(dòng)系統(tǒng)。氣壓式作用運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)的氣壓作為動(dòng)力介質(zhì)，通過氣壓增力器和真空制動(dòng)主缸等機(jī)構(gòu)進(jìn)行增壓助力，使制動(dòng)踏板或則制動(dòng)手柄操縱省力。使用該種類型能獲得較大的制動(dòng)力，但因?yàn)椴捎玫氖强蓧嚎s的氣體，所以之后時(shí)間相較于液壓要長一些，排氣時(shí)噪聲也較大。液壓式已制動(dòng)液作為動(dòng)力介質(zhì)，通過液壓增力器和液壓制動(dòng)主缸等機(jī)構(gòu)進(jìn)行增壓助力，該結(jié)構(gòu)類型操縱輕便、制動(dòng)效能好、制動(dòng)反應(yīng)也快，因此，主要運(yùn)用于中、大型汽車上。氣壓—液壓式是另一種助力制動(dòng)類型，利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動(dòng)系統(tǒng)主缸的驅(qū)動(dòng)力源的一種制動(dòng)系統(tǒng)，擁有氣壓和液壓的主要優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高、質(zhì)量比較重，目前主要運(yùn)用在大型汽車或則重型的工程裝備車輛上。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)操縱系統(tǒng)也是采用液壓助力式。液壓制動(dòng)系統(tǒng)管路的分析和布置方案的確定液壓制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到行駛安全，因此必須保證其安全可靠，且有檢測(cè)報(bào)警裝置，因此，在管路中設(shè)計(jì)時(shí)，至少要有兩套相互獨(dú)立系統(tǒng)，即便一條管路損壞，另一條管路也可以正常工作。液壓管路的布置類型較多，但主要有H型、X型和雙T型應(yīng)用較為廣泛，其余小眾類別，如HI型、LL型、HH型等類型在此不做介紹。圖2.2液壓系統(tǒng)管路的布置類型H型管路H型管路如圖2.2（a）所示，該種管路采用兩前輪共用一條液壓管路，兩后輪共用一條液壓管路，前后輪的制動(dòng)管路成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，該種類型管路布置簡單，成本較低，但缺點(diǎn)是一條管路的損壞將會(huì)增加另一條管路的負(fù)荷，會(huì)出現(xiàn)失去轉(zhuǎn)向能力（后輪管路失效）或則導(dǎo)致汽車甩尾（前輪管路失效）的現(xiàn)象發(fā)生。X型管路X型回路如圖2.2（b）所示，該種管路采用對(duì)角線上的前后輪共用一條獨(dú)立的液壓回路，即前輪的一側(cè)和后路的對(duì)稱側(cè)共用一條回路，共兩條回路，是交叉布置。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，各條管路制動(dòng)效能平衡，制動(dòng)力分配系數(shù)沒有變化，保證整車負(fù)荷穩(wěn)定，缺點(diǎn)是，一條液壓管路損壞，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力不對(duì)稱。對(duì)角線上的前、后輪共用一條管路。任一條管路出現(xiàn)故障時(shí)，制動(dòng)力減半，一般用于轎車。雙T型管路雙T型管路如圖2.2（c）所示，該種管路采用兩前輪和一后輪共用一條管路，每個(gè)前輪的兩條管路是獨(dú)立的，前輪制動(dòng)輪缸采用雙腔結(jié)構(gòu)。制動(dòng)性能較高，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高。經(jīng)過綜合比較，最終確定本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)管路選用X型管路。液壓制動(dòng)主缸方案的確定制動(dòng)主缸是液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，其作用是將踏板力轉(zhuǎn)變成液壓力，它的可靠性和穩(wěn)定性直接影響到汽車的制動(dòng)安全，因此現(xiàn)在汽車都摒棄了單回路制動(dòng)系統(tǒng)，而選用雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，即本次的制動(dòng)主缸選用串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸。串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸如圖2.3所示，第二活塞位于缸體的中間位置，將主缸分成左右兩個(gè)工作腔，每個(gè)工作腔內(nèi)的液壓經(jīng)各自的管路分別傳到前后制動(dòng)器，每個(gè)工作腔分別通過補(bǔ)償孔和回油孔與儲(chǔ)油罐相通。