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（全套dwg图纸）CA1041轻型商用车制动系统设计（含毕业论文）

轻型商用车制动系统设计摘要蹄也不能回位而是直保持制动状态，发生“自锁”现象。这时只能通过倒转制动鼓消除制动。领蹄的和随的增大而急剧增大的现象称为自行增势作用。反之，从蹄的和随的增大而减小的现象称为自行减势作用。在制动过程中，衬片的温度相对滑动速度压力以及湿度等因素的变化会导致摩擦系数的改变。而摩擦系数的改变则会导致制动效能即制动器因数的改变。制动器因数对摩擦系数的敏感性可由来衡量，因而称为制动器的敏感度，它是制动器效能稳定性的主要决定因素，而除决定于摩擦副材料外，又与摩擦副表面的温度和水湿程度有关，制动时摩擦生热，因而温度是经常起作用的因素，热稳定性更为重要。热衰退的台架试验表明，多次重复紧急制动可导致制动器因数值减小，而下长坡时的连续和缓制动也会使该值降至正常值的。领蹄从蹄图.制动蹄因数及其导数与摩擦系数的关系由图.也可以看出，领蹄的制动蹄因数虽大于从蹄，但其效能稳定性却比从蹄差。就整个鼓式制动器而言，也在不同程度上存在以为表征的效能本身与其稳定性之间的矛盾。由于盘式制动器的制动器因数对摩擦系数的导数为常数，因此其效能稳定性最好。.制动器的结构参数与摩擦系数鼓式制动器的结构参数制动鼓直径当输入力定时，制动鼓的直径越大，则制动力矩越大，且使制动器的散热性能越好。但直径的尺寸受到轮辋内径的限制，而且的增大也使制动鼓的质量增加，使汽车的非悬挂质量增加，不利于汽车的行驶的平顺性。制动鼓与轮辋之间应有定的间隙，以利于散热通风，也可避免由于轮辋过热而损坏轮胎。由此间隙要求及轮辋的尺寸即可求得制动鼓直径的尺寸。由于采用的轮辋所以取，制动鼓直径与轮辋直径之比的般范围为货车。.制动蹄摩擦片宽度制动蹄摩擦片的包角和单个制动器摩擦面积由制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列的规定，选取制动蹄摩擦片宽度摩擦片厚度。摩擦衬片的包角通常在范围内选取，试验表明，摩擦衬片包角时磨损最小，制动鼓的温度也最低，而制动效能则最高。再减小虽有利于散热，但由于单位压力过高将加速磨损。包角也不宜大于，因为过大不仅不利于散热，而且易使制动作用不平顺，甚至可能发生自锁。综上所述选取领蹄，从蹄单个制动器摩擦面积.式中单个制动器摩擦面积，制动鼓内径制动蹄摩擦片宽度分别为两蹄的摩擦衬片包角，。表.制动器衬片摩擦面积汽车类别汽车总质量单个制动器摩擦面积轿车客车与货车多为多为由表.数据可知设计符合要求。摩擦衬片起始角摩擦衬片起始角如图.所示。通常是将摩擦衬片布置在制动蹄外缘的中央，并令。领蹄包角从蹄包角图.鼓式制动器的主要几何参数张开力的作用线至制动器中心的距离在满足制动轮缸布置在制动鼓内的条件下，应使距离见图.尽可能地大，以提高其制动效能。初步设计时可暂取，根据设计时的实际情况取制动蹄支销中心的坐标位置与如图.所示，制动蹄支销中心的坐标尺寸尽可能地小设计时常取，以使尽可能地大，初步设计可暂取，根据设计的实际情况取。摩擦片摩擦系数选择摩擦片时，不仅希望起摩擦系数要高些，而且还要求其热稳定性好，受温度和压力的影响小。不宜单纯的追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求。后者对蹄式制动器是非常重要的各种制动器用摩擦材料的摩擦系数的稳定值约为，少数可达.。般说来，摩擦系数越高的材料，其耐磨性能越差。所以在制动器设计时，并非定要追求最高摩擦系数的材料。