毕业设计（伦文）-货车气动刹车系统设计

PAGEI摘要汽车制动系统在整个汽车系统中起着至关重要的作用。其耐久与可靠性直接影响到人们的生命安全。因此国家也将汽车制动系统作为法规关键零部件来管控，从而对于汽车制动系统中各个零部件的设计、加工有了更加严格的要求。制动系统按照驱动机构的分类有液压制动、电子制动、气压制动等几种。而在中型及重型货车上动态制动系统是最常见的气动制动系统。气动制动系统是最早发展的动态制动系统。设备供电和传输各类气动工具。大量包括气动控制元件控制装置，例如制动踏板机构和制动阀，有的还具有用于踏板和制动阀机构之间串行传输的液压控制装置的。本文使东风卡车J6M作为研究对象，和设计结构制动系统通过分析和理论计算。关键词：气压制动；制动性；重型货车；传动装置；PAGE2PAGE5ABSTRACTAutomobilebrakesystemplaysanimportantroleinthewholeautomobilesystem.Itsdurabilityandreliabilitydirectlyaffectpeople'slifesafety.Therefore,thestatealsocontrolstheautomobilebrakingsystemasakeypartoftheregulations,whichhasmorestrictrequirementsforthedesignandprocessingofvariouspartsintheautomobilebrakingsystem.Accordingtotheclassificationofthedrivingmechanism,thebrakesystemincludeshydraulicbrake,electronicbrake,pneumaticbrake,etc.Themostcommondynamicbrakingsysteminmediumandheavytrucksisthepneumaticbrakingsystem.Thepneumaticbrakesystemistheearliestdevelopedpowerbrakesystem.Theenergysupplydeviceandtransmissiondeviceareallpneumatictype.Mostofitscontroldevicesarecomposedofairpressurecontrolelementssuchasbrakepedalmechanismandbrakevalve,andsomeofthemarealsoconnectedinserieswithhydrauliccontroltransmissiondevicebetweenpedalmechanismandbrakevalve.Inthispaper,Dongfengj6Mfreightcaristakenastheresearchobject,anditsairbrakesystemstructureisdesignedbytheoreticalanalysisandcalculation.Keywords:airbrake;brakeability;heavytruck;transmissiondevice;目录TOC\o"1-3"\h\u10080摘要 I2758ABSTRACT 227790第1章绪论 328751.1制动系统的简介 3274791.2气压制动系统的国内外状况 4158821.3制动系统的功用 4139651.4制动器的分类 5240971.5制动系统的设计要求 619264第2章气压制动系统的总体结构方案的确定 7211832.1基础设计参数的选择 782862.2制动分配系数的确定 8228162.3最大制动力矩的确定 138236第3章气压制动制动器的结构设计 14134463.1制动器的主要参数的确定 14170693.1.1制动鼓内径的计算 15244543.1.2摩擦衬片宽度及包角的计算 16307813.1.3摩擦衬片起始角的计算 16199313.1.4摩擦衬片的计算 17139523.2制动器的结构设计 17166403.2.1摩擦片的形变计算 17265343.2.2蹄片制动力矩的计算 1899723.2.3制动蹄的锁止校核 20323153.3衬片磨损特性的计算 20276453.3.1能量耗散率的计算 21282583.3.2衬片比摩擦力的计算 22207063.4驻车制动的计算 22179943.5制动鼓主要零部件的结构设计 23167813.5.1制动鼓的设计 23263043.5.2制动蹄的设计 24301763.5.3制动底板的设计 24167123.5.4凸轮式机构的设计 24219963.5.5摩擦材料的选择 25204423.5.6制动蹄的支承结构设计 259521第4章气压驱动系统的设计计算 26234864.1气压制动机构的原理 26216474.2制动气室的设计 2751514.3制动贮气罐的设计 2964174.4空气压缩机的工作容积的计算 3114918总结 315560参考文献 326302致谢 33

