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677 汽车液压制动驱动机构的设计【外文翻译+开题报告+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】,汽车,液压,制动,驱动,机构,设计,外文,翻译,开题,报告,讲演,呈文,毕业论文,cad,图纸,机械,全套,资料

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河北科技师范学院 毕业论文（设计）外文翻译 题 目 ： 制动系统 学 生 姓 名： 张海燕 指 导 教 师： 郑立新 系 别： 机械电子系 专业 、班级： 机械设计制造及自动化 0204 班 完 成 时 间： 2005 年 12 月 20 日 河北科技师范学院教务处制 河北科技师范学院 毕 业 论 文（设 计） 档 案 题 目： 汽车液压制动驱动机构的设计 学 生 姓 名： 张海燕 指 导 教 师： 郑立新 系 别： 机械电子系 专业 、班级： 机械设计制造及自动化 0204 班 完 成 时 间： 2006 年 6 月 24 日 河北科技师范学院教务处制 河北科技师范学院 毕业论文（设计）工作总结 学 生 姓 名： 张海燕 指 导 教 师： 郑立新 系 别： 机械电子系 专业 、班级： 机械设计制造及其自动化 0204 班 完 成 时 间： 2006 年 6 月 23 日 河河北科技师范学院教务处制 1 汽车液压制动系统的发展 张海燕 （河北科技师范学院 机械电子系 机械设计制造及其自动化 ） 摘 要 :阐 述 了 汽 车 制 动 控 制 统 统 的 历 史 、现 状 和 发 展 趋 势 ,着 重 分 析 了 人 力 液 压制 动 系 统 的 工 作 原 理 ,讨 论 了 抱 死 系 统 的 鲁 棒 性 和 统 的 基 本 原 理 ,介 绍 了 液 压 制 动 系 统 中 液 压 油 的 使 用 要 求 。 关 键 词 :制动系统 ;制 动 缸 ;制 动 控 制 从汽车自问世以来 ,制动系统在车辆行车和驻车的安全方面扮演着至关重要的角色 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 的 汽 车 工 程 师 在 改 进 汽 车 制 动性 能 的 研 究 中 倾 注 了 大 量 的 心 血 关 于 汽 车 制 动 的 研 究 主 要 集 中在制动控制方面 1,包括制动控制的理论和方法 ,以及新技术推广应用 .。 1制动系统的历史 对 汽 车 的 制 动 作 用 那 时 的 车 辆 的 重 量 比 较 小 ,速 度 比 较 低 ,机械制动也能满足车辆制动的需要 ,但 随 着 汽 车 自 身 重 量 的 增 加 ,助力装 置 对 机 械 制 动 器 来 说 已 显 得 十 分 必 要 开 始 出 现 了 真 空 助 力 装置 生 产 的 质 量 为 2860 凯 迪 拉 克 轿 车 四 轮 采 用 直 鼓 式 制 动 器 ,并 有 制 动 踏 板 控 制 的 真 空 助 力 装 置 同 年 推 出 同 种 类 型 的 轿 车 ,该 车 采 用 了 通 过 四 根 软 索 控 制 真 空 助力器的鼓式制动器 2. 随着科学技术的发展及汽车工业的发展 ,尤其是军用车辆及军用技术的发展 ,车 辆 制 动 有 了 新 的 突 破 ,液 压 制 动 是 继 机 械 制 动 后 的 又 一重大突破 率 先 使 用 了 轿 车 液 压 制 动 器 924 年问世 和 福 特 分 别 于 1934 年和 1939年采用了液压制动技术 0 世纪 50 年代 ,液 压 助 力 制 动 器 开 始 在 制动系统中应用 3. 20 世纪 30 年代后期 ,随着电子技术的发展 ,世 界 汽 车 技 术 领 域 最显 著 的 成 就 是 抱 死 制 动 系 统 (1的使 2 用和推广 微 电 子 技 术 、 精 密 加 工 技 术 、 液 压 控 制 技 术 为 一 体 ,是 机 电 一 体 化 的 高 技 术 产 品 使 用 大 大 提 高 了 汽 车 的 主 动 安 全 性和操纵性 死 控 制 装 置 一 般 包 括 三 部 分 :传感器、控制器 (压力调节器 器 接 受 运 动 参 数 ,如 车 轮 角 速 度 、 角 加 速 度 、 车 速等传送给控制装置 ,控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后 ,给压力调节器发出指令 . 1936年 ,博 世 公 司 申 请 一 项 电 液 控 制 的 置专利 ,促 进 了 防 抱死制动系统在汽车上的应用 福 特 使 用 了 真 空 助 力 的 动器 ;1971 年 ,克 莱 斯 勒 车 采 用 了 四 轮 电 子 控 制 的 置 早 期 的置性能有限 ,可 靠 性 不 够 理 想 ,且 成 本 高 . 