鼓式制动器设计方案(设计方案说明书).doc
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1、毕业设计设计说明书题 目 SC6408V 商 用 车 鼓式制动器总成设计 专业 车辆工程汽车工程)班级 2006级汽车一班 学 生 _ 廖 械 兵 指导老师_ 文 孝 霞 重庆交通大学2018年前 言1 本课题的目的和意义近年来,国内、外对汽车制动系统的研究与改进的大部分工作集中在通过对汽车制动过程的有效控制来提高车辆的制动性能及其稳定性,如ABS 技术等,而对制动器本身的研究改进较少。然而,对汽车制动过程的控制效果最终都须通过制动器来实现,现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素,因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。对于蹄鼓
2、式制动器,其突出优点是可利用制动蹄的增势效应而达到很高的制动效能因数,并具有多种不同性能的可选结构型式,以及其制动性能的可设计性强、制动效能因数的选择范围很宽、对各种汽车的制动性能要求的适应面广,至今仍然在除部分轿车以外的各种车辆的制动器中占主导地位。但是,传统的蹄鼓式制动器存在本身无法克服的缺点,主要表现于:其制动效能的稳定性较差,其摩擦副的压力分布均匀性也较差,衬片磨损不均匀;另外,在摩擦副局部接触的情况下容易使制动器制动力矩发生较大的变化,因此容易使左右车轮的制动力产生较大差值,从而导致汽车制动跑偏。对于钳盘式制动器,其优点在于:制动效能稳定性和散热性好,对摩擦材料的热衰退较不敏感,摩擦
3、副的压力分布较均匀,而且结构较简单、维修较简便。但是,钳盘式制动器的缺点在于:其制动效能因数很低驻留不动的机构。从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车,才能充分发挥其动力性能。汽车制动系统种类很多,形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。它们的工作原理基本都一样,都是利用制动装置,用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能,以达到车辆制动减速,或直至停车的目的。汽车制动系至少应有两套独立的制动装置,即行车制动装置
4、和驻车制动装置;重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置,牵引汽车应有自动制动装置等。 作为制动系的主要组成部分,在车辆上常用的传统蹄鼓式制动器包括领从蹄型、双领蹄型、双从蹄型、双向自增力型等不同的结构型式。3 鼓式制动器技术研究进展和现状长期以来,为了充分发挥蹄鼓式制动器的重要优势,旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中,尤其是对蹄鼓式制动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影响,取得了一些重要的研究成果,得到了一些比较可行、有效的改进措施,制动器的性能也有了一定程度的提
5、高。1978 年,Brian Ingram 等提出一种蹄平动的鼓式制动器形式;这种制动器的制动蹄因为受到滑槽的限制,只能平动不能转动,因此没有增势效应,也没有减势效应,与盘式制动器类似,理论上制动效能和摩擦系数的关系是线性的,制动稳定性较好,同时,可以有效地防止传统鼓式制动器普遍的摩擦片偏磨现象,但制动效能因数较低。1997年,提出了一种“电控自增力鼓式制动器”设计方案,该制动器是通过机械的方法来实现鼓式制动器的自增力,制动效能因数的变化范围为26。应用一套电控机械装置调整领蹄的支承点来提高制动器的制动效能数,以补偿由于摩擦材料的热衰退而引起的摩擦系数降低。该制动器达到相同的制动力矩所要求的输
6、入力是盘式制动器1/7。该系统的控制装置允许每个制动器单独工作,从而提高了行车的安全性,另外对驾驶和操纵舒适性也有所提高,但仍然存在一些问题,诸如系统复杂、高能耗、高成本、维护困难等。1999年提出一种四蹄八片 制动器因素计算253.2制动驱动机构的设计计算273.2.1所需制动力计算273.2.2制动踏板力验算283.2.3 确定制动轮缸直径293.2.4轮缸的工作容积293.2.5 制动器所能产生的制动力计算303.3制动蹄片上的制动力矩313.4制动蹄上的压力分布规律353.5 摩擦衬片的磨损特性计算373.6 制动器的热容量和温升的核算403.7行车制动效能计算413.8 驻车制动的计
7、算42第4章制动器主要零件的结构设计454.1制动鼓454.2 制动蹄464.3 制动底板464.4 制动蹄的支承474.5 制动轮缸474.6 摩擦材料474.7 制动器间隙48结论50致谢51参考文献52附录 153附录 254摘要鼓式制动也叫块式制动,现在鼓式制动器的主流是内张式,它的制动蹄位于制动轮内侧,刹车时制动块向外张开,摩擦制动轮的内侧,达到刹车的目的。制动系统在汽车中有着极为重要的作用,如果失效将会造成灾严重的后果。制动系统的主要部件就是制动器,在现代汽车上仍然广泛使用的是具有较高制动效能的蹄鼓式制动器。本设计就摩擦式鼓式制动器进行了相关的设计和计算。在设计过程中,以实际产品为
8、基础,根据我国工厂目前进行制动器新产品开发的一般程序,并结合理论设计的要求,首先根据给定车型的整车参数和技术要求,确定制动器的结构形式及、制动器主要参数,然后计算制动器的制动力矩、制动蹄上的压力分布、蹄片变形规律、制动效能因数、制动减速度、耐磨损特性、制动温升等,并在此基础上进行制动器主要零部件的结构设计。最后,完成装配图和零件图的绘制。关键词:鼓式制动器,制动力矩,制动效能因数,制动减速度,制动温升ABSTRACTDrum brake, also known as block-type brake, drum brakes, now within the mainstream style s
9、heets, and its brake shoes located inside the brake wheel, brake brake blocks out when open, the inside wheel friction brake, to achieve the purpose of the brakes.In the vehicle braking system has a very important role, failure will result in disaster if serious consequences. The main parts of the b