第1章绪论1.1制动系统的简介在汽车的制造以及成品性能这块来讲，汽车最重要的也是人们最关注的则是汽车的安全事情，因此，制动系统的好坏，制动系统的能力是很多人在购买汽车的时候首选的重要参数，现在随着人口密度越来越大，汽车越来越多，为了保证行车安全、避免不必要的事故，汽车制动系在整个汽车中的也显得特别重要。汽车要有很好制动性、良好的工作可靠可靠度，才能使汽车在运行过程中更加可靠。1.2气压制动系统的国内外状况汽车的制动系是约束汽车运动的机构，制动系既能使汽车迅速的减速直到停止，也能使汽车在爬坡过程中停在斜坡上不倒退。近年来，我国汽车行业的发展突飞猛进，汽车公共需求正在不断增长。汽车成为人们出行的必备工具，作为人们必不可少的也是最为关注的代步工具。人们对于汽车的以来也是越来越大，而人们主要关注的还是安全能力，汽车之有人们当生活和人民群众的财产安全处理，人们才能更加的认识汽车的重要性。而设计安全的则主要使汽车的制动系统，使用制动系统对汽车在使用过程中进行必要的减速，停止。在对汽车的制动系统进行分析，我们会发现国内外的研究机构都是从设计原理系进行着手分析从诊断和结构特点，功能和错误的分析，重点分析各种制动系统的结构特点与力学性能，对汽车制动系统的历史与发展前景进行概述。关于汽车制动系的发展，在国内外的学术研究中也呈现出百家争鸣的态势，创新成为了汽车发展的关键词。1.3制动系统的功用汽车制动系统分为行车制动系统和驻车制动系统，整个系统中至少两个独立的设备。您需要添加的紧急制动系统辅助制动装置是大型车辆或机动车辆经常在山区工作，还必须安装拖拉机。自动制动系统。行车制动系统的功能是强制减速或停止车辆时，也能够通过下坡骑行时控制车辆保持稳定的速度。驱动机构的布置被分成双回路或多电路。驻车制动系统的功能是保证停车场的位置和斜率，起着斜率开始了重要的作用。驻车制动装置，使用机械动机构，这样你失败不会发生。紧急制动功能的装置是，当服务制动失效，并且发生故障，车辆仍然可以制动。紧急制动系统不一定是一个独立的制动系统，其不是唯一的但是必须的。紧急制动系统可以控制汽车在需要的时候进行紧急制动，可以大大的较少汽车事故的发生。当然，汽车的紧急制动系统不是唯一的，我们很多的时候通过手动刹车进行制动。尤其是一些手动汽车及一些老司机，使用手动刹车进行制动是最为熟练的，对于他们来说也是最安全的。辅助制动装置通常用于在汽车行驶在山区。使用辅助制动装置，例如发动机排气制动器和涡流制动器，并保持连续地减速或稳定速度的车，可以降长山当在长期减缓或减少。为了释放行车制动器负荷。每一套制动系统的由一个制动和制动驱动机构的。制动器被分为滚筒式和磁盘类型。行车制动器和制动所有通过使用脚踏板操作车轮制动器车轮。驻车制动器，大部分是由手闸杆操作时，它配备有一个特殊的中心制动，在汽车进行制动的时候，中心制动首先起到作用，将制动所产生的力进行传达，传递到与之相连的传动轴上，通过两个传动轴之间的啮合进行制动。每辆汽车的汽车制动系统都存在几种制动机构，但是每个制动机构都是相关不关联，独立存在的。若是需要汽车进行制动，首选对应的制动系统，这才是最紧急的处理方法。汽车制动系统的驱动机构分为两种的液压和气动的。当发送通过利用液压，制动总泵，制动轮缸的操作力，并且需要一个管道。当使用空气压力，空气压缩机，燃气管道，气体存储，控制阀，并且还需要制动气室。以前，因为汽车研发的水平能力，以及汽车的设计水平进行着制约，汽车的大小也是相对的较小，因此在汽车的设计过程中比较倾向于中央刹车，主要考虑其机构简单，所需要的制动力较小，因此在小型汽车上使用的频次较高。然而，由于紧急制动时，驱动轴被经常过载。因为现在随着国家的建造水平增大，不管是城市道路还是农村山路，路面都是比较平正，因此汽车的速度一直比较高，即使国家要求在某些路段进行限速，但是汽车的速度还是相对较高，因此，国家要求紧急制动系统必须进行各种路况试验，且在使用过程中要求更高。因此，在中间和高档轿车和一些货运车辆具有小于1.5吨总质量，多个手动操作的机械类型被添加到后轮制动器。该驱动机构使得它无论是驻车制动和紧急制动，从而消除中心制动器。因为重型卡车采用空气压力制动，许多对后轮制动器的设置有独立的紧急和停车制动器驱动通过空气压力来控制机制和使用强弹簧作为制动力源，因此，在很多的轿车型及微卡类汽车上制动系统都是比较小，其所使用的都是小型整栋系统。但是相对一些比较重型的汽车，因为其在运输过程中承载的较重，所需要的制动系统更加的严格，要求更高，一般采用中央制动器，这样才可以保证在满载情况下不会因为汽车的惯性及自重产生的制动困难问题。1.4制动器的分类制动器是用于产生力的制动系统的一个组件，所述车辆的阻碍运动或倾向。后者参考适用于停车制动器。通俗来讲，汽车的制动系统进行制动就是通过汽车的制动零部件在工作过程中进行工作，经过一系列的运作，引起汽车的轮胎与地面产生特别大的摩擦力，并强制让汽车转速进行降低的过程。汽车在制动过程中也是需要一定的路程来实现的，因此在实际的制动过程中，我们往往会发现汽车制动的痕迹在地面上显示。有几种类型的制动器包括摩擦式，液压式和电磁型。