1979 年 ,默 本 茨 推 出 了 一 种 性 能 可 靠 、 带 有 独 立 液 压 助 力 器 的全数字电子系统控制的 动装置 美国开发出带有数字显示 微 处 理 器 、复 合 主 缸 、液 压 制 动 助 力 器 、电 磁 阀 及 执 行 器“ 一 体 化 ”的 抱死装置 以 及 电 子 信 息 处 理 技 术 的 高 速 发 展 , 成 为 性 能 可 靠 、 成 本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品 如 欧 洲 、日本、美国等 )已 制 定 法 规 ,使 为 汽 车 的 标 准 设 备 4. 传统的制动控制系统的主要特点是能均匀分配油液压力 动踏板踏下时 ,制 动 主 缸 就 将 等 量 的 油 液 送 到 每 个 制 动 器 的 制 动 轮 缸 中 ,并通过一个比例阀使前后平衡 其 他 制 动 干 预 系 统 则 根 据 每个制动器的需要对油液压力进行调节 统 已 发 展 成 为 成 熟的产品 ,并 在 各 种 车 辆 上 得 到 了 广 泛 的 应 用 ,但 是 这 些 产 品 基 本 都 是 基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的 虽 然 简 单 实 用 ,但是其调试比较困难 ,不同的车辆需要不同的匹配技术 ,在 许 多 不 同 的 道路上加以验证 . 制 动 控 制 系 统 的 重 要 问 题 在 于 控 制 的 稳 定 性 , 即 系 统 鲁 棒 性(应 保 证 在 各 种 条 件 下 制 动 系 统 的 控 制 作 用 不 失 效 统 要 求 高 可 靠 性 ,否 则 会 导 致 人 身 伤 亡 及 车 辆 损 坏 发展鲁棒性的 制 系 统 成 为 关 键 所 在 多种鲁棒控制系统都应用到 3 控制逻辑中来 4增益调度 制 、变 结 构 控 制 和 模 糊 控 制 是 常 用 的 鲁 棒 控 制 系 统 ,是 目 前 所 采 用 的 以滑移率为目标的连续控制系统 控 制 法 是 基 于 经 验 规 则 的 控 制 ,与系统的模型无关 ,具 有 很 好 的 鲁 棒 性 和 控 制 规 则 的 灵 活 性 ,但 调 整 控 制参数比 较 困 难 ,尚 无 理 论 计 算 公 式 ,基 本 上 是 靠 试 凑 的 方 法 控 制 规 律 有 一 定 的 规 律 . 车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题 车 起 动 或 加 速 时 ,因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑 车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定 ,车 轮 切 向 力 也 减 少 ,影响加速性能 看 出 ,防 止 车 轮 打 滑 与 抱 死 都 是 要 控 制 汽 车 的 滑 移 率 ,所以在 基 础 上 发 展 了 驱 动 防 滑 系 统 (6 逻辑和功能扩展 增 加 了 能后 ,主 要 的 变 化 是 在 电 子 控 制 单 元中增加了驱动防 滑 逻 辑 系 统 ,来 监 测 驱 动 轮 的 转 速 多 借 用 两 者 共 存 一 体 ,发展成为 统 . 今天 , 经 成 为 欧 美 和 日 本 等 发 达 国 家 汽 车 的 标 准 设 备 ,并且已在欧洲新载货车中普遍使用 ,欧 共 体 法 规 1/320 已强制性规定在总质量大于 某 些 载 货 车 上 使 用 ,重 型 车 辆 首 先 装 用 的 现 在 的 高 级 轿 车 也 开 始 采 用 统 是 解 决 了 紧 急 制 动 时 附 着 系 数 的 利 用 ,可 获 得 较 短 的 制动距离及制动方向稳定性 ,但 是 不 能 解 决 制 动 系 统 中 的 所 有 缺 陷 . 的发展趋势 经 过 一 百 多 年 的 发 展 ,汽 车 制 动 系 统 的 结 构 已 经 基 本 固 定 下 来 子 技 术 ,特 别 是 大 规 模 、 大 规 模 集 成 电 路 的 发 展 ,汽 车 制 动 系 统 的形 式 也 将 发 生 变 化 海斯 ( 司 在 一 辆 实 验 车 上 安 装 了 一 种电 动系统 ,该系统彻底改变了制动系统的工作原理 采 用4 个比例阀和电力电子控制装置 ,该 系 统 能 处 理 基 本 制 动 、 引力 控 制 、 巡 航 控 制 制 动 干 预 等 情 况 ,而 不 需 增 加 任 何 一 种 附 加 装 置 潜 在 的 优 点 是 比 标 准 制 动 器 能 更 加 有 效 地 分 配 基 本 制 动 力 ,从而使 制 动 距 离 缩 短 5%. 