汽车自动调整臂的三维结构及预装配设计【9张图/13600字】【优秀机械毕业设计论文】
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文档包括:
说明书一份，42页，13600字左右。
外文翻译一份。
图纸共9张，如下所示
A0-装配图.DWG
A1-臂体.DWG
A2-蜗杆.DWG
A2-蜗轮.DWG
A2-锥形离合器.DWG
A2-齿条.DWG
A2-齿轮.DWG
A3-盖板.DWG
A3-连接板.DWG
汽车自动调整臂的三维设计及预装配设计
摘 要
汽车自动调整臂（简称调整臂——ASA）是汽车制动系统的必备结构之一。传统的汽车自动调整臂结构复杂使用者不便操作。而本次设计的自动调整臂在结构上做了相应的调整，使得结构相对简单，而且安装高度可调，更便于安装。
本结构是应用在汽车制动系统上，利用齿条和齿轮的单向可传动控制蜗轮转动以控制凸轮轴的旋转角度。主要零部件有：蜗轮蜗杆配合，齿条齿轮配合，以及单向离合结构。通过其配合来实现对凸轮轴的调整，使得制动间隙保持在恒定最优间隙。
本文对制动调整臂的开发原理，具体特点和使用方法做了相应介绍。
关键词：自动调整臂；结构；原理
3D design and pre-assembled design of the car automatically adjusts the arm
Abstract
Car adjustment arm (referred to as the adjustment arm - ASA) is one of the essential structure of the automotive braking systems. The traditional automotive automatically adjust the arm structure complex user inconvenience. The design of the automatic adjustment arm to do the appropriate adjustments in the structure, the structure is relatively simple, and the installation height adjustable, easy to install.
The present structure is applied to the vehicle brake system, the unidirectional transmission control a worm wheel rotational angle of rotation of the camshaft to control the use of a rack and pinion. The main components are: worm with rack and pinion with one-way clutch structure. With the camshaft adjustment, so that the brake clearance is maintained at a constant optimum gap.
Corresponding development principles, specific characteristics and use of the brake adjustment arm.
Key Words: Automatic Slack Adjuster; Structure；Principle
目 录
1 绪论 1
1.1 开发背景 1
1.2 结构设计的意义 4
1.3 开发者的主要工作 5
