20馬力輪式拖拉機的半軸與制動器設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 20馬力輪式拖拉機的半軸與制動器設計 摘 要 隨著我國農業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，國內市場對拖拉機的需求不斷增長，結合我國實情出發(fā)，特別是對中小型馬力拖拉機的需求量更大。 本次設計是在吸收成熟產品優(yōu)點的基礎上優(yōu)化設計處出半軸與制動器，拖拉機的制動裝置分行車制動裝置和駐車制動裝置。行車制動裝置使行駛中的拖拉機強制減速或停車，并使拖拉機在下短坡時保持適當?shù)姆€(wěn)定速度；駐車制動裝置使拖拉機能夠在斜坡上停車并長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)，它也有助于拖拉機在坡路上起步。制動器有盤式和鼓式之分。制動器的布置方式分半軸制動和輪邊制動。制 動器的驅動方式有液壓驅動和機械驅動。此設計結合現(xiàn)有的中小型拖機，采用行車制動和駐車制動為一體，操縱機構為機械制動，制動器布置在輪邊的鼓式制動器。半軸采用半浮式。 關鍵詞： 行車制動，駐車制動，制動力矩，制動蹄，制動鼓，摩擦襯片 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 0 to to is to is in in in to to in to in to on to to in is in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 號說明 L 軸距， mm e 輪距， mm 總質量， Kg h 離地間隙， mm 質心高度， r 制動力矩， N m 輪胎滾動半徑， 地面附著系數(shù)， D 制動鼓直徑 ， 摩擦襯片包角， A 摩擦襯片的摩擦面積 F 制動蹄的張開力， N b 摩擦襯片的寬度 制動器因數(shù) V 拖拉機行駛速度 g 重力加速度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 前 言 1 第 二 章 概述 3 2 . 1 制 動 系 的 功 用 和 組 成 3 動器的工作情況 . 3 動器的設計要求 4 動力矩的確定 6 6 拉機的結構參數(shù) 7 動器的結構參數(shù) 動器的力矩計算 10 第 三 章 制動蹄片上的制動力和踏板力的計算 13 動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 13 動力的計算 15 19 動器因數(shù) 19 動蹄因數(shù) 19 板力的計算 25 第 四 章 半軸的計算和彈簧結構的計算 28 軸的計算 28 簧結構的主要 幾何參數(shù) 30 第 五 章 結 論 32 參考文獻 33 致 謝 34買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 前言 近年來，隨著拖拉機走入農田的不斷深入，國際市場對該檔產品的需也不斷增站，中小馬力拖拉機社會銷量和保有量很大，傳動系布置多種多樣。 我國作為一個發(fā)展中的農業(yè)大國，實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化是當務之急，而農業(yè)機械化是 農業(yè)現(xiàn)代化的重要內容和基本標志，拖拉機則是農業(yè)機械化的龍頭產品。拖拉機的擁有量和年產銷量，是評價一個國家農業(yè)機械化水平的重要標志。 在經(jīng)濟發(fā)達國家，其農業(yè)生產已經(jīng)高度集中，因而，其農業(yè)生產的機械化程度也非常高，他們主要使用大型的農業(yè)生產機械。