CA1041轻型商用车制动系统设计（全套完整有CAD）㊣精品文档值得下载

CA1041轻型商用车制动系统设计（全套完整有CAD）

，但不易更换衬片铆接的噪声较小。因此，本设计制动蹄采用热轧钢板冲压焊接制成，制动蹄腹板和翼缘的厚度分别取和。制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制动底板承受着制动器工作时的制动反力矩，故应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板都具有凹凸起伏的形状。重型汽车则采用可锻铸铁的制动底座以代替钢板冲压的制动底板。刚度不足会导致制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。因此，本设计制动底板采用热轧钢板冲压成形，制动底板的厚度取。制动蹄的支承二自由度制动蹄的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位。为了使具有支承销的个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。例如采用偏心支承销或偏心轮。支承销由号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁或球墨铸铁件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置。本设计为了使具有支承销的个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，采用支承销。制动轮缸是液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。轮缸的缸体由灰铸铁制成。其缸筒为通孔，需搪磨。活塞由铝合金制造。活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插入槽中的制动蹄腹板端部或端部接头。轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗密封。多数制动轮缸有两个等直径活塞少数有四个等直径活塞双领蹄式制动器的两蹄则各用个单活塞制动轮缸推动。由于采用的是领从蹄式的制动器，缸体材料采用的铸铁，两个活塞推动。.制动盘制动盘般由珠光体灰铸铁制成，其结构形状有平板形和礼帽形两种。后种的圆柱部分长度取决于布置尺寸。为了改善冷却，有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘，可大大增加散热面积，但盘的整体厚度较大。制动盘的工作表面应光滑平整。两侧表面不平行度不应大于.，盘面摆差不应大于.。本设计采用通风式制动盘。制动钳制动钳由可锻铸铁或球墨铸铁制造，也有用轻合金制造的，可做成整体的，也可做成两个由螺栓连接。其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动块。制动钳体应有高的强度和刚度。般多在钳体中加工出制动油缸，也有将单独制造的油缸装嵌入钳体中的。为了减少传给制动液的热量，多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板。活塞由铸铝合金或钢制造。为了提高耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。制动块制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接压嵌在起。衬块多为扇面形，也有矩形正方形或长圆形的。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。制动块背板由钢板制成。许多盘式制动器装有衬块磨损达极限时的警报装，以便及时更换摩擦衬片。制动块的厚度取。摩擦材料制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能好，不能在温度升到数值后摩擦系数突然急剧下降材料的耐磨性好，吸水率低，有较高的耐挤压和耐冲击性能制动时不产生噪声和不良气味，应尽量采用少污染和对人体无害的材料。目前在制动器中广泛采用着模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂调整摩擦性能的填充剂由无机粉粒及橡胶聚合树脂等配成与噪声消除剂主要成分为石墨等混合后，在高温下模压成型的单元法向力的合力摩擦力的作用半径见图.。如果已知制动蹄的几何参数和法向压力的大小，便可算出蹄的制动力矩。为了求得力与张开力的关系式，写出制动蹄上力的平衡方程式.式中轴与力的作用线之间的夹角支承反力在工轴上的投影。解式，得.对于增势蹄可用下式表示为.对于减势蹄可类似地表示为.图.制动力矩计算用图为了确定，及必须求出法向力及其分量。如果将见图.看作是它投影在轴和轴上分量和的合力，则根据式.有.因此对于领蹄.式中。根据式.和式.，并考虑到.则有对于从蹄式中则有由于设计和相同，因此和值也近似取相同的。对具有两蹄的制动器来说，其制动鼓上的制动力矩等于两蹄摩擦力矩之和，即.由式.和式.知对于液压驱动的制动器来说所需的张开力为•.计算蹄式制动器时，必须检查蹄有无自锁的可能，由式.得出自锁条件。当该式的分母等于零时，蹄自锁成立，不会自锁。由式.和式.可求出领蹄表面的最大压力为式中，见图.，见图.摩擦衬片宽度摩擦系数。因此鼓式制动器参数选取符合设计要求。盘式制动蹄片上的制动力矩盘式制动器的计算用简图如图.所示，今假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为.式中摩擦系数单侧制动块对制动盘的压紧力见图.作用半径。图.盘式制动器计算用图图.钳盘式制动器作用半径计算用图对于常见的扇形摩擦衬块，如果其径向尺寸不大，取为平均半径或有效半径已足够精确。如图所示，平均半径为式中，扇形摩擦衬块的内半径和外半径。根据图.，在任单元面积只上的摩擦力对制动盘中心的力矩为，式中为衬块与制动盘之间的单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制动盘上的制动力矩为单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为得有效半径为令，则有.因故。当。但当过小，即扇形的径向宽度过大，衬块摩擦表面在不同半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算方法失效。由求得则单位压力••因此盘式制动器主要参数选取也符合设计要求。.摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片的磨损，与摩擦副的材质表面加工情况温度压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度压力摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。汽车的制动过程是将其机械能动能势能的部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。。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步附着系数的路面上，前后车轮制动器才会同时抱死，当汽车在不同值的路面上制动时，可能有以下三种情况。当时线在曲线下方，制动时总是前轮先抱死，这是种稳定工况，但丧失了转向能力当时线位于曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性当时制动时汽车前后轮同时抱死，这时也是种稳