一 种 完 全 无 油 液 、 完 全 通 过 电 路 控 制 的 7 系 统 的 开 发 将 使 传 统 的 液 压 制 动 控 制 系 统 成 4 为历史 . 统是未来制动控制系统的发展方向 制 动 系 统 不 同 于传 统 的 制 动 系 统 ,因 为 其 传 递 的 是 电 流 ,而 不 是 液 压 油 或 压 缩 空 气 ,可以省去许多管路和传感器 ,缩短制动反应时间 . 制 动 液 是 液 压 制 动 系 统 的 重 要 组 成 部 分 ,它 的 质 量 好 坏 对 制 动 系统的工作可靠性有很大的影响 制 动 液 应 具 有 高 温 下 不 易 液 化 、低温下流动性良好、吸水性差而溶水性良好、能润滑液压系统的运动件而不会使其腐蚀 ,不 会 使 橡 胶 件 发 生 膨 胀 、 变 硬 和 损 坏 等 特 点 . 在选用制动液时应根据制动系 统是否安装 置来选择 车 辆 在 紧 急 制 动 时 往 往 会 使 车 轮 抱 死 ,安装 ,可使汽车在紧急制动时车轮不会被抱死而防止出现侧滑 ,因此 置工作时 ,制 动 系 统 产 生 的 摩 擦 热 比 未 装 置的车高 ,制 动 液 的 恶化变质也会相对早地出现 ,适合于 只 能 是 高 沸 点 的 制 动 液 ,如果使 用 低 沸 点 的 制 动 液 ,会 因 容 易 产 生 气 阻 而 使 汽 车 处 于 非 常 危 险 的 状态 . 如 果 在 制 动 液 变 质 的 情 况 下 继 续 使 用 ,将 会 使 制 动 主 缸 、 制 动 轮缸 、 油 压 控 制 器 等 产 生 损 伤 、 吸 湿 率 增 加 ,使 制 动 力 下 降 8 要对装有 置 车 辆 的 制 动 液 进 行 从 严 选 用 ,严格遵守汽车制造厂商推荐的更换周期 还 要 根 据 使 用 条 件 ,在 必 要 时 提 前 进 行 更 换 . 介 绍 汽 车 制 动 控 制 系 统 的 进 展 历 史 ,详 细 阐 述 制 动 控 制 系 统 由 简单的机械制动装置发展到 抱 死 制 动 控 制 系 统 ,可 以 尝 试 模 糊 控制 方 法 以 改 进 汽 车 控 制 系 统 的 性 能 汽 车 制 动 控 制 技 术 正 朝 着 电子 制 动 控 制 方 向 发 展 制 动 控 制 因 其 巨 大 的 优 越 性 ,将 取 代 传 统 的以 液 压 为 主 的 传 统 制 动 控 制 系 统 随 着 其 他 汽 车 电 子 技 术 特 别 是超 大 规 模 集 成 电 路 的 发 展 ,电 子 元 件 的 成 本 及 尺 寸 不 断 下 降 汽 车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统融合在一起成为 综 合 的 汽 车电 子 控 制 系 统 ,未 来 的 汽 车 中 就 不 存 在 孤 立 的 制 动 控 制 系 统 ,各 种 控 制单元集中在一个 ,并将逐渐代替常规的控制系统 ,实 现 车 辆 控 制 5 的智能化 . 参考文献： 1002,(3):23862391. 2001,(2):677683. 3 陈家瑞 M机械工业出版社 ,2000. 4 沙奇林 制 逻 辑 对 车 辆 动 力 学 模 型 参 数 及 滑 移 率 的 规 避 分析 J1996,16(6):329333. 5 陈军 . 防 抱 死 制 动 系 统 不 同 控 制 方 法 的 模 拟 研 究 J. 汽车技术 ,1989,(11):2326. 6 马岳军 成 液 压 系 统 设 计 J2004,(6):2729. 7 戴 冠 军 、 周 军 、 孙 伟 等 M汽 车 底 盘 维 修 大 全 杭 州 ： 浙 江 科 学技术出版社 8 张 大 成 、戴 波 南 等 M 上海桑塔纳 2000 系 列 轿 车 维 修 手 册 北京 :北 京 理 工 大 学 出 版 社 9005,37(1):123. 10 陈家瑞等 汽 车 构 造 M ： 人 民 交 通 出 版 社 20 of of 6 BS to r BW ed in 河北科技师范学院 毕业论文（设计）文献综述 题 目： 液压制动系统的发展 学 生 姓 名： 张海燕 指 导 教 师： 郑立新 系 别： 机械电子系 专业 、班级： 机械设计制造及自动化 0204 班 完 成 时 间： 2005 年 12 月 23 日 河北科技师范学院教务处制 1 前言 . 1 1 汽车最小制动力的确定 . 2 2 前后制动器的制动力分配比例。 . 3 3 各轮缸输入力的确定 . 5 轮 盘 式 制 动 器 的 输 入 力 的 确 定 . 