課程設(shè)計(jì)小型轎車后輪鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)

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1、 課 程 設(shè) 計(jì) 小型轎車后輪鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院： 年 月  東北林業(yè)大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 小型轎車后輪鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院： 題目名稱：小型轎車后輪鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計(jì)劃、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求） 內(nèi)容： 1． 設(shè)計(jì)轎車后輪鼓式制動(dòng)器 2． 繪制鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)裝配圖 工作進(jìn)度安排： 階段 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù)

2、 時(shí)間 1 設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備 準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)。分析設(shè)計(jì)任務(wù)及給定資料、總體布置，小組成員分工。 2 2 總體設(shè)計(jì) 方案構(gòu)思、算則與方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、總體布置。 5 3 繪圖 用CAD軟件繪圖。 5 4 編寫說(shuō)明書 設(shè)計(jì)圖的校對(duì)；說(shuō)明書撰寫。 2 5 答辯 其中： 參考文獻(xiàn)篇數(shù)： 說(shuō)明書字?jǐn)?shù)： 圖紙張數(shù)： 4篇以上 3000字以上 折合A0圖紙2張，其中至少1張裝配圖 專業(yè)負(fù)責(zé)人意見(jiàn) 簽名： 年 月 日 小型轎車后輪鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 摘 要 隨著汽車保有量的增加，帶來(lái)的安全問(wèn)

3、題也越來(lái)越引起人們的注意，制動(dòng)系統(tǒng)是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。如何開(kāi)發(fā)出高性能的制動(dòng)器系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問(wèn)題。另外，隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何縮短開(kāi)發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)效率，降低成本等，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。 本說(shuō)明書主要介紹了小型轎車（0.9t）后輪鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零部件的參數(shù)選擇的設(shè)計(jì)過(guò)程。 關(guān)鍵詞：汽車；鼓式制動(dòng)器 目錄 摘要 1 緒論 1 1.1 概述 1 1.2 設(shè)計(jì)要求 1 1.3 設(shè)計(jì)目標(biāo) 1 2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇 2 2.1 制動(dòng)鼓直徑或半徑 2 2.2 制動(dòng)蹄

4、摩擦襯片的包角和寬度 2 2.3 摩擦襯片起始角0 2 2.4 張開(kāi)力的作用線至制動(dòng)器中心的距離 2 2.5 制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置與 2 2.6 摩擦片系數(shù) 2 2.7 制動(dòng)輪缸直徑和管路壓力 2 3制動(dòng)蹄片上制動(dòng)力矩的有關(guān)計(jì)算 3 4 鼓式制動(dòng)器主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 4 4.1 鼓式制動(dòng)器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 4.1.1 制動(dòng)鼓 4 4.1.2 制動(dòng)蹄 4 4.1.3 制動(dòng)底板 4 4.1.4 制動(dòng)蹄的支撐 4 4.1.5 制動(dòng)輪缸 4 4.1.6 自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu) 4 4.1.7 制動(dòng)蹄回位彈簧 4 4.2 校核 4 4.2.1 摩擦力矩和摩

5、擦材料的校核 4 4.2.2 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 4 4.2.3 制動(dòng)蹄支撐銷剪切應(yīng)力的校核計(jì)算 4 結(jié)論 5 參考文獻(xiàn) 6 附錄 7 致謝 8 4 鼓式制動(dòng)器主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 1 緒論 1.1 概述 車輛的制動(dòng)性能是車輛主動(dòng)安全性能中最重要的性能之一。汽車制動(dòng)性能是由汽車的制動(dòng)系統(tǒng)決定的，它主要是給安全行駛提供保證，其中其制動(dòng)器性能的優(yōu)劣將直接影響汽車整體性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到駕乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，重大交通事故往往與制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)、緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力等情況有關(guān)，因此汽車的制動(dòng)性能是汽車安全行駛的重要保障。汽車的制動(dòng)過(guò)程是很復(fù)雜