虽然电磁制动器具有良好的滞后，连接方便，可靠关节的优势，但由于成本高，他们只用作一些商用车制造商提供了更大的总质量车轮制动器或缓凝剂;液压制动器通常只作为缓凝剂。目前，摩擦制动器仍在广泛使用。使用固定组件和旋转组件工作表面之间的摩擦制动力矩产生的所有制动传动装置称为摩擦制动器。车辆制动和停车制动,制动器用于第二或紧急制动系统。制动器有两大类。的最后一个元素是一个旋转盘形制动盘，与所述最终表面作为工作表面上。元件安装在旋转轮或轴的一半，即，制动转矩的制动直接作用于对车轮制动器的两侧车轮。旋转固定在所述传动轴传输系统元件。制动扭矩必须通过驱动桥，即所谓的中央制动器被分布到制动器的车轮的两侧。制动轮通常用于制动服务，并且还用于辅助制动器（或紧急制动）和驻车制动。刹车中间仅用于驻车制动和制动迟缓。鼓式制动器被划分成各种形式：领从型，单向双领蹄型，双向双领蹄型，双从动蹄型，单向助力器和双向升压。导致闸瓦制动器主要由制动鼓，制动蹄片，与驱动装置的。蹄片被安装在制动鼓，具有结构紧凑，易于密封。领先的蹄式制动器的效率和稳定性，在各种制动器的中间;正向和反向运动的制动效果保持不变;结构简单，成本低;它很容易附着驻车制动驱动机构;容易调整鞋和制动鼓之间的间隙。它被广泛用于在介质的前后车轮和重型卡车和汽车的后轮制动器。在摩擦对中的盘式制动器的旋转元件是一个金属盘，其作用于端面，该盘被称为制动盘。有许多类型的紧固件，其大致分为两类一个可以是分布式的。第一种类型是一个制动垫，其包括具有小的工作面的摩擦垫和一个金属背板，每个制动器具有制动垫2至4。这些垫和它们的致动装置被安装到在制动盘的两侧的制动钳形轨道，统称为制动卡钳。时发出的制动盘和制动钳的向上的制动，被称为一个制动器。不同类型的紧固元件的所述的金属背板和摩擦板也都在制动盘同时能够与摩擦板接触的工作表面，这种类型的制动器的被称为??满盘式制动器。1.5制动系统的设计要求1）能适应相关的标准和规定。2）具有足够的制动效率。3）可靠的工作。4）制动效率的水稳定性良好。5）制动期间的转向稳定性良好。6）制动效率的热稳定性良好。7）的刹车踏板和手柄满足人体工程学的要求，也就是所述的位置和行程，操作方便，操作轻便舒适，并且可以减少疲劳。8）动作滞后的时间应尽可能的短。9）振动和噪音不应在制动期间产生。10）有一个与悬架和转向装置没有动静干扰，也不会引起自制动时车轮跳或汽车转弯。11）应该有报警装置，例如在制动系统的可听信号或光信号，以便能够找到故障和制动时间驱动部的功能故障。12）的制动系统的部件应具有长的寿命和低的制造成本。摩擦材料的选择也应考虑到环保要求。第2章气压制动系统的总体结构方案的确定2.1基础设计参数的选择驱动型式：前置后驱6×2；总质量：25000㎏；满载轴荷：前轴6650㎏，中轴6850㎏，后轴11500㎏；发动机最大功率：180kW/2300rpm，发动机最大扭矩：1000Nm/1200-1700rpm；变速器速比：10.36/6.48/4.32/3.45/2.4/1.5/1/0.8/10.53(倒档1)/2.44(倒档2)；主减速比：4.444；轴距：1900㎜，5600㎜；轮胎(8个)：11.00R20（前、中轴）/12R22.5（后轴）；2.2制动分配系数的确定汽车制动时，忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，对于任一角速度的车轮，其力矩平衡方程为：（2-1）=式中：——制动器对车轮作用的制动力矩，方向与车轮旋转方向相反，；——地面制动力，即地面作用于车轮上的制动力，方向与汽车行驶方向相反，N；——车轮的有效半径，m；本设计选为0.57m。令（2-2）是在车轮周缘克服制动器摩擦力矩所需的力。与地面制动力的方向相反，当车轮角速度时，大小也是相等的，仅由制动器结构参数决定。即取决于制动器的结构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等。当加大踏板力加大时，和会增大。地面制动力受附着条件的限制，其值不可能大于附着力即或式中——轮胎与地面间的附着系数；Z——地面对车轮的法向反力。当和达到值时，车轮就会抱死并在地面上滑移。此后制动力矩即表现为静摩擦力矩，而即成为与相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到以后，地面制动力达到附着力值后就不在增大，而制动器制动力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而继续上升。图2—1制动力与蹋板力FP关系Figure2-1BrakingforceandtaboardstrengthFPrelations后来因为路面状况不好，往往将值被设定得较低，也就是说，它是在常附着系数范围的中间部分。然而，目前的道路条件得到极大改善，车辆的行驶速度也得到了很大的提高，因此汽车的后果，因为制动时后轮先锁定是非常严重的。由于高速，它不仅会造成侧滑轻拂，也转身，失去转向的稳定性。其中后轮第一锁定的情况是期望最小。因此，价值观各类轿车和普通载货汽车的有逐年上升的趋势。在满负荷的同步附着系数，本设计取。当时，，,利用率最高。