5 轮 鼓 式 制 动 器 轮 缸 输 入 力 的 计 算 . 5 4. 制动轮缸直径 d 的确定 . 7 于 前 轮 轮 缸 直 径1d. 8 5. 制动主缸直径0. 8 6. 前 轮 轮 缸 主 要 结 构 参 数 的 设 计 计 算 . 9 作压力 P . 9 位 时 间 内 油 液 通 过 缸 筒 有 效 截 面 体 积 的 流 量 ； . 9 筒的设计 . 10 筒内径 . 11 缸筒壁厚 . 11 盖 厚 度 的 确定 . 12 作 行 程 的 确定 . 12 小 导 向 长 度的 确 定 . 12 塞 宽 度 的 确定 . 13 体 长 度 的 确定 . 13 塞的设计 . 13 结构形式 . 13 塞 与 活 塞 杆的 连 接 . 13 塞材料 . 13 密封圈 . 13 活塞杆 . 14 活 塞 杆 要 在导 向 套 中 滑 动 . 14 塞杆的计算 . 14 塞 杆 的 导 向 套 、 密 封 、 防 尘 . 14 向 套 长 度 的确 定 . 14 2 加工要求 . 14 油口 . 15 密 封 件 、 防 尘 圈 的 选 用 . 15 7 . 后 轮 轮 缸 的 设 计 计 算 . 16 轮工作压力 P . 16 筒的设计 . 17 筒内径 . 17 筒壁厚 . 17 筒壁厚演算 . 17 体底部厚度 . 17 体 头 部 法 兰厚 度 . 17 压 缸 工 作 行程 的 确 定 . 17 下导向长度 . 18 体 长 度 的 确定 . 18 活塞的设计 . 18 活塞杆的设计 . 18 塞 杆 的 导 向 套 、 密 封 、 防 尘 . 18 气阀 . 18 油口 . 18 密 封 件 ， 防 尘 圈 . 19 8 制 动 主 缸 的 设 计 计 算 . 20 主 缸 主 要 供 油 量 的 计 算 . 20 一 段 长 度 的 确 定 . 20 缸 筒 的 结 构 参 数 的 确 定 . 21 筒 壁 厚 的确 定 . 21 筒连接方式 . 21 第 一 缸 活 塞 直 径 的 确 定 . 21 二缸的设计 . 22 导向套、密封 . 22 油口的选择 . 22 3 取弹簧 . 23 . 23 10. 管道尺寸 . 23 . 24 12 致谢 . 24 参考文献： . 24 1 桑塔纳汽车 制动驱动结构的设计 张海燕 （河 北 科 技 师 范 学 院 机 械 电 子 系 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 ） 摘要 ： 使 行 驶 中 的 汽 车 减 速 至 停 车 ， 使 下 坡 行 驶 的 汽 车 的 速 度 保 持稳 定 以 及 使 已 停 驶 的 汽 车 保 持 不 动 ， 这 些 作 用 统 称 为 汽 车 制 动 。 汽车 的 制 动 性 直 接 关 系 到 交 通 安 全 ， 重 大 交 通 事 故 往 往 与 制 动 距 离 太长 、 紧 急 制 动 侧 滑 有 关 ， 改 善 制 动 性 能 始 终 是 汽 车 设 计 和 制 造 部 门的 首 要 任 务 对 汽 车 起 到 制 动 作 用 的 是 作 用 在 汽 车 上 ， 其 方 向 与 汽 车 行 驶 方向 相 反 的 外 力 。 但 这 些 外 力 的 大 小 都 是 随 机 的 、 不 可 控 的 。 故 汽 车上 必 须 装 设 有 一 系 列 专 门 装 置 ，以 使 驾 驶 员 能 根 据 道 路 和 交 通 情 况 ，借 以 使 外 界 在 汽 车 某 些 部 分 （ 主 要 是 车 轮 ） 施 加 一 定 的 力 ， 对 汽 车进 行 一 定 程 度 的 强 制 制 动 。 本 文 主 要 是 对 行 车 制 动 的 设 计 ， 且 对 行车 制 动 采 取 液 压 制 动 。 因 为 它 作 用 滞 后 时 间 较 短 ， 工 作 压 力 高 ， 因而 轮 缸 尺 寸 小 ，可 以 安 装 在 制 动 器 内 部 ，直 接 作 为 制 动 蹄 张 开 机 构 ，而 不 需 要 制 动 臂 等 传 动 件 ， 使 之 结 构 简 单 、 质 量 小 且 机 械 效 率 高 。本 文 中 主 要 针 对 桑 塔 纳 轿 车 进 行 设 计 。 通 过 汽 车 对 制 动 力 要 求 入 手来 计 算 出 轮 缸 输 入 力 、 主 缸 输 入 力 和 踏 板 力 的 需 求 ， 从 而 确 定 出 系统 各 部 分 尺 寸 参 数 。 在 设 计 中 对 制 动 管 路 采 取 交 叉 型 控 制 ， 直 行 制动 时 ，任 意 回 路 实 效 ，总 制 动 力 都 能 保 持 正 常 值 的 50%，且 结 构 简 单 ，成 本 低 、 易 于 实 现 。 