6、的，它與汽車總布置和制動(dòng)系各參數(shù)選擇有關(guān)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)主要由功能裝置、傳能裝置、控制裝置和制動(dòng)器組成，制動(dòng)器的實(shí)際性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜和最不穩(wěn)定的因素，因此制動(dòng)器的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中顯得非常重要。 1.2 設(shè)計(jì)要求 已知小型轎車后輪制動(dòng)鼓內(nèi)徑為180mm，制定出后輪鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案，確定計(jì)算制動(dòng)器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制裝配圖和零件圖。 具體要求： （1） 具有足夠的制動(dòng)效能。 （2） 工作可靠 （3） 在任何條件下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)該喪失操作性和方向穩(wěn)定性。 （4） 防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。 （5） 制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。

7、 （6） 操縱輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。 （7） 制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。 （8） 作用滯后性應(yīng)盡可能好。 （9） 摩擦襯片應(yīng)有足夠的壽命。 （10） 摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。 （11） 當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障時(shí)并使其基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警提示。 1.3 設(shè)計(jì)目標(biāo) （1） 具有良好的制動(dòng)效能 （2） 具有良好的制動(dòng)效能穩(wěn)定性 （3） 制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好 （4） 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好

8、 2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇 2.1 制動(dòng)鼓直徑或半徑 已知制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑直徑，車型為轎車。 2.2 制動(dòng)蹄摩擦片襯片的包角和寬度 制動(dòng)蹄片的包角可在范圍內(nèi)選取，試驗(yàn)表明，制動(dòng)蹄摩擦襯片的包角在時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度也最低，且制動(dòng)效能最高。再減小雖有利于散熱，但由于壓力過(guò)高將加速磨損。一般也不宜大于，因過(guò)大不僅不利于散熱，而且易使制動(dòng)作用不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。 此設(shè)計(jì)取。 摩擦襯片寬度較大可以降低單位壓力、減少磨損，但過(guò)大則不宜保證與制動(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(guò)的條件來(lái)選擇襯片寬度的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按摩擦襯片的產(chǎn)品規(guī)格選擇值。另外根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料

9、可知，單個(gè)鼓式制動(dòng)器襯片的摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大，如表1所示。而單個(gè)襯片的摩擦面積又決定于制動(dòng)鼓半徑、襯片寬度及包角，即 式中：是以弧度（rad）為單位，當(dāng)，, 確定后，由上式也可初選襯片寬度的尺寸。 表1 汽車類別 汽車總質(zhì)量 單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積 轎車 制動(dòng)器各蹄摩擦襯片總摩擦面積愈大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積正壓力愈小，從而磨損亦愈小。 此設(shè)計(jì)總質(zhì)量取，單個(gè)摩擦襯片摩擦面積取，由可得 2.3 摩擦襯片起始角 摩擦起始角。所以，

10、可得。 2.4 張開(kāi)力的作用線至制動(dòng)器中心的距離 在保證制動(dòng)輪缸能布置在制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。初定。即。 2.5 制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置與 制動(dòng)蹄支撐銷中心的坐標(biāo)位置應(yīng)盡可能地小，以使盡可能地大，初定。即 ； 。 初選，則由 可得 2.6 摩擦片系數(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)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單純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，后者對(duì)蹄式制

11、動(dòng)器式非常重要的。各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值為，少數(shù)可達(dá)。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般取。一般來(lái)說(shuō)，摩擦系數(shù)越高的材料，其耐磨性愈差。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高的摩擦系數(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時(shí)，保持摩擦系數(shù)已無(wú)大問(wèn)題。因此，在假設(shè)的理想材料下計(jì)算制動(dòng)器制動(dòng)力矩，取可使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際。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(wú)害的材料。 此設(shè)計(jì)初選 。 2.7 制動(dòng)輪缸直徑和管路壓力 制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸簡(jiǎn)為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟?/p>

12、有鋼制的開(kāi)槽頂塊，以支撐差插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。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)斷面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞，少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞。 此設(shè)計(jì)主動(dòng)輪缸缸體選用灰鑄鐵HT250材料，活塞選用鋁合金材料；有兩個(gè)等直徑活塞并用橡膠密封圈密封。 （1）制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄或制動(dòng)塊的作用力與輪缸直徑及制動(dòng)輪缸中液壓的液壓之間有如下關(guān)系式： 式中：——考慮制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，。 制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò)，壓力越高則輪缸直徑越小，但對(duì)管