1.4 论文的组织结构 6
2 相关技术介绍 7
2.1 自动调整臂介绍 7
2.1.1自动调整臂简介 7
2.1.2自动调整臂特点 7
2.1.3自动调整臂的结构 8
2.2 自动调整臂工作原理介绍 8
3 自动调整臂的设计和实现 9
3.1 自动调整臂设计 10
3.1.1 自动调整臂设计任务 10
3.1.2 蜗轮蜗杆配合 10
3.1.3 齿轮齿条配合 15
3.1.3 单向离合器结构设计 18
3.1.4 臂体设计 19
3.2 自动调整臂装配 20
3.2.1 调整臂内部结构装配 20
3.2.2 调整臂总体结构装配图 21
3.3 调整臂的安装 21
3.3.1 基本传动说明 21
3.3.2 自动调整臂安装说明 25
4 校核 28
4.1 校核计划及执行情况 28
4.2 核心零件校核 28
4.2.1 单向离合器弹簧校核 28
4.2.2 轴承校核 29
4.2.3 蜗杆设计校核 29
5 建模 31
6 结论 33
7 体会 34
参考文献 35
致 谢 36
毕业设计（论文）知识产权声明 37
毕业设计（论文）独创性声明 38
- 内容简介：
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本科毕业设计 (论文 ) 题目 ： 汽车自动调整臂的三维结构及预装配设计 系 别 ： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013 年 04 月 车自动调整臂的三维设计及预装配设计 摘 要 汽 车自动调整臂（简称调整臂 汽车制动系统的必备结构之一。传统的汽车自动调整臂结构复杂使用者不便操作。而本次设计的自动调整臂在结构上做了相应的调整，使得结构相对简单，而且安装高度可调，更便于安装。 本结构是应用在汽车制动系统上，利用齿条和齿轮的单向可传动控制蜗轮转动以控制凸轮轴的旋转角度。主要零部件有：蜗轮蜗杆配合，齿条齿轮配合，以及单向离合结构。通过其配合来实现对凸轮轴的调整，使得制动间隙保持在恒定最优间隙。 本文对制动调整臂的开发原理，具体特点和使用方法做了相应介绍。 关键词： 自动调整臂；结构 ；原理 D of ar to as is of of of to do in is to is to a of of to of a so is at a of 录 1 绪论 . 1 发背景 . 1 构设计的意义 . 4 发者的主要工作 . 5 文的组织结构 . 6 2 相关技术介绍 . 7 动调整臂介绍 . 7 动调整臂简介 . 7 动调整臂特点 . 7 动调整臂的结构 . 8 动调整臂工作原理介绍 . 8 3 自动调整臂的设计和实现 . 9 动调整臂设计 . 10 动调整臂设计任务 . 10 轮蜗杆配合 . 10 轮齿条配合 . 15 向离合器结构设计 . 18 体设计 . 19 动调整臂装配 . 20 整臂内部结构装配 . 20 整臂总体结构装配图 . 21 整臂的安装 . 21 本传动说明 . 21 动调整臂安装说明 . 25 4 校核 . 28 核计划及执行情况 . 28 心零件校核 . 28 向离合器弹簧校核 . 28 承校核 . 29 杆设计校核 . 29 5 建模 . 31 6 结论 . 33 体会 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明 . 37 1 绪论 1 1 绪论 发背景 21 世纪以来，随着公路建设的飞速发展，随着汽车加工制造业的发展，汽车已经成为一项普遍的代步工具，使得公路客运飞速发展。据统计，本世纪以来由于交通事故所造成的人员伤亡数量堪比二战期间的人员伤亡数量。这使得人们不得不重视汽车的制动系统，特别是高速客车的制动可靠性和安全性。因此，各种自动装置和电子装置应运而生。