圖2.3串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)圖制動(dòng)時(shí)，如圖2.4所示。駕駛員踩下制動(dòng)踏板→推桿前移→第一活塞左移（此時(shí)平衡腔右腔出液壓油）→第二活塞左移（此時(shí)平衡腔左腔出液壓油）→制動(dòng)輪缸。解除制動(dòng)時(shí)，活塞在彈簧作用下回位，高壓油液從制動(dòng)管路流回制動(dòng)主缸。圖2.4串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸制動(dòng)時(shí)狀態(tài)因?yàn)槭菦Q定制動(dòng)的重要部件，因此，必須保證安全可靠，就算一條回路損壞，仍然可以進(jìn)行制動(dòng)。下面介紹兩種情況下串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸的狀態(tài)。第一制動(dòng)管路損壞第一制動(dòng)管路損壞，如圖2.5所示。其運(yùn)動(dòng)如下：后活塞運(yùn)動(dòng)至接觸前活塞→左腔高壓→第二制動(dòng)管路通油→平衡活塞兩端腔體中液壓不等→平衡活塞右移→滑動(dòng)銷下移→觸發(fā)報(bào)警開關(guān)→儀表盤上報(bào)警燈閃爍。圖2.5串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸第一制動(dòng)管路損壞時(shí)的狀態(tài)2.第二制動(dòng)管路損壞第二制動(dòng)管路損壞，如圖2.6所示。其運(yùn)動(dòng)如下：第二活塞運(yùn)動(dòng)到接觸主缸缸體→右腔高壓→第一制動(dòng)管路通油→平衡活塞兩端腔體中液壓不等→產(chǎn)生警告信號(hào)。圖2.6串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸第二制動(dòng)管路損壞時(shí)的狀態(tài)綜上分析，任何一個(gè)管路單獨(dú)損壞，回減小制動(dòng)效能，但不會(huì)危及制動(dòng)安全，需要在報(bào)警燈閃爍時(shí)，及時(shí)修理。后輪鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算后輪鼓式制動(dòng)器主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定本次以東風(fēng)商用公路客車為對(duì)象，設(shè)計(jì)一種后輪制動(dòng)的液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)參數(shù)如參數(shù)如表3.1所示。表3.1東風(fēng)商用公路客車設(shè)計(jì)參數(shù)車身長/寬/高7985mm/2450mm/3320mm軸距3800mm汽車質(zhì)心離前軸的距離2200mm汽車質(zhì)心離前軸的距離1600mm整車整備質(zhì)量7550kg最小離地間隙200mm輪胎規(guī)格7.50R20最大總質(zhì)量10350kg質(zhì)心高度（空載）1350mm質(zhì)心高度（滿載）1250mm車輪工作半徑470mm同步附著系數(shù)0.6后輪鼓式制動(dòng)器相關(guān)參數(shù)的確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù)β的確定根據(jù)公式：（3-1）得：后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定最大附著力矩的計(jì)算公式如下：（3-2）式中：Φ——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；——后軸最大制動(dòng)力矩；G——汽車滿載質(zhì)量；L——汽車軸距；其中制動(dòng)強(qiáng)度q可表示如下：q==（3-3）故后軸=因此，單邊后輪的制動(dòng)力矩為=0.61N.mm后輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取1、制動(dòng)鼓內(nèi)徑D輪胎規(guī)格為7.50R20D=20根據(jù)商用車制動(dòng)鼓內(nèi)徑D與輪轂直徑的比值在0.64～0.74取D/=0.7，則D=356mm。2、制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角β和寬度b制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角β在β=～范圍內(nèi)選取。取β=b/D>0.18B>0.18×356=64mm取b=75mm。