10、raking system is the brake, in the modern car is still widely used in high performance brake shoe - brake drum. The design of the friction drum brakes were related to the design and calculation. In the design process, based on the actual product, according to our current brake factory general new pr
11、oduct development process, and theoretical design requirements, the first model of the vehicle according to the given parameter and the technical requirements, determine the brake structure and, brake main parameters, and then calculate the braking torque brake, brake shoes on the pressure distribut
12、ion, deformation shoe, brake effectiveness factor, braking deceleration, wear characteristics, brake temperature, etc., and in this brake on the basis of the structural design of major components. Finally, assembly drawings and parts to complete mapping.KEY WORDS:drum brake, braking torque, brake ef
13、ficiency factor, braking deceleration, brake temperature rising第1章 鼓式制动器结构形式及选择除了辅助制动装置是利用发动机排气或其他缓速措施对下长坡的汽车进行减缓或稳定车速外,汽车制动器几乎都是机械摩擦式的,既是利用固定元件与旋转元件工作表面间的摩擦而产生制动力矩使汽车减速或停车的。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。内张型鼓式制动器的固定摩擦元件是一对带有摩擦蹄片的制动蹄,后者又安装在制动底板上,而制动底板则又紧固于前梁或后桥壳的突缘上对车轮制动器)或变速器壳或与其相固定的支架上对中央制动器);其旋转摩擦元件固定
14、在轮毂上或变速器第二轴后端的制动鼓,并利用制动鼓的圆柱表面与制动蹄摩擦片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩,故称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带;其旋转摩擦元件为制动鼓,并利用制动鼓的外圆柱表面和制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面,产生摩擦力矩作用于制动鼓,故又称为带式制动器。在汽车制动系中,带式制动器曾仅用作某些汽车的中央制动器,现代汽车已经很少使用,所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器,而通常所说的鼓式制动器即是指这种内张型鼓式制动器。1.1鼓式制动器的形式结构鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分类领从蹄式用凸轮张开);b)领从蹄
15、式用制动轮缸张开);c)双领蹄式非双向,平衡式);d)双向双领蹄式;e)单向增力式;f)双向増力式制动蹄按其张开时的转动方向和制动鼓的转动方向是否一致,有领蹄和从蹄之分。制动蹄张开的转动方向与制动鼓的旋转方向一致的制动蹄,称为领蹄;反之,则称为从蹄。1.2 鼓式制动器按蹄的属性分类1.2.1 领从蹄式制动器 如图1.1a),b)所示,若图上的旋转箭头代表汽车前进时的制动鼓的旋转方向制动鼓正向旋转),则蹄1为领蹄,蹄2为从蹄。汽车倒车时制动鼓的旋转方向改变,变为反向旋转,随之领蹄与从蹄也就相互对调。这种当制动鼓正,反向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器,称为领从蹄式制动器。由图1.
16、1a),b)可见,领蹄所受的摩擦力矩使蹄压得更紧,即摩擦力矩具有“增势”作用,故称为增势蹄;而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势,即摩擦力矩具有“减势”作用,故又称为减势蹄。“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大,而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。图 1.2 PERROT公司的S凸轮制动器图 1.3 俄KamA3汽车的S凸轮式车轮制动器1 制动蹄;2凸轮;3制动底板;4调整臂;5凸轮支座及制动气室;6滚轮对于两蹄的张开力的领从蹄式制动器结构,如图1.1b)所示,两蹄压紧制动鼓的法向反力应相等。但当制动鼓旋转并制动时,领蹄由于摩擦力矩的“增势”作用,使其进一步压紧制动鼓使其所受的法向反力
17、加大;从蹄由于摩擦力矩的“减势”作用而使其所受的法向反力减少。这样,由于两蹄所受的法向反力不等,不能相互平衡,其差值要由车轮轮毂承受。这种制动时两蹄法向反力不能相互平衡的制动器称为非平衡式制动器。液压或锲块驱动的领从蹄式制动器均为非平衡式结构,也叫简单非平衡式制动器。非平衡式制动器对轮毂轴承造成附加径向载荷,而且领蹄摩擦衬片表面的单位压力大于从蹄的,磨损较严重。为使衬片寿命均匀。可将从蹄的摩擦衬片包角适当地减小。对于如图1.1a)所示具有定心凸轮张开装置的领从蹄制动器,在制动时,凸轮机构保证了两蹄等位移,因此作用于两蹄上的法向反力和由此产生的制动力矩应分别相等,而作用于两蹄的张开力,则不等,并
18、且必然有。由于两蹄的法向反力在制动鼓正,反两个方向旋转并制动时均成立,因此这种结构的特性是双向的,实际上也是平衡式的。其缺点是驱动凸轮的力要大而效率却相对较低,约为0.60.8。因为凸轮要求气压驱动,因此这种结构仅使用于总质量大于或等于10t的货车和客车上。领从蹄式制动器的两个蹄常有固定的支点。张开装置有凸轮式见图1.1a),图1.2,图1.3),锲块式图1.4),曲柄式参见图1.10)和具有两个或四个等直径活塞的制动轮缸式的见图1.1b),图1.5,图1.6)。后者可保证作用在两蹄上的张开力相等并用液压驱动,而凸轮式,锲块式和曲柄式等张开装置则用气压驱动。当张开装置中的制动凸轮和制动锲块都是
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- 制动器 设计方案 说明书
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