在制动系 统，除了安装 证车辆的安全性外，保持制动鼓（制动盘）与摩擦片（摩擦衬块）之间的间隙恒定对保证制动可靠性非常重要。因为汽车在使用过程中，由于制动器摩擦片的磨损会使制动鼓（制动盘）与摩擦衬片（摩擦衬块）之间的间隙增大，若不及时调整，会使气室推杆行程过大、制动效能降低。另外，鼓式制动器有时摩擦接触面正处在最佳状态，如果此时拆下检查调整，可能破坏原来完好的配合，反而使制动效能降低。因此，对制动系统这样的安全系统不应过分依赖于保养调整，而在设计阶段就应使其具有较高的可靠性水平和自动调整能力。 制动系统是 汽车 上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是：使行驶中的汽车按照 驾驶员 的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且 方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 a. 一般制动系的基本结构 （ 1） 主要由车轮制动器和 液压传动 、气压传动机构组成； （ 2） 车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓； （ 3） 固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙； （ 4） 液压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和 管路 组成； 1 绪论 2 （ 5） 气压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动总阀、空气干燥器、四回；（ 6） 路保护阀、制动气室和管路等组成。b. 制动工作原理 制动系统的一般工作原理是，利用与车身（或 车架 ）相连的非旋转元件和与车轮（或 传动轴 ）相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。 （ 1） 制动系不工作时 蹄鼓间有间隙，车轮和制动鼓可 自由旋转 。 （ 2） 制动时 要汽车减速，脚踏下制动器踏板通过推杆和主缸 活 塞 ，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过两轮缸活塞推使制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。不转的制动蹄对旋转制动鼓产生 摩擦力矩 ，从而产生制动力。 （ 3） 解除制动 当放开制动踏板时回位 弹簧 即将制动蹄拉回原位，制动力消失。 c. 制动主缸的结构及工作过程 制动主缸的作用是将自外界输入的机械能转换成液压能，从而液压能通过管路再输给制动轮缸 制动主缸分单腔和双腔式两种，分别用于单、双回路液压制动系。 （ 1） 单腔式制动主缸 1） 制动系不工作时 不制动时，主缸活塞位于补偿孔、回油孔之间 2） 制动时 活塞左移，油压升高，进而车轮制动 3） 解除制动 撤除踏板力，回位弹簧作用，活塞回位，油液回流，制动解除 （ 2） 双腔式制动主缸 1） 结构 （如一汽奥迪 100 型 轿车 双回路液压制 动系统中的串联式双腔制动主缸） 主缸有两腔 第一腔与右前、左后制动器相连；第二腔与左前、右后制动器相通 每套管路和工作腔又分别通过补偿孔和回油孔与储油罐相通。第二活塞由右端弹簧保持在正确的初始位置，使补偿孔和进油孔与缸内相通。第一活塞在左端弹簧作用下，压靠在套上，使其处于补偿孔和回油孔之间的位置。 2） 工作原理 制动时，第一活塞左移，油压升高，克服弹力将 制动液 送入右前左后制动回路；同时又推动第 二活塞，使第二腔液压升高，进而两轮制动 解除制动时，活塞在弹簧作用下回位，液压油自轮缸和管路中流回制动主缸。