3、摩擦襯片初始角的選取根據(jù)=-（/2）=張開力P作用線至制動(dòng)器中心的距離a根據(jù)a=0.8R得：a=0.8×177.8=142.24mm制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置k與c根據(jù)c=0.8R得：c=0.8×177.8=142.24mm5、摩擦片摩擦系數(shù)在選擇摩擦材料時(shí)，希望其污染少，熱穩(wěn)定性好，摩擦系數(shù)高，受溫度和壓力的影響小，且對(duì)人體無害。本次選取摩擦系數(shù)f=0.3。后輪鼓式制動(dòng)器制動(dòng)因數(shù)的計(jì)算本次選用的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，即有兩塊制動(dòng)蹄，分別為領(lǐng)蹄和從蹄，下面分別對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)因素計(jì)算。領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄因數(shù)鼓式制動(dòng)器受力如圖3.1所示。圖3.1鼓式制動(dòng)器簡化受力圖根據(jù)公式（3-5）h/b=2;c/b=0.8得=0.792、從蹄制動(dòng)蹄因數(shù)：根據(jù)公式（3-6）得=0.48后輪鼓式制動(dòng)器主要零部件材料的選取1、摩擦材料制動(dòng)摩擦材料時(shí)制動(dòng)的最后環(huán)節(jié)，因此，要求摩擦材料耐磨，摩擦系數(shù)好，熱穩(wěn)定性好，具有較好的抗壓、抗彎、抗剪切和耐沖擊性能，而且制動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生太大噪聲、不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，對(duì)人體和環(huán)境危害小。當(dāng)前，大多汽車制動(dòng)器的摩擦片采用模壓材料，該種材料以石棉纖維為主要材料，混合有一些課調(diào)節(jié)摩擦性能的填充劑、樹脂粘接劑、噪聲消除劑等材料，然后按照制動(dòng)蹄外形尺寸，高溫模壓成型。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)鼓摩擦材料選用模壓材料。摩擦襯片厚度為轎車4．5mm～5mm；貨車多為8mm以上，本次取摩擦襯片厚度為10mm。2、制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓與摩擦襯片匹配，因此需要要求制動(dòng)鼓工作表面具有較好的摩擦系數(shù)、剛度、熱穩(wěn)定性，能抗壓、耐沖擊，摩擦?xí)r噪聲不大等特質(zhì)。本次設(shè)計(jì)制動(dòng)鼓材料選擇HT20-40。制動(dòng)鼓與輪轂連接，保證與輪轂同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過對(duì)中的圓柱表面配合定位，與摩擦襯片配合的內(nèi)工作表面需要精加工。制動(dòng)鼓的厚度會(huì)直接影響剛度和強(qiáng)度，因此需要取大些，但實(shí)驗(yàn)表明，壁厚在11～20mm之間，摩擦表面的溫度變化不大，現(xiàn)實(shí)中，經(jīng)驗(yàn)規(guī)定，家用轎車壁厚為7mm～12mm，中、重和客車等商用汽車為13mm～18mm。本次選擇制動(dòng)鼓厚度為15mm。3、制動(dòng)蹄制動(dòng)蹄材料選取為HT200，制動(dòng)蹄腹板厚度，轎車的約為3mm～5mm；貨車、客車的約為5mm～8mm，本次取制動(dòng)蹄厚度為6mm。4、制動(dòng)底板制動(dòng)底板上安裝有各制動(dòng)零部件，是一個(gè)基體需要保證各零件之間的正確安裝位置，制動(dòng)底板會(huì)承受著制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩，因此要求其有足夠的剛度。本次設(shè)計(jì)制動(dòng)底板選用45號(hào)鋼。5、制動(dòng)蹄的支承制動(dòng)蹄的支撐應(yīng)能夠保證制動(dòng)蹄正確的安裝位置，避免側(cè)向偏置，材料可選擇45號(hào)鋼，然后進(jìn)行淬火處理。制動(dòng)蹄上回安裝有一個(gè)壓緊裝置是制動(dòng)蹄保持正確位置不動(dòng)。6、制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸選用的是雙活塞式制動(dòng)輪缸，選用華賽是制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)工作簡單，制動(dòng)可靠，布置也方便，因此得到廣泛運(yùn)用。制動(dòng)輪缸的缸體選料選擇HT250鑄造，活塞可由鋁合金制造，活塞外端有頂塊，其主要作用為支撐插入槽中的制動(dòng)蹄端部接頭，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。