汽车减速度为：=0.59.8=4.9，即,——制动强度附着系数利用率（或附着力利用率）来表达，可定义为式中——汽车总的地面制动力；——汽车所受重力；——制动强度；对汽车制动时的整车受力分析，分析制动时的轴荷转移，可求得地面对前、中、后轴车轮的法向反力，，为：（2-3）（2-4）式中：G——汽车所受重力L——汽车总轴距L——汽车质心离前轴距离L——汽车质心离中轴距离L——汽车质心离后轴距离——汽车质心高度g——重力加速度——汽车制动减速度m/s汽车总的地面制动力为：式中——前轴车轮的地面制动力——中轴车轮的地面制动力——后轴车轮的地面制动力由上面两式可求得前、中、后轴车轮附着力为：由上式可得出，汽车制动时，各轴附着力并不是常数，而是制动强度或总制动力的函数。如果机动车辆的各车轮制动器的制动力是足够的，在汽车前，后桥的轴负载的分配之前，期间，后轮制动器的制动力的比例，路面附着系数，取决于梯度，你可以在制动过程中发生。换句话说，有三种情况。1）首先，以锁定前轮拖动，并拖动后轮然后锁。2）第一到后轮锁和拖动，并拖动然后前轮到锁。3）前轮，车轮中间，后轮将锁定，同时拖动。另外，在上述三种情况下，很清楚，最佳地利用安装条件。从上面的等式中，在附着系数路，前轮，车轮中间及后轮同时锁定，即，条件前轮，中间轮，后轮的粘接力充分发挥，在：式中：——前轴车轮的制动器制动力——中轴车轮的制动器制动力——后轴车轮的制动器制动力——前轴车轮的地面制动力——中轴车轮的地面制动力——后轴车轮的地面制动力、、——地面对前中后轴车轮的法向反力G——汽车所受重力、、——汽车质心离前中后轴距离——汽车质心高度由上式可知，前后轮同时抱死时，前、中、后轮制动器的制动力是的函数。将上式绘成坐标的曲线，即为理想的前、中、后轮制动器制动力分配曲线，简称I曲线，如图图2—2载货汽车的Ⅰ曲线与β线Figure2-2TruckⅠCurveandbetaline如图，如果汽车前、中、后制动器的制动力，能按I曲线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数的路面上制动时，都能是前、中、后车轮同时抱死。然而，目前大多数三轴汽车的前、中、后制动器制动力之比为一定值，并以前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数：由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，因此又可通称为制动力分配系数。前面已分别给出了制动强度q和附着系数利用率根据所选定的同步附着系数求得：（2-5）1-=进而求得：当时，，，故，q=，当=0.4时，可能得到的最大总制动力取决于前轮刚刚首先抱死的条件，即由上面的式得：（2-6）q=当，可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即有上面的式得：（2-7）q=对于值恒定的汽车，为使其在常遇到附着系数范围内不致过低，其值总是选得小于可能遇到的最大附着系数。所以在的良好路面上紧急制动时，总是后轮先抱死。2.3最大制动力矩的确定为了确保汽车有性能和良好的制动稳定性，制动扭矩前，后轮制动应由公平来确定。条件是粘附品质的汽车充分利用获得最大制动功率。此时，作用于地面电源制动器和车轮法向力成正比三轴汽车前、中、后车轮附着力同时被充分利用或前、中、后轮同时抱死时的制动力之比为：（2-8）式中：L，L——汽车质心离前后轴的距离——同步附着系数h——汽车质心高度通常上式的比值：轿车约为：1.3-1.6，货车约为：0.5-0.7制动器所能产生的制动力矩受车轮的计算力矩所制约，即（2-9）（2-10）式中：——前轴制动器的制动力——中轴制动器的制动力——后轴制动器的制动力——作用于前轴车轮上的地面法向反力——作用于中轴车轮上的地面法向反力——作用于中轴车轮上的地面法向反力——车轮的有效半径对于常遇的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步附着系数值的汽车，为了保证在的良好的路面上（例如）能够制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度），前、中、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力矩为：（2-11）==21897==51609.9==38063对选取较大值的各类汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当时，相应的极限制动强度，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为（2-13）==30444.7==12435.2（2-14）==5079.1式中：q——制动器的强度r——车轮的半径车轮制动器的最大制动转矩是上述公式的计算结果的一半。