如活塞回位迅速，工作腔内容积也迅速扩大，使油压迅速降低。储液罐里的油液可经进油孔和活塞上面的小孔推开密封圈流入工作腔。当活塞完全回位毕业设计（论文） 3 时，补偿孔打开，工作腔内多余的油由补偿孔流回储液罐。若液压系统由于漏油，以及由于温度变化引起主缸工作腔、管路、轮缸中油液的膨胀或收缩，都可以通过补偿孔进行调节。 制动轮缸的功用是将液力转变为机械推力。有单活塞和双活塞两种。奥迪100 的双活塞式轮缸体内有两活塞，两皮碗，弹簧 使皮碗、活塞、制动蹄紧密接触。 制动时，液压油进入两活塞间油腔，进而推动制动蹄张开，实现制动。轮缸缸体上有放气螺栓，以保证制动灵敏可靠。 为了保证汽车行使安全，发挥高速行使的能力，制动系必须满足下列要求 制动效能好。评价 汽车制动效能 的指标有： 制动距离 、制动减速度、制动时间；操纵轻便，制动时的方向稳定 性好。制动时，前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力应基本相等，以免汽车制动时发生跑偏和侧滑；制动平顺性好。制动时应柔和、平稳；解除时应迅速、彻底；散热性好，调整方便。这要求制动蹄摩擦片抗高温能力强，潮湿后恢复能力快，磨损后间隙能够调整，并能够防尘、防油；带挂车时，能使挂车先于主车产生制动，后于主车解除制动；挂车自行脱挂时能自行进行制动。 保证车辆制动性能良好，制动性能良好的汽车，要求在任何速度下行驶时，通过制动措施，能在很短的时间和距离内，及时迅速地降低车速或停车。良好的制动效能对于提高汽车平均速度和 保证行车安全有着重要作用。提高制动效能的主要措施有：缩短制动距离，制动器在使用过程中，由于制动蹄摩擦片和制动鼓的磨损，制动器间隙将逐渐变大。制动系反应时间增加，将引起制动迟缓及制动力不足，使制动距离延长，制动效能降低。 制动时，制动器产生的摩擦力大小，在很大程度上还取决于制动蹄片与制动鼓接触面积的多少，接触面积增加，制动力增长时间快，制动效能就提高，制动距离也就相应缩短。在正常情况下，当产生较大摩擦力时，制动蹄片与制动鼓的接触面积应达到 80%以上。使用中，由于制动器的磨损而使间隙增大后，必须进行检查调整。 防止制动跑偏：制动时，汽车自动偏离原行驶方向，这种现象叫制动跑偏。一旦制动跑偏很容易造成撞车、下路掉沟甚至翻车等 严重事故 。为提高制动的稳定性，保证行车安全，在紧急制动时，不允许汽车有明显的跑偏现象。 制动跑偏的原因，主要是前轮左右车轮制动力不等，制动时就形成绕 重心的旋转力矩，使汽车有发生转动的趋势， 因而易出现制动跑偏现象。为了避免跑偏，在使用中，应注意使左右车轮制动器间隙、制动蹄回位弹簧拉力应保持一致。 在更换摩擦片时，应选用同一型号和批次产品，加工精度和接触面应符合毕业设计（论文） 4 要求。并防止摩擦片出现硬化层，沾有油污，制动鼓失圆或有沟槽等。 而在汽车制动系统中，为了能够使得制动系统随时保持良好状态，进而产生了一种附带却必须的产品 自动调整臂 目前汽车制动间隙自动调整臂（简称自调臂， 全球商用车制动系统上的应用已经有几十年的历史，但在我国却还处于成长期。 国际上大量使用的自调臂产品通常有 2 种结构： 一种是间隙感应结构，即国内俗称的瀚德（ 构；另一种是行程感应结构，及国内俗称的（ 构。 汽车自动调整臂，最早出现在我国是九十年代中期，当时只有几个专利技术，尚不成熟，后来瀚德技术公开，国内有少数几个厂家研制，但应用效果均不理想，从此，许多有识之士，开始对自动调整臂的研究，知道近期已有几十项专利，研究人员也由过去的寥寥数人发展到几十人。