液壓制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)后輪制動(dòng)輪缸直徑及工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)公式（4-1）式中：p——制動(dòng)工作狀態(tài)下制動(dòng)輪缸的液壓，p=8Mp～12Mp，本次取p=10MpP——制動(dòng)狀態(tài)下受到的壓力，對(duì)于客車后輪一般取6500N以上，本次取P=7065N則：=30mm根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此選取制動(dòng)輪缸直徑為30mm。一個(gè)輪缸的工作容積根據(jù)公式（4-2）式中：——一個(gè)輪缸活塞的直徑；n——輪缸活塞的數(shù)目；δ——一個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程：δ可取2mm-2.5mm，本次設(shè)計(jì)取δ=2mm——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。得：=2826mm制動(dòng)主缸直徑及工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積=1.1V式中：V——前后輪缸的總的工作容積，該車選用的是后鼓式制動(dòng)器，假設(shè)各制動(dòng)器容易一樣，則總工作容積V=4VW1=4×2826=11305mm3，正常情況下，前輪制動(dòng)力矩要設(shè)計(jì)大一些，即前輪制動(dòng)輪缸的工作容積為后輪的1.3～1.4，取1.38，得前輪制動(dòng)輪缸的工作容積為Vw2=3925mm3，則計(jì)算出總工作容積為：V=2Vw1+2VW2=13502mm3——制動(dòng)軟管在掖壓下變形而引起的容積增量；則客車的制動(dòng)主缸的工作容積可取為=1.1V=1.1×13502=14852.2mm主缸直徑和活塞行程S根據(jù)公式：（4-3）一般S=(0.8-1.2)d取S=d得===26.65mm根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此主缸直徑為28mm。==28mm制動(dòng)踏板力與踏板行程制動(dòng)踏板力根據(jù)公式：（4-4）式中：——制動(dòng)主缸活塞直徑；P——制動(dòng)工作狀態(tài)下制動(dòng)輪缸的液壓，p=8Mp～12Mp，本次取p=10Mp；——制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比；取=4；——制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，可取=0.85～0.95。取=0.9根據(jù)上式得：=1710N>300N所以需要加裝液壓助力器。式中：：液壓助力比，取6。=1710/6=285.1N<300N所以符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求。制動(dòng)踏板工作行程制動(dòng)踏板的工作行程xp可用如下公式表示：（4-5）式中：——制動(dòng)主缸推桿與活塞的間隙，一般取1.5～2mm；本次設(shè)計(jì)取=2mm；——制動(dòng)主缸活塞空行程，本次設(shè)計(jì)取=2mm；Sm——制動(dòng)主缸活塞行程，以上求得為28mm根據(jù)上式得：=128mm＜150mm符合設(shè)計(jì)要求。

制動(dòng)性能的分析汽車制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)器和制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。本章將對(duì)汽車的制動(dòng)性能做分析和計(jì)算。制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車制動(dòng)性能主要包括以下三個(gè)方面：1）制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離s和制動(dòng)減速度j；2）制動(dòng)效能的穩(wěn)定性，即抗衰退的能力；3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向的能力。制動(dòng)效能制動(dòng)效能是指在汽車在良好路面上行駛時(shí)，然后制動(dòng)剎車所產(chǎn)生的制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度的統(tǒng)稱。制動(dòng)效能是制動(dòng)性能中比較重要的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。制動(dòng)距離越小，制動(dòng)減速度越大，汽車月容易制動(dòng)，則汽車的制動(dòng)效能就越好。