13、路尤其是制動(dòng)軟管及管接頭則提出了更高的要求，對(duì)軟管的耐壓性、強(qiáng)度以及接頭的密封性的要求就更加嚴(yán)格。 輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為14.5,16,17.5,19,20.5,22,24,26,28,30,32,35,38,42,46,50,56mm。 一個(gè)輪缸的工作容積 此設(shè)計(jì)取， 可得 式中：——一個(gè)輪缸活塞的直徑，mm； ——輪缸的活塞數(shù)目； ——一個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程：

14、 在初步設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器可??； ——消除制動(dòng)器與制動(dòng)鼓間的間隙所需要的輪缸活塞行程； ——由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞行程，可根據(jù)襯片的厚度、材料的彈性模量及單位壓力值來(lái)計(jì)算； 、——分別為鼓式制動(dòng)器制動(dòng)蹄的變形而引起的輪缸活塞行程，其值由實(shí)驗(yàn)確定。 全部輪缸的總工作容積為 式中：——輪缸的數(shù)目。 （2）活塞桿外徑 可根據(jù)活塞桿受力狀況來(lái)確定， 受拉力作用時(shí)， 。 受壓力作用時(shí)：時(shí)， ； 時(shí)，；時(shí), 。 已知，所以可知

15、 （3）缸筒長(zhǎng)度 缸筒長(zhǎng)度L由最大工作行程長(zhǎng)度加上各種結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定，即： 式中：為活塞的最大工作行程；為活塞寬度，一般為；為活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度，?。粸榛钊麠U密封長(zhǎng)度，由密封方式定；為其他長(zhǎng)度。一般缸筒的長(zhǎng)度最好不超過(guò)內(nèi)徑的倍。 此設(shè)計(jì)輪缸缸筒長(zhǎng)度選。 （4）缸體壁厚 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)材料選用HT250，是脆性材料，所以按第二強(qiáng)度理論計(jì)算， 式中: 為試驗(yàn)壓力,當(dāng)缸的額定壓力時(shí),;當(dāng)缸的額定壓力時(shí),； 。 經(jīng)查表可知，，所以可計(jì)算出 且符合強(qiáng)度要求。 3 制動(dòng)蹄片上制動(dòng)力矩的有關(guān)計(jì)算 理論分析可知，制動(dòng)器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對(duì)制動(dòng)器因

16、數(shù)有很大的影響。掌握制動(dòng)蹄摩擦面上的壓力分布規(guī)律，有助于正確分析制動(dòng)器因數(shù)。在理論上比較困難，因?yàn)槌四Σ烈r片有彈性容易變形外，制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄以及支撐也會(huì)有彈性變形，但與摩擦襯片的變形量相比，則相對(duì)很小，因此在通常的近似近似計(jì)算中只考慮摩擦襯片的徑向變形的影響，其他零件的影響較小，可以忽略不計(jì)，即通常做如下一下假定： （1） 制動(dòng)鼓、蹄為絕對(duì)剛性； （2） 在外力作用下，變形僅發(fā)生在摩擦襯片上； （3） 壓力與變形符合胡克定律。 制動(dòng)蹄可設(shè)計(jì)成一個(gè)自由度和兩個(gè)自由度的形式。其中繞支撐銷轉(zhuǎn)動(dòng)的蹄片只有一個(gè)自由度。此設(shè)計(jì)采用一個(gè)自由度的形式。 如所示，制動(dòng)蹄在張開(kāi)力作用下繞支撐銷點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)張

17、開(kāi)，設(shè)其轉(zhuǎn)角為，則蹄片上某任意點(diǎn)的位移為 由于制動(dòng)鼓剛性對(duì)制動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的限制，則其徑向位移分量將受壓縮，徑向壓縮為 即 從中的幾何關(guān)系可看到 因?yàn)闉槌Ａ?，單位壓力和變形成正比，所以蹄片上任意一點(diǎn)壓力可寫成 亦即，制動(dòng)蹄片上壓力與正弦分布，其最大壓力作用在與連線成的徑向線上。 在計(jì)算鼓式制動(dòng)器時(shí)，必須建立制動(dòng)蹄對(duì)制動(dòng)鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動(dòng)

18、力矩之間的關(guān)系。 為了計(jì)算有一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力均，在摩擦襯片表面上取一橫向單元面積，并使其位于與軸的交角處，如所示。若令摩擦襯片的寬度為，則單元面積為.其中為制動(dòng)鼓半徑，為單元面積的包角。制動(dòng)鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為： 而摩擦力產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為： 在至區(qū)段上積分上式，得： 當(dāng)法向力均勻分布時(shí)，則有：

