《制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算案例綜述》2500字

制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u6028制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算案例綜述 113891.1鼓式制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1318701.1.1制動(dòng)鼓 1142341.1.2制動(dòng)蹄 2158841.1.3制動(dòng)底板 2310621.1.4制動(dòng)蹄的支撐 2147881.1.5張開機(jī)構(gòu) 2181861.1.6摩擦材料 28241.1.7制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 3295981.2.1制動(dòng)臂的計(jì)算 42001.2.2制動(dòng)凸輪軸的計(jì)算 558001.2.3制動(dòng)蹄支撐銷剪切應(yīng)力計(jì)算 6214071.2.4制動(dòng)蹄鉚釘強(qiáng)度校核 71.1鼓式制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1.1制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓在摩擦過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱和力矩，故需要從強(qiáng)度與熱容量的方面對(duì)制動(dòng)鼓進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。制動(dòng)鼓最重要的工作面是內(nèi)圓面，且需通過與摩擦片的接觸產(chǎn)生摩擦力，故選擇制動(dòng)鼓的材料時(shí)需要考慮摩擦襯片的材料。制動(dòng)鼓有以下幾種類型的結(jié)構(gòu)[25][26]：（1）整體鑄造式：灰鑄鐵制造的整體式鑄造而成的制動(dòng)鼓可以通過添加Cr元素來提高制動(dòng)鼓的強(qiáng)度，此種形式的制動(dòng)鼓組成結(jié)構(gòu)較為簡單，具有加工制造便利、兼顧熱容量大的優(yōu)點(diǎn)。一般多采用與中型以上商用車。（2）組合式：組合式制動(dòng)鼓最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是可以采用不同的材料進(jìn)行加工。若需要保證制動(dòng)鼓與摩擦襯片配合面的溫升不超過額定值，可采用鑄鐵鑄出外圓，然后與制動(dòng)鼓相連的部分采取其他金屬，如沖壓制造出來的鋼板、鋁合金等合金類，能夠有效的降低制動(dòng)鼓的質(zhì)量。組合式制動(dòng)鼓多用于輕型車上，且加工有一定難度，故本次設(shè)計(jì)采用整體鑄造式制動(dòng)鼓。制動(dòng)鼓壁在制動(dòng)時(shí)會(huì)承受來自周向的摩擦力的合力產(chǎn)生的力矩，需要一定壁厚來滿足需求的強(qiáng)度剛度，否則會(huì)發(fā)生變形和扭曲破裂，影響使用壽命。當(dāng)超過11mm時(shí)，厚度的增加不會(huì)再增加熱容量，此處取壁厚15mm。1.1.2制動(dòng)蹄翼板厚度：此處取8mm。摩擦襯片厚度：此處取10mm。襯片的連接形式也很重要。若采用粘貼的方法，則粘接后可以通過調(diào)整制動(dòng)蹄位置使襯片的磨損均勻，減少了更換襯片的次數(shù)，但需要更換時(shí)較為復(fù)雜和麻煩；采用鉚接的連接方式的噪聲較小。1.1.3制動(dòng)底板除去制動(dòng)鼓外，制動(dòng)底板是其他零部件裝配或定位的基準(zhǔn)，在制動(dòng)時(shí)制動(dòng)底板會(huì)承受來自支撐銷處的制動(dòng)反力以及反力矩，若制動(dòng)底板發(fā)生變形和扭曲，如同軸度、圓柱度等等技術(shù)要求則無法保證，因此需要較高的精度和較高的強(qiáng)度剛度。為此，不選擇鑄件而選擇沖壓成型的鋼件。大型客車、半掛車和掛車則可采用可鍛鑄鐵，此處選擇KTH370-12作為制動(dòng)底板材料。1.1.4制動(dòng)蹄的支撐制動(dòng)蹄應(yīng)能繞支撐處進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，且需要根據(jù)不同磨損程度的摩擦片調(diào)整制動(dòng)蹄間隙以及制動(dòng)蹄工作時(shí)張開的接觸情況，保證制動(dòng)蹄的定位精度等等要求，故制動(dòng)蹄的支撐應(yīng)能進(jìn)行調(diào)整。采用特定的支撐銷可以穩(wěn)固的保持制動(dòng)蹄安裝在正確的位置，避免發(fā)生擺振使得定位產(chǎn)生誤差。1.1.5張開機(jī)構(gòu)制動(dòng)凸輪軸的材料選取需要保證其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，故選擇45號(hào)鋼。