经 设 计 计 算 ， 该 结 构 能 使 汽 车 在 行 驶 时 短 距 离内 停 车 且 维 持 行 驶 方 向 的 稳 定 性 ， 改 善 了 制 动 性 能 。 关键词 ： 制 动 性 ； 制 动 驱 动 机 构 ； 制 动 性 能 设 计 前言 设计制动驱动机构应满足如下主要要求 1： （ 1）具有足够的制动效能。 （ 2）工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不 2 低于没有失效时的 30%。 （ 3）在任何速度制动时，汽车都不应丧失操纵性和 方向稳定性。 （ 4）操纵轻便，并具有良好的随动性。 （ 5）制动时 ，制动系产生的噪声应尽可能小。 （ 6）作用滞后性应进可能好。作用滞后性即制动反应时间。以踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。 人力液压制动系的基本组成有前轮制动器，制动主缸，及后轮制动器组成。基本原理如下，作为制动能源的驾驶员所施加的控制力，通过作为控制装置的制动踏板机构传到容积式液压传动装置的主要部件 制动主缸。制动主缸属于单向作用活塞式油泵，其作用是将自踏板机构输入的机械能转化为液压能。液压能通过油管输入前、后轮制动器和制动轮缸。制动轮缸属于单向作用活塞式油缸，其作用是将输入的液压能再转 换成机械能，促使制动能再转换成机械能，促使制动器进入工作状态。下面选桑塔纳轿车车型来对液压驱动机构进行设计。 2 1 汽车最小制动力的确定 表 1桑塔纳轿车的基本参数。 发动机型号 (1 6 升 ) (1 8 升 ) 总长 X 总宽 X 总高 4545545地间隙 (毫米 ) 145(空车 ) 127(重车 ) 插距 (毫米 ) 2550 2550 前轮距 (毫米 ) 1400 1414 后轮距 (毫米 ) 1408 1422 最小转弯半径 (米 ) 5 5 5 5 2轿车基本重量表 1车的基本重量 (千克 ) 发动机型号 (1 6 升 ) (1 8 升 ) 3 总重 1440 1460 自重 955 985 载重 485 475 查得整车整备质量 m=1040满载总质量 m=1460 动车运行安全技术条件对汽车的制动力要求如下 3 车辆类型 制动力总合与整车重量百分比 轴制动力与轴荷百分比 空载 满载 前轴 后轴 汽、列车 60 50 60 得出最小制动力应为0% 1460 10 N=7300N 0% 1040 10 N=6240N 取300N 为制动器给机车的制动力总和。 2 前后制动器的制动力分配比例。 前后轮制动器制动力的分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件的利用程度，是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。 汽车制动时前、后轮同时抱死对附着条件利用、制动时汽车的方向 稳定性较为有利。此时前后制动器1F、24： 121212 1F、2F 前、后轮制动力 G 汽车重力 1 前、后轮的法向反作用力 路面附着系数 =对于行车制动时地面作用于前、后轮的法向反作用力 4 12 G b m G a m 令 ,g 为制动 强度。 式中 L 轴距 b 质心距后轴的距离 a 质心距前轴的距离 汽车的最大加速度 如图 2桑塔纳轿车的整车基本参数 3 理想的前、后轮制动器制动力为1913N 2387N 序号 项 目 技术 参数 普通 型 2000 型 1 管路系 统 型式 双管 路对 角分 布 2 前轮 盘 式 制动器 制动 盘 厚 度 制动 盘 直 径 1 2 20 2 3 9 256 3 后轮 鼓 式 制动器 制动 鼓 尺寸(内径 X 蹄宽 ) 80 200 驻车 制动 坡 度 30 5 制动 力分 配 比 (后 韧动 力 总制 动 力 ) 22 19 6 制动 效率 V 85 (空载 ) 65 (满载 ) 91 (空载 ) 68 (满 载 ) 5 3 各轮缸输入力的确定 轮缸输入力与制动器的效能因数有关，制动器效能因数，就是指制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩。即在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比。 5 即 3 式中 制动力摩擦力矩 R 制动鼓或盘的作用半径 P 轮缸输入力 轮 盘 式 制 动 器 的 输 入 力 的 确 定 对于前轮盘式制动，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为 P，则制动盘在其两侧工作面的作用半径上所受的摩擦力为 2处 f 为盘与制动块的摩擦系数，于是钳盘式制动器制动因数： 2 2fP （ 3 对于桑塔纳轿车前轮为钳盘式 nf n 旋转制动盘数目 f 摩擦系数 在理想条件下，计算结果取 f=近实际。 