19、 由式和式可求出不均勻系數(shù)： 式及式給出的是由壓力計(jì)算制動(dòng)力矩的方法，在實(shí)際計(jì)算中，也可采用由張開(kāi)力計(jì)算制動(dòng)力矩的方法，且更為方便。 增勢(shì)蹄產(chǎn)生的制動(dòng)力矩可表達(dá)如下： 式中：——摩擦系數(shù) ——單元法向力的合力，N; ——摩擦力的作用半徑（見(jiàn)圖4）， 若已知制動(dòng)蹄的幾何參數(shù)及法向壓力的大小，便可用式算出蹄的制

20、動(dòng)力矩。 如圖4所示，為了求得力與張開(kāi)力的關(guān)系式，寫出制動(dòng)蹄上力的平衡方程式： 式中：——支承反力在軸上的投影； ——軸與力的作用線之間的夾角。 對(duì)式求解，得： 式中： （見(jiàn)圖4） 將式代入式，得增勢(shì)蹄的制動(dòng)力矩為： 由可得 對(duì)于減勢(shì)蹄可類似地表示為： 由可得 為了確定,及，，必

21、須求出法向力及其分量。如果將（見(jiàn)圖3）看做是它投影在軸和軸上的分量和的合力，則根據(jù)式有： 式中： 。 因此： 由 可知 所以 由于設(shè)計(jì)時(shí)兩個(gè)摩擦襯片對(duì)稱布置，所以有。 根據(jù)式和式，并考慮到： 則有： 同理可

22、得 如果順著制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄和你這制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄的和角不同，顯然兩種蹄的和值也不同。對(duì)具有兩蹄的制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其制動(dòng)鼓上的制動(dòng)力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即： 對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)器，由于，故所需的張開(kāi)力為： 由上式可知 計(jì)算蹄式制動(dòng)器時(shí)，必須檢查蹄有無(wú)自鎖的可能。由式得出自鎖條件，當(dāng)該式的分母等于零時(shí)，蹄自鎖，既蹄式制動(dòng)器的自鎖條件為：

23、 如果式： 成立，則不會(huì)自鎖。 由已知條件可知，所以不會(huì)自鎖。 由式和式可求出領(lǐng)蹄表面的最大壓力為： 式中：,,, ,, ——圖4； , ——圖3； ——摩擦襯片寬度/mm。 ——摩擦系數(shù)。 4 鼓式制動(dòng)器主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 4.1 鼓式制動(dòng)器主要零部件設(shè)計(jì) 4.1.1 制動(dòng)鼓 制動(dòng)鼓應(yīng)該具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不超過(guò)其極限值。制動(dòng)鼓的材料應(yīng)與摩擦襯片的材料相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)

24、并使工作表面磨損均勻。 中型、重型載貨汽車和中型、大型客車多采用灰鑄鐵HT200或合金鑄造的制動(dòng)鼓；輕型貨車和一些轎車采用由鋼板沖壓成形的腹板與鑄鐵鼓筒部分鑄成一體的組合式制動(dòng)鼓；帶有灰鑄鐵內(nèi)鼓筒的鑄鋁合金制動(dòng)鼓在轎車上得到了廣泛的應(yīng)用。鑄鐵內(nèi)鼓筒與鋁合金制動(dòng)鼓本體也是鑄到一起的，這種內(nèi)鑲一層珠光體組織的灰鑄鐵作為工作表面，其耐磨性和散熱性都很好，而且減少了質(zhì)量。 在工作載荷作用下制動(dòng)鼓會(huì)變形，導(dǎo)致蹄與鼓之間的單位壓力不均勻，且會(huì)減少踏板行程。鼓筒變形后圓柱度過(guò)大時(shí)也易引起制動(dòng)器的自鎖或踏板振動(dòng)。為防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)提高制動(dòng)鼓的剛度。為此，沿鼓口的外援鑄有整圈的加強(qiáng)肋條，也常加鑄一些軸