而在中國現(xiàn)有的生產模式下，廣大農民需要的還是中小型拖拉機，并且要求拖拉機價格便宜，實用，能滿足大多數(shù)人的消費能力。因而本設計選用 20 馬力的拖拉機，屬于小 型拖拉機。拖拉機因其工作環(huán)境在農村，相對工作環(huán)境比較惡劣，農村道路相對復雜，速度不高。拖拉機制動系是用于強制使運動著的 拖拉機減速或停止，使拖拉機下坡時保持穩(wěn)定，以 及使已停駛的拖拉機駐車不動的機構，要保證拖拉機的良性發(fā)展，必須采用低成本低價為的戰(zhàn)略，采用傳統(tǒng)技術，以低投入實現(xiàn)高效益的擴張，本設計采用機械制動器，由于要降低成本采用人力制動系統(tǒng)，行車制動和駐車制動做成一體，均為機械式。 我國拖拉機工業(yè)雖有較大發(fā)展，但大中型拖拉機的產品技術水平、質量、規(guī)模、企業(yè)結構與發(fā)達國家相比，從整體上分析并沒有明顯縮短差距 ,隨著 我國加入 使拖拉機行業(yè)面臨一個逐漸變化的市場環(huán)境，近幾年，國外大型拖拉機不斷進入我國市場，已使我國拖拉機行業(yè) 逐漸適應了變化的市場環(huán)境。由于國產中、小功率拖拉機的關稅早在幾年前已降為 5%左右，所以加入 拖拉機產品的直接沖擊不大，但對農業(yè)的直接沖擊會造成對拖拉機行業(yè)的間接沖擊，迫使拖拉機行業(yè)加快產品結構調整，加快產品結構調整步伐，盡快形成拖拉機行業(yè)的競爭優(yōu)勢 。 目前，發(fā)達國家的拖拉機工業(yè)已進入現(xiàn)代化發(fā)展新階段，產品更買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 新速度加快，產品系列日趨完善，大部分產品實現(xiàn)了機電一體化和智能化，生產制造水平和檢測水平進一步提高，計算機數(shù)控技術，新材料、新工藝得到廣泛應用，零部件的標準化和通用化程度進一步提高。我國的拖拉機 設計及制造水平近年來也在不斷提高，但仍需進行艱苦卓絕的努力，逐步向國際先進水平靠攏，形成具有中國特色的拖拉產品結構體系。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 第二 章 概述 動 系的功用與組成 制動系的功用是： 使拖拉機在行駛中減速或迅速停車； 幫助急劇減速； 使拖拉機能在斜坡上保持停車狀態(tài)。 根據(jù)上述功用，制動系有行車制動和停車制動之分。 前者主要保證第一項，兼有第二項功用；后者主要保證第三項功用。此外，為了使拖拉機在行車制動系發(fā)生故障時仍能實現(xiàn)緊急制動，有的大型拖拉機還設 有獨立于其它制動系的第二制動系，亦稱緊急制動系。它也可在人力控制下兼作停車制動系。 任何制動系均由制動器和制動 操縱 系統(tǒng)兩部分組成。 輪式拖拉機普篇采用蹄式和盤式制動器，也有采用帶式的。而制動操縱系統(tǒng)有機械式、液壓式和氣壓式之分，其中以機械式應用較多。 簡單的制動系只有一套制動裝置，既作為行車制動系，又作為停車制動系。為此，制動操縱系統(tǒng)應能保證左、右兩邊的制動器同時制動，單邊制動，以及在制動狀態(tài)下使制動器鎖定。當采用機械式操縱系統(tǒng) 時，行車制動系可兼作停車制動系，只需在操縱系統(tǒng)中增加一套鎖定機構就可滿足停車制動的 要求。當采用液壓式或氣壓式操縱系統(tǒng)時，由于液體或壓縮空氣總有泄漏，無法使制動器長期保持停車狀態(tài)，因此需要專門設置一套機械操縱的停車制動系，或在行車制動器上加裝一套獨立的機械式操縱系統(tǒng)，以滿足長期停車制動的需求。 制動器大都布置在最終傳動主動軸上。 與直接布置在驅動軸上相比，這種布置形式可以減小制動器所受轉矩。 和布置在轉速更高的中央傳動主動軸上，可使制動器所受力矩進一步減小，但是這樣布置的制動器不能用來幫助轉向。 由于拖拉機速度較低，所以前輪上一般不安裝制動器。 