通過數(shù)控機(jī)床對(duì)凸輪輪廓進(jìn)行加工后進(jìn)行相應(yīng)熱處理得到一體式制動(dòng)凸輪軸。凸輪及其凸輪軸通過制動(dòng)底板上套有的凸輪軸套支撐。1.1.6摩擦材料摩擦材料最主要的選擇條件是其摩擦系數(shù)，對(duì)于摩擦系數(shù)而言，需要高且穩(wěn)定、較好的熱穩(wěn)性、避免溫升過高時(shí)導(dǎo)致摩擦系數(shù)的驟降；同時(shí)，材料具有較好的耐磨性能夠有效的提高摩擦襯片的使用壽命；較低的吸水率能夠在涉水路面保持較好的穩(wěn)定性；較低的壓縮率、熱傳到率和熱膨脹率能夠保持制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性；此外，制動(dòng)時(shí)應(yīng)以不產(chǎn)生過大噪聲、不產(chǎn)生危害環(huán)境的不良?xì)怏w，應(yīng)盡量選擇對(duì)環(huán)境、對(duì)人體無危害或危害極小的摩擦材料，故選取粉末冶金作為摩擦襯片材料。根據(jù)GB5763——1998中，本次設(shè)計(jì)符合摩擦片的第三類使用要求。1.1.7制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)為保證制動(dòng)鼓能夠自由的進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)器間隙十分重要，一般來說，鼓式制動(dòng)器的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)表明：0.2~0.5mm較為合適，若間隙過高會(huì)造成制動(dòng)踏板或制動(dòng)手柄的工作行程的損失導(dǎo)致瞬時(shí)響應(yīng)性較差。因此，該制動(dòng)器間隙應(yīng)盡可能的小。對(duì)于制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法，本次設(shè)計(jì)采取凸輪張開裝置的調(diào)整方法。采取制動(dòng)調(diào)整臂來進(jìn)行調(diào)整，具體如下：為了與制動(dòng)凸輪軸外花鍵相連接，在制動(dòng)調(diào)整臂內(nèi)裝有調(diào)整渦輪，而渦輪內(nèi)圈則開出內(nèi)花鍵。調(diào)整蝸桿則與調(diào)整渦輪連接，在調(diào)整蝸桿軸的外端放入鎖止塊與彈簧，將鎖止塊摁如臂體空腔，壓縮彈簧，則調(diào)整蝸桿的限位狀態(tài)被解除，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整蝸桿，經(jīng)過蝸輪蝸桿副的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)到需要調(diào)節(jié)到的位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)整間隙的目的。結(jié)束調(diào)整時(shí)，將鎖止塊松開，彈簧將調(diào)整塊頂出，調(diào)整蝸桿被鎖止，調(diào)整間隙過程結(jié)束。1.1制動(dòng)調(diào)整臂1.2鼓式制動(dòng)器主要零件的強(qiáng)度計(jì)算1.2.1制動(dòng)臂的計(jì)算圖1.2制動(dòng)臂示意圖上式結(jié)構(gòu)圖中，張開力P作用通過臂體傳遞到制動(dòng)凸輪軸，對(duì)界面A-A進(jìn)行強(qiáng)度校核。取參數(shù)b=250mm；a=50mm；P=FA-A截面的彎矩：TA-A截面的轉(zhuǎn)矩：T=P根據(jù)第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件有：σ=式中：W——抗彎截面系數(shù)，此處d=100mm、c=50mm，橢圓形有W=π[σ]——許用應(yīng)力，采用45號(hào)鋼，許用應(yīng)力取120MPa。1.2.2制動(dòng)凸輪軸的計(jì)算圖1.3凸輪軸示意圖汽車進(jìn)行制動(dòng)行為時(shí)，凸輪軸承受制動(dòng)氣室通過制動(dòng)搖桿傳遞的轉(zhuǎn)矩作用，由因?yàn)榛ㄦI軸處軸徑最小，且有集中應(yīng)力，故在花鍵軸處出現(xiàn)危險(xiǎn)截面，對(duì)外花鍵小徑進(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核：T=Wτ式中：d——凸輪軸內(nèi)徑，此處取36mm；T——制動(dòng)凸輪軸所受的轉(zhuǎn)矩；Wn[τ]——凸輪軸材料許用剪切應(yīng)力，此處取45MPa。1.2.3制動(dòng)蹄支撐銷剪切應(yīng)力計(jì)算圖1.4制動(dòng)蹄支撐示意圖采用簡化方式進(jìn)行計(jì)算：若找出制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄接觸點(diǎn)，對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行受力分析，分別作出法向與切向方向的合力N1、N兩蹄分別繞中心距O點(diǎn)其矩，得SS一般來說，S1取支撐銷