第3章气压制动制动器的结构设计3.1制动器的主要参数的确定汽车类别选用货车，汽车的总质量m为25000kg、汽车质心高度h=1.3m、总轴距L=7.5m、汽车质心离前轴距离l=3.95m、汽车质心离中轴距离l=2.05m、汽车质心离后轴距离l=1.5m其它几何参数如图3-1图3-1鼓式制动器主要几何参数3.1.1制动鼓内径的计算输入力F在一个场合，作为所述制动鼓的内径较大时，制动扭矩增加，但散热性高，在d的增加是由轮辋的内径限制。此外，增加了在d，因为越大制动鼓的质量，汽车的非悬挂质量增加，这将损害车的平稳行驶。足够的间隙是必需的制动鼓和轮辋之间。这必须是正常20毫米以上。否则，不仅在制动鼓的散热状态变得更差，或粘附到加热后的内管边，则存在阀被燃烧。制动鼓的壁中，为了抑制制动时的温度上升的厚度，则需要确保较高的刚性和耐热能力。制动鼓的直径小，刚度大，它是在固定的制动鼓的加工精度是有利的。从间隙要求和轮辋的尺寸，你可以得到制动鼓的直径d，另外制动鼓直径D与轮辋直径D之比的一般范围为：轿车：D/D=0.64-0.74货车：D/D=0.70-0.83制动鼓汽车的内部直径通常125毫米-150毫米大于轮圈的外径更小，并且制动鼓货车和客车通常80毫米直径100mm比外缘小的内径。对于在槽边缘，由于中央部分为比标称轮辋直径小得多的尺寸，制动鼓和轮辋之间的间隙应减小。在设计过程中，该制动鼓的直径可以预先根据轮辋的直径被确定为表中所示3-1[13]表3-1制动鼓最大内径轮辋直径/in121314151620，22.5制动鼓最大内径/mm轿车180200240260--货车、客车220240260300320420由上述表格和轮胎标准初选制动鼓内径420mm3.1.2摩擦衬片宽度及包角的计算制动鼓半径R既定后。摩擦衬片宽b和包角便决定了衬片的摩擦面积A，而A=Rb，制动蹄各蹄总的摩擦面积越大则单位压力愈小从而磨损特性愈好。根据国外统计资料分析，单个车轮蹄式制动器总的衬片摩擦面积随汽车总重而增加具体数如表3-2[2]表3-2摩擦衬片面积汽车类别汽车总重力G/KN单个制动器的衬片摩擦面积A/cm轿车9-1515-25100-200200-300货车10-1515-2525-3535-7070-120120-170100-200150-250250-400300-650550-1000600-1500由根据表2-2选取对于车总质量m=70t-120t时，A=550-1000cm制动鼓半径R=D/2=420/2=210mm确定后，衬片的摩擦面积为A=Rb初选=100°初选A=1000/2=500cm2则b=A/R=238.1mm，根据ZBT24005—89选取b=240mm3.1.3摩擦衬片起始角的计算一般将衬片布置在制动蹄的中央，即令β0=100°-β/2=100°-100°/2=50°坐标闸瓦的支承点的a和c，其中毛皮的两个鞋支撑端部的表面不相互干扰的条件下，一个如果是尽可能的大，它必须确保c是尽可能小。初步设计选择一个=0.8R=168毫米，C=40毫米下轮缸或制动凸轮可以设置在制动鼓的状态下，距离e应尽可能大，以提高制动效率。刹车中心开放力F0作用线的距离e=0.8R=168mm3.1.4摩擦衬片的计算当选择一个摩擦衬片，不仅要提高摩擦系数，热稳定性提高，将是温度和压力的影响较不敏感。这是不可能简单地追求摩擦材料的摩擦系数高。和摩擦系数的稳定性，有必要从制动的正常值相对于以增加减少的要求在制动的灵敏度偏差。后者是为鞋企制动很重要。在表中显示的模型和摩擦衬片的性能3-3[3]表3-3内张蹄式制动器衬片型号性能及用途产品规格摩擦系数硬度（HBS）适用范围SY-11070.39-0.4520-50主要用于轿车等轻负荷车SY02040.36-0.4220-50主要用于中型载重汽车SY-90020.38-0.4320-50主要用于重型载货汽车由表3-3选取SY-1107规格选取摩擦衬片摩擦系数为0.43.2制动器的结构设计3.2.1摩擦片的形变计算除了这样的事实，所述摩擦衬片由于弹性容易变形也发生变形，制动鼓，蹄和支持，因此很难为常压的该摩擦衬片，以计算分布。通常，涂层的径向变形的影响仅被认为和其它部件的变形的影响小，可以忽略。如图3-2。蹄片在张开力和摩擦力作用下，绕支撑销转动dr角，由于dr角很小，可认为∠A1B1B1′=90°，所以摩擦衬片表面的径向变形为δ1=B1C1=A1B1Sinr1drOA1≈OB1=RA1B1/Sinα=R/Sinrδ1=RSinαdr由上公式可以看出摩擦衬片与压力的曲线关系图3-2制动蹄片受力分析图3.2.2蹄片制动力矩的计算制动扭矩使用目前常用效率因子方法或分析图解法计算。在这本书中，已经使用效率系数法计算。为了这个目的，首先要找到闸瓦的效率系数，然后有必要找到制动扭矩。制动靴的每个制动器扭矩和效率因子T和Kt，输入张开力F，制动鼓半径为R，则[3] （3-1）效能因数的因素1.对于某些类型的制动蹄，鼓式制动器而转向是已知的，主要的几何参数的相对制动蹄（这些参数R的即比）和摩擦系数，该蹄的即可确定。（1）领蹄据推测，靴式鼓之间的压力单元被在圆周上均匀地分布。这种假设是远离真实情况。制动转矩是基于实际值中的较大者来计算。