25、向肋條以提高其散熱性能。也在鋼板沖壓的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)離心澆鑄上合金鑄鐵內(nèi)鼓筒，組合構(gòu)成制動(dòng)鼓。轎車制動(dòng)鼓厚度建議范圍是。 此設(shè)計(jì)制動(dòng)鼓選用灰鑄鐵HT200材料，厚度選擇8mm。 4.1.2 制動(dòng)蹄 轎車和微型、輕型載貨汽車的制動(dòng)蹄廣泛采用T型鋼輾壓或鋼板沖壓—焊接制成；大噸位載貨汽車的制動(dòng)蹄則多采用鑄鐵、鋼鑄或鑄鋁合金制成。制動(dòng)蹄的結(jié)構(gòu)尺寸和斷面形狀應(yīng)保證其剛度好，但小型車用鋼板制的制動(dòng)蹄腹板上有時(shí)開(kāi)有一兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，使蹄的彎曲剛度小些，以便使制動(dòng)蹄摩擦襯片與制動(dòng)鼓之間的接觸壓力均勻，因而使襯片的磨損較均勻，并可減少制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。重型汽車制動(dòng)蹄的斷面有工字型、山字形和Ⅱ字

26、形幾種。 制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車為3~5mm；火車為5~8mm。摩擦襯片的厚度，轎車多為4.5~5mm，貨車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在制動(dòng)蹄上，粘貼的允許其磨損厚度較大，使用壽命增長(zhǎng)，但不易更換襯片；鉚接的噪聲較小。 此設(shè)計(jì)制動(dòng)蹄選用灰鑄鐵HT200材料，制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度為3mm，摩擦襯片選用金屬基材料，厚度為4.5mm。 4.1.3 制動(dòng)底板 制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)有足夠的制動(dòng)反力矩。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均具有凹凸起伏的形狀。重型汽車則采用可鍛鑄鐵KTH37

27、0—12的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。 此設(shè)計(jì)制動(dòng)底板選用45鋼材料。 4.1.4 制動(dòng)蹄的支撐 二自由度制動(dòng)蹄的支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自動(dòng)定位。 具有長(zhǎng)支撐銷的支撐能可靠地保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開(kāi)機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開(kāi)槽供制動(dòng)蹄腹板張開(kāi)插入，以保持制動(dòng)蹄的正確位置。 4.1.5 制動(dòng)輪缸 制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開(kāi)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸簡(jiǎn)為通孔，需鏜磨?；钊?/p>

28、由鋁合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_(kāi)槽頂塊，以支撐差插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭。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)斷面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞，少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞。 此設(shè)計(jì)主動(dòng)輪缸缸體選用灰鑄鐵HT250材料，活塞選用鋁合金材料；有兩個(gè)等直徑活塞并用橡膠密封圈密封。 4.1.6 自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu) 制動(dòng)鼓與摩擦襯片之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有工作間隙，以保證制動(dòng)鼓能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，鼓式制動(dòng)器之間的間隙為。此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失，因而間隙量應(yīng)盡量小。考慮到在制動(dòng)過(guò)程中摩擦副可能產(chǎn)生熱變形和機(jī)械變形，因此，制動(dòng)器在冷卻狀態(tài)下應(yīng)設(shè)的間隙

29、要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。 另外，制動(dòng)器在工作過(guò)程中會(huì)由于摩擦襯片的磨損而使間隙增大，因此制動(dòng)器必須設(shè)置間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)的自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)是有級(jí)式的，利用帶有棘齒螺母（下面統(tǒng)稱為螺母）和普通螺紋的結(jié)構(gòu)來(lái)改變間隙的大小。具體的工作原理就是：螺母和撥齒相對(duì)應(yīng)的確定整個(gè)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的最小間隙和最大間隙。在間隙的大小超過(guò)所允許的最大間隙后，撥齒就會(huì)上下擺動(dòng)，并帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)動(dòng)是單向的即只能向撥齒轉(zhuǎn)動(dòng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)），螺母的周向旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)變?yōu)樗椒较蛭灰频脑龃?，這樣，間隙就能恢復(fù)至所允許的范圍之間。 經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，螺母內(nèi)徑是且外部是有個(gè)棘齒，帶有螺紋的調(diào)整桿直徑取標(biāo)準(zhǔn)的，螺距