当前国产的制动摩擦片材料在温度低于时，保持摩擦系数已不成问题。因此，在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取.可使计算结果接近实际值。另外，在选择摩擦材料时，应尽量采用减少污染和对人体无害的材料。盘式制动器的结构参数制动盘直径制动盘直径希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘的直径受轮辋直径的限制，通常，制动盘的直径选择轮辋直径的，而总质量大于的汽车应取上限取制动盘直径制动盘厚度制动盘厚度直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度应取得适当小些为了降低制动工作时的温升，制动盘厚度又不宜过小。实心盘的厚度选择，选择制动盘厚度为。摩擦衬块工作面积推荐根据制动器摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在范围内选取。根据推荐值取.，依汽车质量，得到单片摩擦衬块的工作面积取值为。摩擦衬块内半径与外半径推荐摩擦衬块的外半径与内半径的比值不大于.。若此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终会导致制动力矩变化大。取摩擦衬块外半径，内半径则摩擦衬块半径选取符合要求。.制动器的设计计算制动蹄摩擦面的压力分布规律从前面的分析可知，制动器摩擦材料的摩擦系数及所产生的摩擦力对制动器因数有很大影响。掌握制动蹄摩擦面上的压力分布规律，有助于正确分析制动器因数。在理论上对制动蹄摩擦面的压力分布规律作研究时，通常作如下些假定制动鼓蹄为绝对刚性在外力作用下，变形仅发生在摩擦衬片上压力与变形符合虎克定律由于本次设计采用的是领从蹄式的制动鼓，现就领从蹄式的制动鼓制动蹄摩擦面的压力分布规律进行分析。如图.所示，制动蹄在张开力作用下绕支承销点转动张开，设其转角为，则蹄片上任意点的位移为•.式中制动蹄的作用半径。由于制动鼓刚性对制动蹄运动的限制，则其径向位移分量将受压缩，径向压缩为图.制动摩擦片径向变形分析简图从图.中的几何关系可看到因为为常量，单位压力和变形成正比，所以蹄片上任意点压力可写成.式中摩擦片上单位压力。即制动器蹄片上压力呈正弦分布，其最大压力作用在与连线呈的径向线上。上述分析对于新的摩擦衬片是合理的，但制动器在使用过程中摩擦衬片有磨损，摩擦衬片在磨损的状况下，压力分布又会有差别。按照理论分析，如果知道摩擦衬片的磨损特性，也可确定摩擦衬片磨损后的压力分布规律。根据国外资料，对于摩擦片磨损具有如下关系式.式中磨损量磨损常数摩擦系数单位压力磨擦衬片与制动鼓之间的相对滑动速度。图.作为磨损函数的压力分布值通过分析计算所得压力分布规律如图.所示。图中表明在第次制动后形成的单位面积压力仍为正弦分布。如果摩擦衬片磨损有如下关系.式中磨损常数。则其磨损后的压力分布规律为也为常数。结果表示于图.。制动器因数及摩擦力矩分析计算如前所述，通常先通过对制动器摩擦力矩计算的分析，再根据其计算式由定义得出制动器因数的表达式。假设鼓式制动器中制动蹄只具有个自由度运动，由此可得定出制动器基本结构尺寸摩擦片包角及其位置布置参数，并规定制动鼓旋转方向参见节确定制动蹄摩擦片压力分布规律，令在张开力作用下，确定最大压力值。参见图.，所对应的圆弧，圆弧面上的半径方向作用的正压力为，摩擦力为。把所有的作用力对点取矩，可得.据此方程式可求出的值。图.制动蹄摩擦力矩分析计算计算沿摩擦片全长总的摩擦力矩.由公式.导出制动器因数由于导出过程的繁琐，下面对支承销式领从蹄制动器的制动因数进行分析计算。