根据沿根据正弦定律的曲率摩擦衬片的长度分布以上，压力靴的分析和计算，效率因子导致钉来自数学作为（3-2）式中°°°°将以上所计算得到的数值代入式（3-2）中可得出（2）从蹄制动效能因数，其公式为（3-3）式中°°°o代入公式（3-3）前面已经分析领从蹄中顶端推力F1=F2，则可得对于凸轮张开机构，张开力F：（3-4）式（3-4）中的更换T的先前计算的数据时，F是16320N。车辆总制动力F与质量m车辆的百分比：则可知该制动力符合标准。根据以上计算后得到的值，F值，以及已知的R值代入公式（3-1）中，最终到：3.2.3制动蹄的锁止校核计算鼓式制动器，必须检查蹄有无自锁的可能。如果f﹤c′cosδ1/(R1-c′Sinδ1)就不会自锁。f=0.4c′==摩擦力的作用半径=235.2mm式中127oo所以制动器不会自锁，合格。3.3衬片磨损特性的计算摩擦衬片（衬垫），温度，摩擦，材料和滑动速度的处理，制动鼓（制动盘），如衬里计（垫）本身的材料的磨损，受多种因素的影响。因此，很难从理论上计算磨损性能。然而，它通过测试，即影响穿着的最重要的因素已被发现是温度和摩擦表面的摩擦。有必要使用相对量作为指标，用于评估工作人员的负荷，各种车辆的总质量和它的制动衬片（垫）的摩擦面积是不同的。当前，通常在不同的国家中使用的索引，比能量耗散率，即单元衬里（衬垫）是每个摩擦区时间的摩擦单元耗散能量。通常使用的测量单位如下。比能量耗散率有时称为作为一个单元工作负荷或简单地能量负载。3.3.1能量耗散率的计算双轴汽车单个后轮制动器比能量耗散率为e2=δma(v12-v22)×(1-β)/6tA2（3-5）表3-4路面状况与附着系数对应表路面状态附着系数∮干燥水泥路面0.7～1.0潮湿水泥路面0.4～0.6Ff1=∮Z1=∮G(L2+hgj/g)/L=0.7×25000×9.8×(1.5+1.3×0.6×9.8/9.8)/7.5=52136NFf2=∮Z2=∮G(L1-hgj/g)/L=0.7×25000×9.8×(3.95-1.3×0.6×9.8/9.8)/7.5=72483Nβ=52136/(52136+72483)=0.42e2=1×25000×(182-0)×(1-0.41)/(6×3.07×100000)=1.56W/mm2﹤1.8W/mm2合格。鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm为宜[2]。3.3.2衬片比摩擦力的计算单个车轮制动器的比摩擦力为：Ff0（3-6）式中：Tf-制动力矩（单个制动器）R——制动鼓半径A——制动衬片摩擦面积由前面计算Tf=10379.4×0.5=5189.7R=210mmA=100000mm代入式得Ff0=0.4N/mm2<0.48N/mm23.4驻车制动的计算图3-3为汽车在上坡路上停驻时的受力情况:图3-3汽车在上坡路上停驻时受力分析Fig3-3.StressAnalysisoftheascentvehicledocked上、下坡时可能停驻的极限坡路倾角为:α=arctan∮L1/(L-∮hg)=arctan[0.7×1.5/(7.5-0.7×1.3)]=17.5°α′=arctan∮L1/(L+∮hg)=arctan[0.7×1.3/(3.95+0.7×0.6)]=18.3°经过计算α与α′都不小于16%~20%，合格。3.5制动鼓主要零部件的结构设计3.5.1制动鼓的设计制动鼓必须具有在制动时的大的热容量和非常优异的刚性，温升必须不超过限制值。为了确保工作表面的磨损和高摩擦系数，与制动鼓的材料必须是与摩擦衬片的材料是一致的。灰铸铁HT200或由合金铸铁制动鼓主要用于中型和重型卡车，中型和大型乘用车。制动鼓工作量下变形，从而导致蹄之间的单位压力和滚筒变得不均匀，会发生损失。移动踏板的一点。当圆筒形变形鼓过大时，自锁和刹车踏板的振动很可能发生。为了防止这些现象的发生，需要增加在制动鼓的刚性。因此，沿所述滚筒开口的外边缘的加强肋的铸件的整个圆周，这是经常被添加轴向肋，以提高散热性。一些离心铸造合金铸铁内鼓，以输出从被结合以形成制动鼓钢板冲压制动鼓的内侧。制动鼓将所述工作负载下变形，从而在鼓和一个小的踏板行程之间的不均匀的单位压力。滚筒被变形之后，所述非圆柱过大，这可能会导致自锁或踏板拉动。为了防止这些现象，制动鼓的刚性需求增加。出于这个原因，加强肋的一个完整的圆沿着鼓口的外边缘投，并且一些轴向肋也投以提高散热器的能量耗散。相对于轮毂的制动鼓的定心是通过一定的直径的圆柱形表面的配合定位，并且后两个被组装并固定，制动鼓的内工作表面完成，以确保的轴线二人不谋而合。两个组装后，还需要动平衡。它的许可失衡是15Ncm，20Ncm汽车;30Ncm，40Ncm卡车。制动鼓壁厚的选择主要考虑来自其刚性和强度。较大的壁厚也是有益的，以增加其热容量，但试验表明，当从11毫米至20mm壁厚的增加，摩擦表面的平均最高温度不发生大的变化。一般铸造制动鼓的壁厚：7毫米-12毫米汽车;13毫米-18毫米中型和重型卡车。制动鼓可以对封闭侧的外边缘小的孔以检查制动间隙。本车选用HT200铸造制动鼓3.5.2制动蹄的设计制动蹄和微型轿车和轻型卡车广泛由钢或钢板轧制?冲压焊接的;大吨位卡车制动蹄大多是由铸铁，铸铁或铸造铝合金。