这里 n=1,f=入计算得 （ 3； P= 855N （ 3 即前轮轮缸输入力最小为 9855N 轮 鼓 式 制 动 器 轮 缸 输 入 力 的 计 算 6 对于 后轮鼓式制动，采用双领蹄式制动，选用双液压缸双领蹄制动。 设作用与两蹄张开力12制动鼓内圆柱面半径制动鼓工作半径为R 则 R22R 当12P P P时，则有 12f T R 蹄与鼓间的作用力的分布其合力大小，方向及作用点需要精确地分析计算如下图 设张开力 P 作用下制动蹄摩擦衬片与鼓之间的作用合力 N 如图3示 作用与衬片上 B 点这一法向 力引起了作用于制动蹄衬片上的摩擦力为 f 为摩擦系数， a、 b、 c、 R、 为结构尺寸。对 A 去矩得： 7 由上式得：领蹄的受力 11N f h （ 3 当逆转时，领蹄变为丛蹄，这时的受力情况 向相反，得制动器因数 21N f h （ 3 式中 f 为摩擦系数， P 为输入力，其余为结构尺寸。 F 在初步设计时取 结果更接近实际。 1 由表查的桑塔纳的制动系结构参数得； R=200mm h=20mm b=60mm c=80算得 21N f h = N P P= 946N 即前、后轮轮缸的输入力大小为1P=9855N ， 2P=946N 4. 制动轮缸直径 d 的确定 8 制动轮缸对制动蹄块施加的张开力0d 和制动管路压力的关系为； 04（ 4 取管路压力为 10 于 前 轮 轮 缸 直 径14 4 0 缸直径 d 应在标准规定的尺寸系列中选取（ 具体为1922242528303235384055055 选取直径 d=40轮轮 缸 直 径 的 确 定 024 4 9 4 6 113 . 1 4 1 0Fd m 取后轮轮缸直径为2d=19. 制动主缸直径0第 i 个轮缸的工作容积为 214ni i （ 5 式中，i 个轮缸活塞的直径； n 为轮缸中活塞的数目；i为第 步设计时，。 对于盘式制动轮缸 1,2V= 2 21,214 = 240 34 33768 3对于鼓式制动轮缸 2 23 , 4 3 , 414 = 22 1 9 2 331417m m m m 9 所有轮缸总工作容积为1=2 33 7 6 8 4 1 4 1 7 =13204 3制动主缸应有的工作容积为 0V V V，式中， V 为制动软管的变形容积。在初步设计中，制动主缸的工作容积可取为：对于乘用车0V=则； 0V=13204 3主缸活塞直径00V= 2004 5 一般0S=（ d，此处取0S=00d= 03 4V=3 4 1 4 5 2 4 1 4缸直径0C/规定的尺寸系列 1、 7，具 体为192226283235384045 此处选取0d=28. 前轮轮缸主要结构参数的设计计算 参数 内径 D=40论推力值 F=9855 N 作压力 P 24 9 8 5 5 7 . 83 . 1 4 4 0 P a M P （ 6 位 时 间 内 油 液 通 过 缸 筒 有 效 截 面 体 积 的 流 量 ； VQ t L/ （ 6 式中 V 液压缸活塞一次行程中所消耗油液的体积 t 液压缸活塞一次行程所需时间 其中 V=10 L v 活塞杆运动速度 A 活塞杆截面面积 关于活塞杆的速度确定如下； 根据汽车安全技术条件中规定；汽车 单车制动协调时间应不大于 10 动协调时间为踏板开始动作到到达标准规定的充分发出的平均减速度的 75%时所用时间。 下图是驾驶员在接受了紧急制动信号后，制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线 2 图 6车制动曲线 2= 2+ 2为制动器作用时间即 由 2 踩下制动踏板到制动间隙消 除的时间 2 制动力增长过程所需时间 设消除间隙所用时间 制动器作用时间 为 v=s s 为活塞杆行程 v= s=s Q=2404 60 =： 8 一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒要求有良好的焊接性能。根据液压缸的参数、用途、和毛坯的来源等可选用以下各种材 11 料： 625、 35、 45 等； 258 1； 缸筒毛坯，普遍采用退火的冷拔或热轧无缝钢管，国内市场上已有内孔经研磨或内孔槽加工，只需按所要求的长度切割无缝钢管。 对于工作温度低于 液压缸缸筒，必须用 45， 35 号钢且要调质处理。 9 根据液压工程手册选取，缸筒的材料为铸铁。 缸筒内径 当液压缸的理论作用力 F（包括推力1供油压力 P 为已知时，则无活塞杆侧 的内径为： D= 314 10F 取 D=40 （ 6 缸筒壁厚 m a x0 m a 4 12 1 . 