机械5

目录 摘要…………………………………………………………………………………I ABSTRACT………………………………………………………………………II 第1章制动系统绪论…………………………………………………………1 1.1制动系统绪论……………………………………………………………1 1.1.1汽车制动系应满足如下要求…………………………………… 2 第1章制动器的结构选择及方案分析……………………………………7 2.1制动器的结构型式的选择………………………………………………7 2.2制动管路的多回路系统…………………………………………………9 2.3制动驱动机构的结构型式选择…………………………………………11 2.3.1简单制动系………………………………………………………12 2.3.2动力制动系………………………………………………………12 2.3.3气压制动系………………………………………………………12 2.3.4全液压动力制动系………………………………………………13 2.3.5伺服制动系………………………………………………………13 第3章制动器主要参数的确定……………………………………………15 3.1制动力与制动力分配系数………………………………………………15 3.2同步附着系……………………………………………………………… 16 3.3制动强度和附着系数利用率……………………………………………17 3.4制动器最大制动力矩……………………………………………………19 3.5制动器因数和制动蹄因数………………………………………………21 3.6鼓式制动器的结构参数与摩擦系数……………………………………24 3.6.1鼓式制动器的结构参数……………………………………………24 3.6.2摩擦片摩擦系数……………………………………………………27 第4章制动器的设计计算……………………………………………………28 4.1制动蹄摩擦片的压力分布规律及径向变形规律………………………28 4.1.1压力分布规律及径向变形规律……………………………………28 4.2制动器因数及摩擦力矩分析计算………………………………………30 4.3制动蹄片上的制动力矩…………………………………………………32 4.4摩擦衬片的磨损特性计算………………………………………………37 4.5制动器的热容量和温升的核算…………………………………………39 4.6驻车制动计算……………………………………………………………40 第5章制动器主要零件的结构设计………………………………………42 5.1制动鼓……………………………………………………………………42 5.2制动蹄……………………………………………………………………43 5.3制动底板…………………………………………………………………43 5.4制动蹄的支承……………………………………………………………44 5.5制动轮缸…………………………………………………………………44 5.6摩擦材料…………………………………………………………………44 5.7制动摩擦衬片……………………………………………………………45 5.8制动器间隙的调整方法及相应机构……………………………………46 5.9制动蹄支承销剪切应力计算……………………………………………48 第6章制动主缸和制动轮缸的设计计算…………………………50 6.1制动轮缸直径与工作容积………………………………………………50 6.2制动轮缸活塞宽度与缸筒的壁厚………………………………………51 6.2.1制动轮缸活塞宽度…………………………………………………51 6.2.2制动轮缸筒的壁厚…………………………………………………51 6.3制动主缸直径与工作容积………………………………………………52 6.4制动主缸行程的计算……………………………………………………53 6.5制动主缸活塞宽度与缸筒的壁厚………………………………………53 6.5.1制动主缸活塞宽度…………………………………………………53 6.5.2制动主缸筒的壁厚…………………………………………………53 6.6制动踏板力与踏板行程…………………………………………………54 6.7真空助力器………………………………………………………………55 6.7.1真空助力器的选择…………………………………………………55 6.8制动液的选择与使用……………………………………………………57 6.9制动力分配的调节装置…………………………………………………57 6.9.1感载比例阀…………………………………………………………58 结论…………………………………………………………………………… 60 参考文献…………………………………………………………………………61 致谢………………………………………………………………………………62 附录……………………………………………………………………………… 63 汽车制动系功用是使汽车以适当的减速度降速行驶至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性良好、制动系工作可靠性的汽车，才能充分发挥其动力性能。 汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。中兴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；牵引汽车还应有自动制动装置。 行车制动装置用于使行驶的汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作的可靠。 驻车制动装置用语汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在斜坡上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动结构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。 应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可利用其机械力源（如强力压缩弹簧）实现汽车制动。