的制动蹄的横截面的结构和形状的尺寸应确保良好的刚性，但净闸瓦由用于小型车辆钢板有时有一个或两个径向填缝剂使鞋的弯曲刚度更小，以使摩擦的层之间的制动压力接触蹄和制动鼓是均匀的，从而使耐磨层更均匀，并且在制动时尖叫声减小。重型车制动蹄片的横截面有I型，安装和字形。腹板和凸缘闸瓦的厚度为3mm左右，5毫米汽车;大约5mm-8毫米卡车。摩擦通常4.5毫米-5毫米汽车的层的厚度;更大于8mm的卡车。层可以被钉在或粘贴在闸瓦。将贴剂贴到允许更大的厚度和提高寿命，但不容易更换层;迷人的声音小。本车制动蹄HT200铸造3.5.3制动底板的设计制动基板是比制动鼓其他制动部件的安装基础，有必要确保每个安装部分的正确位置。基于制动器，以承受在制动时的制动反力扭矩，它必须有足够的刚性。由于这个原因，被冲压的钢板形成的所有的制动底板具有不规则形状。大型车辆是使用可锻铸铁KTH370-12制动底板。刚性不足，并且制动扭矩减小时，踏板的运动的量增加时，所述内衬的磨损将是不均匀的。3.5.4凸轮式机构的设计凸轮和凸轮机构的传播其轴线产生与45号钢锻造成一体，然后通过高频淬火后的加工处理。凸轮和其轴线由铸铁或球墨铸铁的柱支撑，并安装在底板制动器用螺栓或铆钉的托架。提高传输机制的效率，凸轮推动制动蹄制动时要经过辊。辊由钢制成，感应淬火45＃。3.5.5摩擦材料的选择摩擦材料的基本要求：1）摩擦系数高且稳定。典型的摩擦材料，温度，压力，相对滑动速度的摩擦系数，并且将取决于该工作表面的清洁度，温度的影响是其中特别重要的。2）良好的耐磨性。3）和特定的机械强度和良好的可制造性。目前，制动器被用来模制材料是宽，主要石棉纤维作为基材，树脂粘合站，用以调整摩擦性能（无机粉末颗粒和橡胶，填料是由这样的聚合物树脂的）用勺子噪声抑制（主要成分石墨），将其混合在高温下的植物成型。成型材料具有柔韧性差。因此，必须按照与衬套或块的规格被模制。优点，为了赋予不同的摩擦特性和其他特性的衬片或块是可以选择各种不同的聚合物树脂组分。无石棉摩擦材料，那些使用纤维或各种金属的粉末？有机？无机材料代替石棉作为增强材料，以及其它组件和制造方法类似于石棉模压摩擦材料。如果金属纤维和粉末的含量为40％或更多，被称为Semimetaru摩擦材料，被广泛应用于汽车盘式制动器西方，它已成为制动摩擦材料的主流。粉末冶金摩擦材料，铜或铁粉（总重量的60％?80％）是基于，石墨粉末，陶瓷粉末，并与其他非金属粉末作为摩擦系数调整器，通过粉末冶金生产混合这将是。热降解，但强于水恶化，成本高，如卡车制动载荷大，非常适合高性能轿车和卡车的制动性能是严重的。3.5.6制动蹄的支承结构设计2度的自由度闸瓦支持的是一个简单的结构，它可以相对于针对所述制动鼓制动靴定位。为了将工作表面和同轴与支撑销的一个自由度的制动鼓上的制动蹄片的工作表面，则可能需要调节支承位置。例如，偏心支撑销和所述偏心轮被使用。支撑销是由45号钢，它一直是高频淬火。支持已取得可锻铸铁（KTH370-12）或球墨铸铁（QT40018）的。偏心轮，完整地保留了制动蹄腹板的支撑孔，可以防止腐蚀，这些零件的磨损。第4章气压驱动系统的设计计算4.1气压制动机构的原理空气制动系统必须使用空气压缩机，空气罐，制动阀和其它装置，使结构复杂化，不实用的，在尺寸轮廓大，且成本高;收入和气压在管道中的消除很慢，需要很长的停顿。（0.3?0.9S），因此，需要添加控制元件，气动继电器阀（即，阀的加速度）和快速释放当制动阀和罐通风口和空气制动阀之间的距离相对较长的第二电平;低压管线工作（通常为0.5至0.7MPa），所以制动空气空间的直径，并且可以只放置在刹车之外，则制动蹄通过杆和凸轮或楔形驱动以产生一个不可─质量弹簧玫瑰;此外，还存在当制动室被排出巨大的噪音。图4-1是气动汽车的双回路制动系统的示意图。图4-1气压双回路制动系示意图Fig4-1.Schematicdiagramofdual-circuitbrakesystempressure以及使用该空气干燥器，从空气中的能力，以除去水分从空气压缩机排出。将空气干燥器，油水分离器，湿空气气缸后，没有必要添加组分如防冻剂，刹车线被简化。制动气室之间的快速释放阀，其被安装时，用于在制动过程中，以在制动空气室的压缩空气释放直接排入大气，已中继后制动气室之间的快速释放阀被附接您。继动阀和快速释放阀，所述制动气室的特点，可以在制动过程中获得从空气贮存器直接制动期间的空气压力，可直接排放到大气中的压缩空气制动气室的那些失败之一如果电路发生故障时，因为其他电路可继续工作，所以汽车能够保持恒定的制动能力，并改善了汽车的操作安全性。然而，为了避免事故发生，不完全使用，请了很长时间制动回路只有一个。其中，空气压缩机膨胀空气储存罐用压缩空气与为1.0Mpa的压力，而是通过压力调节器的空气储存罐组的压力通常为0.67-0.73Mpa，并空气储存罐的最大压力通过安全阀的限制是0.9兆帕左右。为了保证期间，当空气压缩机停止工作时，工作压力可作为0.6MPA在时的制动空气室，空气伺服气室，驻车制动控制缸和其它气动装置在汽车的正常运行计算。气罐应该有一个更大的体积储备。为了减少空气的压力制动系统的体积和质量，尤其是空气罐，一些型号也使用高压空气制动系统与1.8MPA的空气罐压力和0.9MPa时的工作压力。