3（ 6 其中 D 缸筒内径 材料的许用压力 则，0 10 402 60=0=4D D+20=40+2 4 8 查机械设计手册，取为 1D=50筒壁厚的演算 液压缸的工 作压力应低于一定的极限值，保证工作安全： 221 21()0 . 3 5 （ 6 式中，s 为缸筒材料的屈服强度 铸铁为 18012 代入数据 2221 8 0 ( 5 0 4 0 )0 . 3 5 50 =统的压力最高为 12 以缸筒外径符合要求 为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力围： ( 0 . 3 5 0 . 4 2 )n P （ 6 其中 12 . 3 l o s 02 . 3 1 8 0 l o . 3 5 4 0 . 1 2 M P =统压力经验证 符合要求 此外，缸筒的径向变形应在允许的范围内，经验证符合要求。 为了确保液压缸的安全使用，缸筒的爆破压力10。经验证，符合要求。 盖 厚 度 的 确定 汽车前轮缸盖设为有孔式，则有公式 m a 4 3 3 当缸筒底部为拱形时，应按下式进行计算： 04m （ 6 式中，0= 10 4 60 m =4.1 缸盖厚度为 5 工 作 行 程 的 确定 液压缸工作行程长度，可根据 执行机构实际最大行程来确定，对于前轮盘式，制动盘与制动块之间的间隙为 上制动片的极限偏差和活塞与制动块之间距离的 2 倍，取活塞的工作大致为 3 小 导 向 长 度的 确 定 13 20 2（ 6 L 液压缸的最大工作行程 代入数据计算得： H 活 塞 宽 度 的 确定 B=（ D 取为 B=30根据中隔圈再次确定 B，缸盖的滑动支承面的长度1l，由液压缸内径D 确定 D801l=（ D 取为 1l=30 体 长 度 的 确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞行程和活塞宽度只和。缸体外形还应考虑到两端端 盖的厚度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的 20 30倍。 002L L B =43塞的设计 由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此它与缸的配合应适当即不能过紧，也不能间隙过大，过大会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到设计的性能要求。 结构形式 采用整体式 塞 与 活 塞 杆的 连 接 整体活塞在活塞圆周上开沟槽，安置密封圈，结构简单。 塞材料 选用高强度铸铁 塞尺寸及加工公差 活 塞 外 径 的 配 合 一 般 采 用 径 对 内 孔 的 同 轴 度 公 差 不 大 面和轴线的垂直度公差不大于 00表面的圆度和圆柱度一般不大于外径公差之半 11。 密封圈 根据系统的工作特点，选用高低唇型密封圈。 14 活塞杆 活塞杆的杆头应连接摩擦块推动制动盘制动所以杆头连接形式应为螺孔头式。 活 塞 杆 要 在导 向 套 中 滑 动 一般采用 H8/ H8/合，其圆度和圆柱度公差不大于直径公差之半。安装活塞的 轴颈和外圆的同轴度公差不大于 为了保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，以避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于 00 塞杆的计算 因前盘轮缸无速比要求，按液压设计手册要求，根据： d=（ 1/3 1/5） D 圆整查表得活塞杆直径： d=14活塞杆螺纹尺寸查（ 2350螺纹直径与螺距 L 为短型 L=14螺纹 活塞杆的强度校核 62104=p符合要求 塞 杆 的 导 向 套 、 密 封 、 防 尘 选用端盖式 金属导向套一般采用摩擦系数小，耐磨性好的青铜材料制作。而端盖式直接导向型导向套材料用灰铸铁。 向 套 长 度 的确 定 导向套的主要尺寸是支承长度，通常按活塞杆直径、导向套 的形式、导向套材料的承压能力。通常有两段导向段，每段宽度一般为 d/3，长度 b=2/3d 其中 d 为活塞杆直径。 即 b=2/3 14= 加工要求 12 导向套外圆与端盖内孔德配合多为 H8/孔与活塞杆外圆的配合 15 选为 H9/圆与内孔的同轴度公差不大于直径公差的一半，内孔中的环形油槽和直油槽要浅而宽，以保证有良好的润滑。 