代表的臂型共有以下几种： 瀚德一代为基础的瀚德臂型 瀚德二代为基础的瀚德臂型 美国臂型为基础的具有调整拐的臂型 以 齿轮传动为特点的臂型 以上各种臂型的产品均已投放市场，但投放量远远低于主机厂需求，究其原因有以下三种： 技术尚不成熟，可靠性查故障率高 结构复杂，使用者不易掌握，体积大，安装不便适应性差 出厂成本高，导致售价高，无法普及 由于以上原因阻碍了自动调整臂的普及推广，早在多年前，国家建设部就颁文要求强制采用自动调整臂，但由于存在上述原因未得实施，去年国家再次颁布强制执行，情况仍未好转。 鉴于以上，本次毕业设计在老师的指导下对汽车自动调整臂的结构设计进行优 化及其预装配设计。 构设计的意义 自动调整臂作为汽车制动系统的基本结构之一，在每次刹车系统的运作时，都在为制动间隙的磨损做一定的补偿，使得制动鼓与制动蹄之间的间隙永远保持在最佳间隙状态。 毕业设计（论文） 5 在汽车制动系统中，用制动鼓和制动蹄的摩擦来实现制动目的。反复摩擦使得制动鼓和制动蹄之间的间隙变大，使得制动效果减弱甚至失效，传统的手动使得制动蹄与制动鼓之间的间隙变小会使得制动间隙大小不恒定，从而影响驾驶者在制动车子时的不适应，而且对汽车制动制动系统损耗较大，自动调整系统即自动调整臂解决了这一问题。如图 对手动及自动调整间隙给予直观的对比。 本次设计的自动调整臂，其主要目标是实现以往的汽车自动调整臂的基本调整作用即对汽车制动蹄与制动鼓的磨损间隙，通过对机车凸轮轴旋转角度的调整进而使得制动蹄与制动鼓之间的间隙减小以达到最佳间隙间隔。由于，以往的自动调整臂结构复杂，操作者不便安装，在本次设计中，对调整臂臂体做了相应调整，使得在安装过程中可调节，在内部结构中，也相对简化，以达到方便，快捷。 发者的主要工作 开发者在对汽车制动调整臂的结构设计中需要进行的工作如下： 制动调整臂蜗轮蜗杆传动的设计，包括蜗轮和 蜗杆的传动啮合，在传动过程中的受力分析，以及其齿数模数的配合。 制动调整臂的齿条齿轮配合的设计，包括齿条和齿轮的传动啮合，在传动过程中的受力分析，以及齿条的回程。 制动调整臂单向离合器的设计，包括锥形离合器，矩形弹簧和齿轮，在传动过程中单向传动，以及跟蜗杆的配合。 制动调整臂的结构设计及其预装配，包括制动调整臂和凸轮轴的装配问题。 制动调整臂的机构和装配设计完成，并验证期正常工作。 图 动及自动调整制动间隙制动效果图 图 动及自动调整制动间隙制动效果图 毕业设计（论文） 6 文的组织结构 本论文的组织结构如下： 第一章 ：介绍制动调整臂的开发背景，结构设计的意义，开发者的主要工作及论文组织结构。 第二章 ： 介绍制动调整臂的相关技术，对传统制动调整臂的结构介绍，以及自动调整臂的工作原理，和装配介绍。 第三章：介绍了制动调整臂的设计与实现，设计计算及软件设计过程。 第四章：校核。 第五章：结构验证。 第五章：介绍了开发者在完成制动调整臂结构设计后的心得体会。 2 相关技术介绍 7 2 相关技术介绍 动调整臂介绍 动调整臂简介 刹车间隙自动调整臂，也称 “自动间隙调整臂 ”或 “自动调整臂 ” 自动调整臂在国外已是成熟技术，得到了广泛的应用，近年来，欧洲、美洲等地区的载重车、客车、及挂车制造商 均已将其作为整车的标准配置。 根据国家产业改革中汽车制动系统结构性能和试验方法定，从 2003 年10 月 1 日必须强制使用刹车间隙自动调整臂，考虑到目前自动调整臂在国内应用所出现的系列问题，经 国家发改委 会议研究，法规强制执行的时间推迟到了2004 年 10 月 1 日。 目前世界上专业生产自动调整臂的最大厂家是瑞典 司，其全球市场占有率高达 50%，该产品经过二十多年的开发、使用和完善，已经十分成熟。国内的 东风车桥有限公司 使用的自动调整臂正是在瑞典 动调整臂特点 a. 