30、。所以可知，當(dāng)棘齒轉(zhuǎn)一個(gè)齒時(shí)，橫向移動(dòng)量為。 因?yàn)閺堥_(kāi)力到支撐銷的距離，撥齒距它本身在蹄片上的轉(zhuǎn)動(dòng)瞬時(shí)中心距離，所以可知，如果橫向移動(dòng)時(shí)，制動(dòng)蹄所需橫向移動(dòng)的距離為。另外也可得出輪缸中每個(gè)活塞的最小行程=蹄片厚度+蹄片作用需要的位移，即。設(shè)計(jì)時(shí)取，而其實(shí)活塞在襯片未磨損的情況下最大行程是。 由以上可得到結(jié)論，蹄片橫向位移是間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)橫向位移的倍。 設(shè)計(jì)時(shí)，由于蹄片距制動(dòng)鼓的間隙為，令撥齒控制的最小位移為，又撥齒和調(diào)整桿控制的最小橫向位移是，所以可知此自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)能控制的間隙范圍是。 4.1.7 制動(dòng)蹄回位彈簧 制動(dòng)蹄回位彈簧的拉力應(yīng)等于制動(dòng)輪缸張開(kāi)力的。對(duì)于簡(jiǎn)單平衡式制動(dòng)器，只

31、用一根回位彈簧；而對(duì)于對(duì)稱式或簡(jiǎn)單平衡式的用兩根回位彈簧。在設(shè)計(jì)制動(dòng)器回位彈簧時(shí)，彈簧的圈數(shù)應(yīng)盡量取得多數(shù)。但由于有的汽車制動(dòng)器，應(yīng)有回位彈簧不好布置，因此用兩個(gè)螺旋彈簧，中間借彈簧鋼絲串聯(lián)起來(lái)。 由于此設(shè)計(jì)是對(duì)稱平衡式制動(dòng)器，所以用兩根多圈數(shù)的回位彈簧。 4.2 校核 4.2.1 摩擦力矩和摩擦材料的校核 根據(jù) 表2 摩擦片材料 單位壓力 摩擦因數(shù) 石棉基材料 模壓 編織 粉末冶金材料 銅基 鐵基 金屬陶瓷材料 可知，摩擦材料應(yīng)選用金屬基材料，所以，帶入

32、，重新計(jì)算，可知 不變； ； 符合條件。 4.2.2 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 鼓式制動(dòng)器摩擦襯片磨損特性指標(biāo)可用襯片的比摩擦力即單位摩擦面積的摩擦力來(lái)衡量。 每個(gè)車輪制動(dòng)器的比摩擦力為 式中：——單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩； ——制動(dòng)鼓半徑； ——單個(gè)制動(dòng)器的襯片摩擦面積。 當(dāng)制動(dòng)減速度時(shí)，鼓式制動(dòng)器的比摩擦力以不大于為宜。 已知、、 所以可得，符合條件。 4.2.3 制動(dòng)蹄支撐銷剪切應(yīng)力計(jì)算 在算得制動(dòng)蹄片上的法向力，，制動(dòng)力矩

33、，及張開(kāi)力，后，求得支撐銷的承受力，及支撐銷的剪切應(yīng)力，如下： 式中：——支撐銷的截面積，。 也可以用下述方法求得。如圖6所示，假設(shè)制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的作用力的合力作用點(diǎn)位于制動(dòng)蹄摩擦襯片的工作表面上，其法向合力，與支撐銷的反力，分別平行。 對(duì)兩蹄分別繞中心點(diǎn)取矩，得 一般來(lái)說(shuō)，的值總要大于，故僅計(jì)算領(lǐng)蹄的支撐銷的剪切應(yīng)力即可： == 式中：，

34、， ，，，見(jiàn)圖6； ——支撐銷的截面積，； ——摩擦系數(shù)； ——許用剪切應(yīng)力。 選支撐銷的直徑為，則由式可得 經(jīng)查表，可知45鋼的許用剪切應(yīng)力為，所以滿足條件。 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。 - 17 - 附錄 結(jié)論 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用了領(lǐng)從蹄式的鼓式制動(dòng)器，并且是小型轎車的后輪鼓式制動(dòng)器。 設(shè)計(jì)中制動(dòng)系的每一部分的設(shè)計(jì)均按照相關(guān)要求進(jìn)行，達(dá)到了所需的制動(dòng)力矩。雖然本設(shè)計(jì)在每一個(gè)單獨(dú)的設(shè)計(jì)部分滿足要求，但是汽車是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的整體，并且現(xiàn)在轎車絕大多數(shù)都是