油口 由于汽车制动系统的构造，油口应布置在端盖上，且属于薄壁孔（ l/d ,通过口的流量为 122Q C A p p= 2 （ 6 式中 C 流量系数，接头处大孔与小孔之比大于 7 时， C=头处大孔与小孔之比小于 7 时， C= 油孔的截面积 液压油的密度 12 油孔前、后腔的压力 p 油孔前后压力差 由上式得； 2（ 6 其中 Q= =3代入数据得 d 液压油口连接螺纹（ 2878 取为 油口 1 密 封 件 、 防 尘 圈 的 选 用 选为 O 型密封圈 2 型特康防尘圈 以上是汽车前盘制动轮缸的尺寸和结构的设计，现将数据整理如下； 表 6计数据整理 液压缸结构 单作用单活塞缸 缸体长度 43压缸内径 40液压缸壁厚 5底厚度 5 头部法兰厚 1016 活塞杆直径 14活塞行程 3向长度 装配尺寸如下表 活塞 材料灰铸铁 00 外径对内孔的同轴度公差 面轴线垂直度公差 00 表面圆度和圆柱度 外径配合 塞杆 材料为碳钢 杆头连接为螺孔头式 H8/合 轴颈与外圆同轴度公差 肩端面与活塞杆轴线垂直度公差为 糙度为 纹 L=14内螺纹 导向套 材料为青铜 外圆与端盖内孔配合 H8/圆与内孔同轴度 度与圆柱度 油口 连接螺纹 1 密封圈 O 型 2 型特康防尘圈 7 . 后轮轮缸的设计计算 对于后轮鼓式制动采用双领蹄式制动，即为双缸单活塞制动 现对四个轮缸进行设计计算 轮工作压力 P 17 P=F/A=4F/ 2d =24 94619 = （ 7 筒的设计 选材料为铸铁 筒内径 D=19 缸筒壁厚 m a xm a 4 12 1 . 3pD p = 1 9 6 0 0 . 4 1 0 12 6 0 1 . 3 1 0= 7 取 4外径1 2=27 缸筒壁厚演算 221210 . 3 5 p （ 7 代入数据演算 符合要求 体底部厚度 120 3（ 7 式中2计算得11=5 缸体头 部 法 兰厚 度 34 10a L （ 7 式中： 初步设计取法兰外圆半径为 32b=11入数据计算得 h= h=6 液 压 缸 工 作 行程 的 确 定 工作行程长度由执行机构实际工作行程决定，且参照液压工程手册选取标准值得 S=3018 下导向长度 最小导向长度的确定20 2=12 （ 7 体 长 度 的 确定 L=S+B+L+1=64 （ 7 活塞的设计 B=（ d= 15构形式为组合式，加工公差同前盘式 活塞杆的校核 624 1 0F M p p =符合要求 活塞杆的设计 装配公差和结构形式同前盘式 活塞杆的计算 因后轮轮缸无速比要求，回位靠弹簧。根据 1135 圆整后查表得活塞杆直径 d=10 塞 杆 的 导 向 套 、 密 封 、 防 尘 选用端盖式导向，导向套的长度确定， 23=712 活塞杆的加工要求同上。 气阀 排气阀要求同 上 油口 油口的设计要求同上， 122Q C A p p= 2 （ 7 式中各参数意义同上，则 19 2（ 7 代入数据得 d=取标准值，得油口为 1 密 封 件 ， 防 尘 圈 选择结果同上。 现将后轮轮缸各尺寸参数整理如下； 表 7轮轮缸的尺 寸参数数据整理 液压缸结构 单作用单活塞缸 缸体长度 64压缸内径 19筒壁厚 5底厚度 4 部法兰厚 5塞杆外径 10活塞杆行程 5向套宽 7小导向长 12配尺寸如下表 活塞 材料灰铸铁 00 外径对内孔的同轴度公差 面轴线垂直度公差 00 表面圆度和圆柱度 外径配合 塞杆 材料为碳钢 杆头连接为螺孔头式 H8/合 轴颈与外圆同轴度公差 肩端面与活塞杆轴线垂直度公差为 糙度为 纹 L=14内螺纹 20 导向套 材料为青铜 外圆与端盖内孔配合 H8/圆与内孔同轴度 度与圆柱度 油口 连接螺纹 1 密封圈 O 型 2 型特康防尘圈 流量 Q 的计算 Q=10 L/ L/+4，第一段长度为第一缸活塞的工作行程。 02Q（ 8 式中； d 主缸直径 Q 制动过程中所需的液体总流量 02Q 4d = 622 . 2 1 1 5 1 0 40 . 42 6 0 2 8 2得 第二段长度的确定 第二段长度为第二缸活塞的工作行程。考虑到弹簧的作用，第二缸作用要比第一缸迟，为了保证两缸能同时工作，第二段缸的活塞行 21 程要小于第一缸的活塞行程。 综合考虑弹簧的预紧力 ，以及需保证第二缸在第一缸出现故障时能保证汽车的制动力，也就是应能提供整车需要的制动油液。因此2 24s 缸 筒 的 结 构 参 数 的 确 定 筒 壁 厚 的确 定 m a x0 m a 4 12 1 . 3（ 8 式中各符号意义同前，代入数据得 2 8 6 0 0 . 4 1 0 12 6 0 1 . 3 1 0 取 6 缸筒连接方式 缸筒选择法兰连接，结构较简单，易加工，易装卸。 法兰厚度 34 10a L （ 8 式中各参数意义同上，其中由法兰盘的承载压力选择周布四个螺栓固定，查得螺栓的直径为标准值 4，代入数据计算得， h=9 第 一 缸 活 塞 直 径 的 确 定 I选用整体式活塞，活塞采用高强度铸铁 1， 活塞宽度 B=（ d 取为 15 由实际条件确定，第一缸的最大行程 5 因为第一腔活塞杆直接与踏板机构连接，为了减轻重量，取