使用自动调整臂后，车辆行驶时具有如下特征： （ 1） 确保车轮具有恒定的刹车间隙，刹车安全可靠； （ 2） 制动分泵推杆行程短，制动迅速可靠；图 动调整臂结构视图 毕业设计（论文） 8 （ 3） 制动前制动分泵推杆始终处于初始位置，确保了最佳的刹车力矩； （ 4） 使所有车轮的制动效果一致、稳定； （ 5） 减少了压缩空气的消耗量，延长了 空压机 、制动分泵和压缩空气系统中其它部件的寿命； （ 6） 减少材料消耗，延长了刹车部件的使用寿命； （ 7） 安装使用方便，减少了人工维修次数，提高了经济效益； （ 8） 调整机构被封闭在壳体之内受到很好的保护，从而避免了受潮、脏物及碰撞等。 动调整臂的结构 自动调整臂中重要零合件如图 壳体 蜗轮、蜗杆 单向 离合器总成（由齿轮、方钢弹簧和内齿套组成） 齿条、控制环、螺旋压缩弹簧 动调整 臂工作原理介绍 自动调整臂的功能应该是精确记录由于 摩擦衬片 磨损引起的间隙增加量，并且精确地将刹车间隙调整至正常的工作范围。 制动时调整臂的角行程可划分为三部分： 间隙角度，对应于 制动鼓 和摩擦衬片的正常间隙； 超量间隙角度，对应于因摩擦衬片磨损而增加的间隙； 弹性角度，对应于由制动鼓、摩擦衬片以 及制动分泵和制动系统动力传动图 动调整臂结构爆炸图 毕业设计（论文） 9 时引起的弹性。间隙自动调整时应尽量避开角行程中的弹性角度。若不区别超量间隙角度与弹性角度，一律随时加以补偿，将会造成调整过头，以致引起 “拖磨 ”甚至 “抱死 ”。 开始刹车时，调整臂带动凸轮轴转过间隙角度和超量间隙角度，并精确记录产生的磨损。此时 凸轮 角行程处于间隙区，间 隙区的特点是制动力矩变化不大。 继续刹车时，凸轮角行程进入弹性变形区，制动力矩急剧上升，直至车停住。松开踏板，刹车回程，制动力矩下降，凸轮角行程回到间隙区。自动调整臂根据刹车时记录的超量间隙，内部调整机构通过蜗轮带动 凸轮轴 转过一定角度，从而完成一次调整。工作原理图如图 图 动调整臂工作原理图 3 自动调整臂的设计和实现 10 3 自动调整臂的设计和实现 动调整臂设计 动调整臂设计任务 a. 自动调整臂设计重要性 根据国家 产业改革中汽车制动系统结构性能和试验方法 定，从 2003 年 10 月 1 日必须强制使用刹车间隙自动调整臂，考虑到目前自动调整臂在国内应用所出现的系列问题，经 国家发改委 会议研究，法规强制执行的时间推迟到了 2004 年 10 月 1 日。 目前世界上专业生产自动调整臂的最大厂家是瑞典 司，其全球市场占有率高达 50%，该产品经过二十多年的开发、使用和完善，已经十分成熟。国内的 东风车桥有限公司 使用的自动调整臂正是在瑞典 b. 设计的主要内容 根据需要完成的部件的功能，根据要求进行原理设计，机构设计并作出相应的机构运动简图； 将各完成机构转化为运动及承载执行部件，进行其结构设计，作出相应的三维结构图，建立各构成零件的三维零件图 ； 完成调整臂整体装配图； 对装配过程中的干涉进行检验 。 c. 技术指标 调整臂每次调节一行程、调整间隙推进 实现连续正向调节；调节时无须其它增压方式，调节驱动力 20 轮蜗杆配合 本小结对蜗轮蜗杆的配合和计算做 进一步的计算，以及其校核。 a. 蜗轮蜗杆结构设计 （ 1） 蜗杆材料选用 一般不重要的蜗杆用 45 钢调质处理；高速、重载但载荷平稳时用碳钢、合金钢，表面淬火处理；高速、重载且载荷变化大时，可采用合金钢渗碳淬火处理。（ 2） 原始数据选用 蜗杆头数 11Z 蜗轮齿数 302 Z 毕业设计（论文） 11 轴面齿形角 0 蜗杆直径系数 10q 变位啮合中心距 5（ 3） 基本参数选择和计算 故取模数 2 出 ( 则 0 0 c 代 值 得 40a ( 3 . 4 ) 代 值 得 1x ( 3 . 5 ) （ 4） 蜗杆几何尺寸计算 直径 即 181 d (1代值得 21 高(1 代值 222 Zq am 2 21 1 毕业设计（论文） 12 aa 即 201 (52111 af 6211 tw 式计算 27)1 tw 2tx 61 xz 值 得 3 . 