35、前盤后鼓的制動(dòng)器，且后輪的制動(dòng)效能要小于前輪盤式的制動(dòng)器效能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)整個(gè)制動(dòng)性能部分和其它部件的匹配或者影響考慮的不夠，所以難免對(duì)于汽車的制動(dòng)性能這一塊有一定的影響。 鼓式制動(dòng)器的襯片在以前都使用石棉的摩擦材料，但隨著汽車的高速發(fā)展，對(duì)制動(dòng)性能的要求越來(lái)越高，而石棉材料存在著致癌公害和熱穩(wěn)定性低的缺點(diǎn)，現(xiàn)在逐漸被半金屬基和金屬基的摩擦材料代替，本設(shè)計(jì)就采用了金屬基的摩擦材料。 參考文獻(xiàn) [1] 王望予主編. 汽車設(shè)計(jì) 第4版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [2] 陳家瑞主編. 汽車構(gòu)造 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [3] 劉惟信主編. 汽車設(shè)計(jì)

36、 清華大學(xué)出版社 [4] 關(guān)強(qiáng)，李勝琴主編. 車輛工程專業(yè)綜合實(shí)習(xí)指導(dǎo)書 東北林業(yè)大學(xué)出版社 [5] 汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)資料手冊(cè) 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 附錄 致謝 在此次設(shè)計(jì)之前，我有過(guò)一次設(shè)計(jì)經(jīng)歷，但是上次的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、參數(shù)全面，我們只需要非常有條理的按照步驟和過(guò)程解決一個(gè)一個(gè)問(wèn)題就可以了，但是這次完全是由各小組討論，查找資料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行計(jì)算、分析和校核。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多在課堂上和理論上不會(huì)接觸到的東西，我相信這對(duì)我們?cè)谝院蟮膶I(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中有很大的幫助，也對(duì)我們明年做畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 感謝我們的指導(dǎo)老師朱寶全老師和我們的課程設(shè)計(jì)老師李宏剛老師。李

37、宏剛老師在課堂上教授我們理論知識(shí)，朱寶全老師在課程設(shè)計(jì)中幫助我們解決一些實(shí)際的問(wèn)題。其實(shí)在剛開(kāi)始的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中就出現(xiàn)了問(wèn)題，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中不知道該注意哪些地方，雖然按照參考書目上的步驟完成了計(jì)算，但是卻一頭霧水，不知道下一步該怎么辦。這時(shí)老師的耐心指導(dǎo)讓我們重新找到了方向。有了第一個(gè)的經(jīng)驗(yàn)，在接下來(lái)的過(guò)程中，我們學(xué)會(huì)了在網(wǎng)上查找資料，去對(duì)比分析，找到有用的適合我們的知識(shí)。此外，還要感謝實(shí)驗(yàn)室的王老師，每一次我們對(duì)結(jié)構(gòu)有迷惑的時(shí)候，我們就找王老師，這時(shí)王老師會(huì)帶我們到有鼓式制動(dòng)器實(shí)物的實(shí)驗(yàn)室，有時(shí)候還會(huì)給我們指導(dǎo)，讓我們對(duì)原理和結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。最后，感謝朱保全老師，在設(shè)計(jì)

38、的最后，自動(dòng)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)把我們難住了，即使對(duì)結(jié)構(gòu)和原理也有了清楚的認(rèn)識(shí)，但仍舊不清楚設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容。這時(shí)朱老師帶我們到實(shí)驗(yàn)室，看著實(shí)物給我們講解，我們才明白了。最終完成了所有的設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)會(huì)是我們小組所有成員在大學(xué)非常有意義的經(jīng)歷之一，再次感謝所有老師的指導(dǎo)，也感謝學(xué)院給我們提供實(shí)物器件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表A 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ): 建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師（簽字）：

39、 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表B 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 評(píng)閱人評(píng)語(yǔ): 建議成績(jī)： 評(píng)閱人（姓名、職稱）:

40、 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表B 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 評(píng)閱人評(píng)語(yǔ): 建議成績(jī)： 評(píng)閱人（姓名、職稱）: 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn): 答辯委員會(huì)(教師姓名、職稱)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)： 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。