制動(dòng)減速度汽車的最大減速度由下式確定：(5-1)由此得出(5-2)式中：——汽車所受重力，N——附著系數(shù)，取得0.7g——重力加速度，=9.8m/s2v——制動(dòng)初速度，m/s.故最大減速度=0.7g=6.86m/s客車制動(dòng)減速度應(yīng)在5.8—7m/s,所以符合要求。制動(dòng)距離S對(duì)于公路客車，制動(dòng)距離公式如下：制動(dòng)距離S=(5-3)式中：——機(jī)構(gòu)制動(dòng)滯后時(shí)間，取0.2s——制動(dòng)器制動(dòng)力增長過程所需時(shí)間，取0.6s+——制動(dòng)作用時(shí)間，一般在0.2s～0.9s之間v——制動(dòng)初速度，由表取為80km/h將數(shù)據(jù)帶入公式（5-3）求得：

我國一般要求制動(dòng)減速度j不小于0.6g(5.88m／s2)，對(duì)于小型客車（9座以下）和輕型貨車（總重3.5t以下）制動(dòng)初速度50～80km/h、踏板力不大于500N;由以上計(jì)算及表可得制動(dòng)距離S=41.1m<=50.7m。故該制動(dòng)系的制動(dòng)距離滿足使用要求。制動(dòng)效能的穩(wěn)定性制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。因?yàn)橹苿?dòng)過程實(shí)際上是把汽車行駛的動(dòng)能通過制動(dòng)器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動(dòng)器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時(shí)的制動(dòng)效能，已成為設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮的一個(gè)重要問題。制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動(dòng)時(shí)汽車給定路徑行駛的能力來評(píng)價(jià)。若制動(dòng)時(shí)發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗(yàn)。制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。2）制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動(dòng)時(shí)某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是在高速制動(dòng)時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。駐車制動(dòng)的計(jì)算1)汽車可能停駐的極限上坡路傾斜角=式中：：車輪與輪面摩擦系數(shù)，取0.7；：汽車質(zhì)心至前軸間距離，為2.2m；：軸距，為3.8m。：汽車質(zhì)心高度，為1.25m。最大停駐坡高度應(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==18.23最大停駐坡高度應(yīng)不小于16%～20%，故符合要求。

總論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以東風(fēng)商用車公路客車為對(duì)象，設(shè)計(jì)一種后輪制動(dòng)的液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)初，查閱先關(guān)書籍和文獻(xiàn)，更深入了解液壓助力操縱式鼓式制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理。然后針對(duì)本次設(shè)計(jì)車型，確定主要零部件的類型和結(jié)構(gòu)，比如：制動(dòng)器選擇領(lǐng)從蹄式鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)管路選擇X型管路，制動(dòng)主缸選擇串聯(lián)雙腔式制動(dòng)主缸，制動(dòng)輪缸選擇雙活塞式制動(dòng)輪缸，最終確定總體設(shè)計(jì)方案。然后對(duì)制動(dòng)器、操縱機(jī)構(gòu)和制動(dòng)性能進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算，最終得出本次設(shè)計(jì)參數(shù)。本次設(shè)計(jì)，我收集和查閱了大量的相關(guān)資料，認(rèn)真整理和分析了設(shè)計(jì)流程和制動(dòng)系統(tǒng)原理。期間也有大量的問題不懂，但最終都通過詢問或自我學(xué)習(xí)得到解決，期間不乏一些撥云見霧的喜悅，也有攪盡腦汁的惆悵，很值得回味的一段歷程。通過本次設(shè)計(jì)，我的知