1 5 ) xn (1 （ 5） 蜗轮几何尺寸计算 圆）直径 48222 )(2 )(1 02 222 aa (52222 af 2( 11 毕业设计（论文） 13 ( (0)c o s(21m i n taa ( b. 蜗轮蜗杆的校核 （ 1） 蜗轮蜗杆传动受力分析 当不计摩擦力影响时，各力的大小可按下列各式计算，各力的单位均为 N。 ( (已知任务中需满足 2030N 的驱动力则蜗轮切向力 02 取最大值 30N 带入以上公式则可得： 121 ； 7202 ； 21 ； 1801 ；。 （ 2） 蜗杆传动强度计算 82 12 01 8 02 1 4)ta 22 tt 90)1m a x 1121 22221 2 c 21 nn tn an (毕业设计（论文） 14 (1得 其中 机械设计表 11计算可得 K 取 (由以上可知 2 (9 4 6 0 8 01 7 5 2 (01 接触疲劳强度设计符合要求。 （ 3） 蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算 (根据蜗轮当量齿数 及蜗杆的变位系数 2x 查图机械设计图 11 (联立以上则 (3 2 21160 0 21 322 401 毕业设计（论文） 15 ( 查机械设计表 11得 F 联立以上 故设计合理。绘制三维图如下图 轮三维图 轮齿条配合 本小结对自动调 整臂的齿轮齿条配合作进一步的设计，计算及其校核。 齿轮齿条配合相当于一个 d 无穷大的外齿轮与小齿轮内啮合。由此计算齿轮齿条配合。 0图 杆三维图 图 轮三维图 毕业设计（论文） 16 a. 齿轮齿条配合设计 （ 1） 齿轮齿条材料选用 因为齿轮齿条无需过大载荷，而且传动平稳，故暂设其采用 45 钢，调质处理。 （ 2） 齿轮齿条计算 小齿轮需和蜗杆配合暂设其内径 01 Z 模数 (齿形角 0 分度圆直径 1811 (齿顶圆直径 20)(20211 齿根圆直径 7)(211 (齿高 121 (分度圆弦齿厚 21 ( 基圆直径 o (（ 3） 齿轮齿条校核 1） 齿轮的受力分析 112(tn 由于 任务中提及驱动力为 2030N，即 0则可知 270 ； 2。 文） 17 2） 齿根弯曲疲劳强度计算 ( A； 机 械 设 计 表 10 1 10K； 0K；0 K；则计算得 查表 100 联立以上 P a 故合格 3） 齿面接触疲劳强度计算 (推导出 (表 10 得 3.0u (联立以上得 符合要求。 设计齿轮齿条三维图如下图，齿轮条 齿轮图 p 21188 4 1 8 21 毕业设计（论文） 18 向离合器结构设计 单向离合器由离合环，矩形弹簧和离合齿轮组成。 离合环内部有圆柱面和锥面，内圆柱面上有直齿，锥面上有圆锥直齿。离合齿轮内的圆锥直齿与蜗杆上的圆锥直齿啮合，当离合环带动蜗杆每转一个齿，就进行一次间隙补偿。原理图如下图 因为其要与蜗杆配合暂设其内径均为 14径暂定为 20 矩形弹簧外径为 15径为 14度为 1 绘制单向离合器三维图如下，图 合环，图 形弹簧，图 轮 。 图 轮三维图 图 条三维图 图 向离合器三维爆炸图 毕业设计（论文） 19 体设计 臂体除了要保护调整臂内部结构外还须安装方便，需固定结构所以需要有螺纹孔，故暂定臂体为图 图 合环三维图 图 合器弹簧 图 合器齿轮 图 体三维图 毕业设计（论文） 20 动调整臂装配 整臂内部结构装配 由于调整臂结构复杂，姑且先对其内部做简单装配，如下图 图 整臂内部结构图 毕业设计（论文） 21 整臂总体结构装配图 自动调整臂的装配是在自动调整臂的结构设计后，对其结构装配的最重要一步，下面我们就只陈列其装配图，由于内部结构复杂，在对 臂体和外部结构做透明装配，其装配图如下，图 整臂的安装 本传动说明 起始位置 ： 如图 自动调整臂外部安装结构，连接板 25 被固定在支架上，齿条 19 与控制环 24 的槽口上端相接触。