气动系统的设计中，首先，以解决该加压空气供给设备，例如空气压缩机，储气罐，制动气室，空气伺服气室，一个合理的匹配与空气圧使装置，诸如驻车制动控制缸是必要的。要做到这一点，你必须有一个初步的设计计算。4.2制动气室的设计有两种类型的制动室的：隔膜和活塞。隔膜型结构简单，的壁空间中的处理的要求并不高，没有对摩擦的，并且密封件是较好的，但，允许更小的形成，和寿命是没有限制，只要活塞隔膜的类型。室内空气制动活塞具有长的行程和推力的某些，但也有摩擦损耗。制动气室输出的推杆推力Q应保证制动器制动蹄所需的张力。当采用非平衡式凸轮张开装置时，两蹄的张开力与制动气室输出的推力Q之间的关系可由下式Q=[13]=8705N（4-1）取决于凸轮的形状，存在其中a和h为通过凸轮角不同的情况下，A为30mm，H将采取328毫米。为了输出的推力Q，制动腔室的工作区域A==cm2（4-2）式中：p-制动气室的工作压力。对于活塞式制动气室：A=式中:D-活塞或气缸直径。对于膜片式制动气室，膜片的有效承压面积可按下式近似地计算：A=[13]（4-3）=cm2式中:D-制动气室壳体夹持膜片处的内径：D=155mmd-膜片夹盘直径:d=120mmD和d由表4-1[15]选取,重型货车初选型号为24表4-1膜片式制动气室的参数型号D（mm）d（mm）d/D冲压壳体壁厚（mm）卡箍壁厚（mm）推杆最大行程（mm）161281000.7813.02.545241551200.7753.02.557301761330.7563.03.060如果制动蹄端行程和制动凸轮轮廓的几何参数是已知的，很容易找到用于制动所需要的凸轮的旋转角度，和尺寸的和h相应地获得，所以制动缸推杆的行程是=（4-4）式中-行程储备系数，其中还考虑了摩擦衬片容许磨损量的影响。对于在使用过程中推杆行程不变的刚性中间传动机构，取=1.2-1.4；对于带有摩擦副的中间传动机构，则=2.2-2.4或更大些。这里取=2.3。代入式：==[15]<55mm符合要求制动气室的工作容积可按下式计算：膜片式：=A=（4-5）=计数双冲程隔膜型是一样高的输入空气压力，隔膜产生一个有限的变形，并且空气压缩几乎充满整个房间空气制动。4.3制动贮气罐的设计气体储罐由焊接钢板制成，涂有内部和外部防锈颜料，并且也由玻璃纤维增??强塑料，其具有良好的耐腐蚀性。填写储气罐应适当，太大会使充电时间过长;过小会使在罐中的压力降到每次刹车后太多，所以当空气压缩机停止工作，可能的制动时间的有效数量太小。当汽车有空气悬架，该开闭机构，气动门和其他设备消耗大量的压缩空气，二次空气储存罐，通常加入。必须有存储箱和另外的初级空气之间的压力控制阀，使得当主空气储罐的空气压力高于约0.60-0.63MPa更高附加空气储存罐仅充气。只有当主储气罐下游的空气压力的压力上面提到的，你可以离开车辆。安装在气体储罐中的安全阀，以及安装在该气体存储罐的底部的排水阀。设贮气罐容积为全部制动管路的总容积为∑，各制动气室压力腔最大容积之和为∑通常∑约为∑的25%-50%。（4-5）从管道制动器和制动空气室制动分离之前的空气储存器。腔室制动室压力的容积为零，且在管道中的绝对压力等于大气压力。如果此时在空气箱中的相对压力，绝对压力和在空气制动系统中的空气的体积，制动管路空气罐前制动该产品是：当刹车充分，在空气罐到通过阀制动管路和制动每个房间空气的压缩空气，使得在制动管路和空气空间中的相对压力达到由一个制动阀控制的最大工作压力后、从制动管路和制动空气室分离物再次空气罐。在这种情况下，制动腔室中的压力室的容积将达到最大值∑，在同一时间的相对压力下降气罐。此时，绝对空气压力和在上述系统中的体积的乘积的总和设系统中空气的膨胀过程为等温过程，则即当空压机不工作时，储气罐的工作压力相对于调压器调定的贮气罐气压的压力降△应不超过0.03Mpa。设计时一般取贮气罐的总容积为：=（20-40）∑=38580cm2在设计中，当空气压缩机停止运行，在空气罐内的空气压力必须也考虑到连续的制动时间，直到降低到从最大压力最小安全压力n=式中:-最高的绝对压力和空气罐空气的最低绝对压强。一般要求n=8-12次气体存储罐的直径小于壁的厚度小得多，这是一个薄的结构，强度计算必须使用的薄壁圆筒的壁厚。如图所示，并采取朝向所述气体存储罐的壁中的单元的主体，拉伸应力影响左和右，上下侧面作用着拉应力。单元主体是自由表面的外表面，内表面是圆柱形的壁，其用作内部压力。根据材料力学的公式，可求出：==式中：-贮气罐内的气压D-贮气罐圆筒部分内径t-贮气罐壁厚。图4-2储气罐强度计算简图由于径向应力有从里面的-到外面的0的变化，在壁厚非常薄的情况下，值与、该值可以被忽略，因为它相比是很小的，此外，由于容器的对称性，不应该剪切应力的单元体的边界表面上产生。这样一来：==；==；==0按第三强度理论的强度条件-≤[]有：-0≤[]≤[]4.4空气压缩机的工作容积的计算空气压缩机的空气排放率，则必须在根据车辆启动装置的空气消耗率的总和来确定。压缩空气的消耗量由制动V为：12862+1208=3600cm3式中:V—制动气室的工作容积，V—制动管路的工作容积空气压缩机是发动机附件，空气源装置供应恒定的压力的压缩空气是用于驱动车辆的