应急制动装置不必是独立的制动系统，他可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件。应急制动装置也不是每车必备的，因为普通的手力驻车制动器也可以起到应急制动的作用。 辅助制动装置用在山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动或电涡流制动等的辅助制动装置，可使汽车下坡长时间而持续地减低或保持稳定车速，并减轻或解除行车制动器的负荷。通常，在总质量5t的客车上和总质量大于12t的载货汽车上装备这种辅助制动-减速装置。 任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。制动器有鼓式与盘式之分。行车制动是用脚踩制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则多采用手制动操纵，且利用专设的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。利用车轮制动器时，绝大部分驻车制动器用来制动两个后轮。行车制动和驻车制动这两套装置，必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸、制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有压缩机、气路管路、储气筒、控制阀和制动气室等。 以前，大多数汽车的驻车制动和应急制动都采用中央制动器，其优点是制动位于主减速器之前的变速器的第二轴或传动轴，所需的制动力距较小，容易适应手操纵力小的特点。但在用作应急制动时，则往往会是传动轴超载。现代汽车由于车速的提高，对应急制动的可靠性要求更严格，因此，在中、高级轿车和部分总质量在l5t以下的载货汽车上，多在后轮制动器上附加手操纵的机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动的作用，从而取消了中央制动器。重型载货汽车由于采用气压制动，故多对后轮制动器另设独立的由气压控制而以强力弹簧作为制动力源的应急兼驻车制动驱动机构，也不再设置中央制动器。但也有一些重型汽车除了采用上述措施外，还保留了由气压驱动的中央制动器，以便提高制动系的可靠性。 1、应能适应有关标准和法规的规定 各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家标准、法规制定的有关要求外，也应考虑销售对象所在国家和地区的法规和用户要求。 2、具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能 行车制动效能是由在一定的制动初速度下及最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的。 车轮制动器主要用于行车制动系统，有时也兼作驻车制动之用。制动器主要有摩擦式、液力式、和电磁式等三种形式。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本太高，只在一部分总质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只用缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式制动器。 摩擦式制动器按摩擦副结构不同，可以分为鼓式、盘式和带式三种。带式只用于中央制动器；鼓式和盘式应用最为广泛。鼓式制动器广泛应用于商用车，轻重型载货汽车；同时鼓式制动器结构简单、制造成本低。 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两种结构形式。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凸缘上(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)；其旋转摩擦元件为固定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内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，故又称为蹄式制动器。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。但现在汽车以很少采用。由于外束型鼓式制动器通产建成为带式制动器，而且在现代汽车商已很少采用，所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。 我选择的参考车型为天津一起生产的CA1046轻型载货汽车。 CA1046作为一款轻型载货商用车，出于制造成本及维修成本方面考虑，采用内张型鼓式制动器。 鼓式制动器一般可按其制动蹄的受力情况进行分类，它们的制动效能、制动鼓的受力平衡状态以及车轮旋转方向对制动效能的影响均不同。 制动蹄按其张开时的转动方向与制动鼓的旋转方向是否一致而分为领蹄和从蹄俩种类型。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，俩者不一致的则称从蹄。 不同形式的鼓式制动器的主要区别有： (1)蹄片鼓动支点的数量和位置不同； (2)张开装置的数量不同； (3)制动时两片蹄片之间有无相互作用。 因蹄片的固定支点和张开力位置不同，使不同形式鼓式制动器的领、从蹄的数量有差别，并使制动效能不一样。制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩，称为制动效能。在评比不同形式制动器的效能时，常用一种称为制动器效能因数的无因次指标。制动效能因数的定义为：在制动鼓或制动盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。 制动效能的稳定性是指其效能因数对摩擦因数的敏感性。使用中随温度和水湿程度变化。要求制动器的效能稳定性好，即是其效能对变化敏感性要校 鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分类(见2.1图)，它们的制动效能、制动鼓的受力平衡状况以及车轮旋转方向对制动效能的影响均不同[1]。