槽 口的宽度决定了刹车片 与制动鼓之间的设定间 隙值。 转过间 隙角 ： 图 整臂装配图 图 整臂起始位置 毕业设计（论文） 22 调整臂转过角 A。此时，齿条 19 向下运动与控制环 24 的槽口下端接触，制动蹄张开。当存在超量间隙时，刹车片与制动鼓尚末接触。图 转过超量间隙 角 B： 调整臂继续转动。此时，齿条 19 已和控制环 24 的槽口下端接触（控制环与固定的控制臂被铆为一体），不能继续向下运动。齿条驱动齿轮 6 旋转，单向离合器在这个方面可以相对自由转动转过角 B 后，凸轮轴带动制动蹄进一步张开，致使刹车片与制动鼓相接触。 转入弹性角 C： 图 过间隙角 毕业设计（论文） 23 当调整臂继续转动时，由于刹车片与制动鼓已经相接触，作用在凸轮轴和蜗轮上的力矩迅速增加 ,蜗轮 21 作用于蜗杆 9 上的力（向右）随之增大 ,使得蜗杆压缩弹簧 14 并向右移动，从而导致蜗杆 9 与锥形离合器 4 分离。 转弹性角 C： 调整臂继续转动 时，齿条被控制环限制仍然不能向下运动而驱动齿轮转动。这时由于锥形离合器 4 与蜗杆 9 处于分离状态，整个单向离合器总成一起转动。 向回转过弹性角 C： 制动开始释放，调整臂向回转过角 C。在回位弹簧 17 和 18 的作用下，使图 过超量间隙角 B 图 入弹性角 C 毕业设计（论文） 24 得齿条向下紧帖控制环 24 的槽口下端。此时，锥形离合器 4 与蜗杆 9 仍处于分离状态齿条可以驱使单向离合器总成自由转动。 向回转入间隙角 A： 随着刹车片作用于制动鼓上压力的释放，作用于凸轮轴和蜗轮的力矩消失，蜗轮 21 向右施加给蜗杆 9 的力也消失，弹簧 14 复原，推动蜗杆向左移动，使得蜗 杆与锥形离合器 4 从新啮合。 向回转过间隙角 A： 调整臂向回转过 A。齿条 19 向上运动，与控制环 24 的槽口的接触从下端变为上端。 向回转过超量间隙角 B： 调整臂继续转动回到起始位置。此时，齿条19 已与固定的控制环 24 的槽口上端相接触，受其限制不能继续向上移动。当调整臂回转时，齿条驱动齿轮 6图 回转过弹性角 C 图 回超量间隙角 B 毕业设计（论文） 25 转动，这时单向离合器和锥齿离合器均处于啮合状态，使得蜗杆 9 随齿轮一起转动，蜗杆驱动蜗轮 21，蜗轮驱动凸轮轴，面对面凸轮辆的转动使得超量间隙减小。由此完成一次制动间隙自动调整 。 动调整臂安装说明 a. 安装说明 自动调整臂的安装 ： 带控制臂和限位支架的刹车间隙自动调整臂的安装 。 安装前，确保制动气室推杆处于初始位置。 将隔离衬套装到凸轮轴上，贴近气室支架凸轮轴孔端面，以保证刹车间隙自动调整臂（以下简称调整臂）与支架之间合适的间隙。 将调整臂安装到凸轮轴 花键 部分上，应确保调整臂壳体上箭头所指方向与气室推杆前进方向一致，对花键时尽可能使调整臂接近气室推杆联接叉。顺时针旋转调整臂 蜗杆 的六方头，使调整臂逐渐转入联接叉内，直至联接叉销孔与调整臂上的销孔自然对正，然后将圆柱销轻松插入并通过联接叉和调整臂销孔，锁上开口销（注意：安装过程中不能改变气室推杆初始位置；联接叉销孔与调整臂上的销孔一定要自然对正）。 将调整臂的控制臂向其上箭头所示方向推动，直至推不动为止，目的是为了确保刹车衬片与制动鼓之间的设定间隙。 将限位支架预安装在指定位置，再将控制臂与限位支架角向可靠联接，上，最后紧固限位支 架于车桥上，紧固力矩不小于 意：安装过程中控制臂的角向位置不能改变，并且保证控制臂的自然形状，不产生附加应力）。 司的改进型
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