動器的工作情況 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 輪式拖拉機制動 器最經(jīng)常的工作就是在行駛中減速乃只停車，為使制動器能在最短的距離中將拖拉機制動住，要求地面對車輪有較大的制動力。制動過程中，制動器的摩擦表面相互緊貼并相互滑磨再變?yōu)闊崃?。隨著踏板往下運動， 踏板力增大，制動力矩和制動力也增大。但當制動力增大到等于車輪的附著力以后，不論踏板力如何增大，也只能將制動器抱死而不能使制動力再有所增加。制動力的最大值受限于附著力。 在應路上行駛時，附著力就是車輪與地面的摩擦力。 由于在使用中往往采用將制動器抱死，觀察輪胎在地面上托印的辦法來判斷制動器工作是否正常，有些人就誤以為將制 動器抱死可以產生最大的制動力。實際上，當制動器抱死時，輪胎在地面上滑移，地面的附著系數(shù)將由靜摩擦系數(shù)變?yōu)閯幽Σ料禂?shù)，數(shù)值有所減小，制動力將比不滑移時減小 5% 25%，并會造成輪胎嚴重磨損 ，這顯然是不利的，因此為了獲得最大制動力，不應將制動器抱死，制動器的合理最少力矩應該使制動力略小于開始滑移的極限附著力，以便使動能消耗在制動器中而不是消耗在輪胎表面上。 動系的設計要求 設計制動系時，應考慮下列主要要求： 應有足夠的制動力矩保證必要的制動效能。行車制動系的制動效能可用制動減速度或制動距離來 表 示。 拉機基本技術要求規(guī)定了輪式拖拉機的制動距離應符合下列規(guī)定： 制動器冷態(tài) 0 制動器熱態(tài) 中 態(tài)制動距離（ m） ； km/h） . 動車運行安全技術條件規(guī)定了輪式拖拉機帶掛車在平坦、硬實、干燥 和清潔的水泥或瀝青路面（附著系數(shù)為 的制動距離和制動穩(wěn)定減速度： 拖拉機在 20km/h 下，掛車空載檢驗時分別為 h; 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 拖拉機在 20km/h 下，掛車滿載檢驗時分別為 h; 停車制動系應能使拖拉機制動后，在駕駛員不操作的情況下沿上坡及下坡方向可靠保持在規(guī)定的干硬坡道上。 拉機基本技術條件 規(guī)定：農業(yè)拖拉機停車的坡度為 20，集材拖拉機停車的坡度為 25 外標準均以坡度表示，大部分規(guī)定為 18% 25%。 行車制動 器在連續(xù)頻繁工作條件下應有較穩(wěn)定的制動效能。由于下長坡時 連續(xù)制動或短時間多次重復制動后，都有可能導致制動器溫度過高， 摩擦系數(shù)降低，從而使制動效能衰減，這種現(xiàn)象稱為熱衰退。制動器發(fā)生熱衰退后，經(jīng)過充分冷卻 ,由于溫度下降和摩擦材料表面得到磨合，其制動效能可能重新增高，這種現(xiàn)象稱為熱恢復。要求制動效能的穩(wěn)定性好，也就是要求不易衰退，且能較好恢復。國外一般規(guī)定在同樣控制力下熱態(tài)制動試驗的平均減速度應不低于冷態(tài)制動試驗的 60%，或制動力矩不小于冷態(tài)制動試驗的 60% 65 。為此，應考慮一下三項具體要求：制動鼓或盤具有 良好的吸、散熱能力；摩擦材料具有良好的抗熱衰退性和恢復性；制動器的結構型式對摩擦系數(shù)變化的敏感度較低。 制動式拖拉機方向穩(wěn)定性較好。為此，左、右兩側車輪的制動力及其增長速度率應力求相等； 采用四輪制動時，前、后制動器的制動力矩還應有比較合適的比例關系。 定了輪式拖拉機掛車以 20km/h 的速度行駛在水平的水泥或瀝青路面（ 上的緊急制動跑偏量應不大于 80 操縱輕便。 5業(yè)拖拉機操縱裝置最大操縱力規(guī)定，對于行車制動和停車制動器，允許的最大制動腳踏 板操縱力為600N,允許的最大制動器操縱桿操縱力為 400N。設計時可根據(jù)所需的制動力矩和制動器類型分別規(guī)定合適的控制力，通常以 200N 400為使踏板控制力在上述范圍內，應調整制動操縱系統(tǒng)的傳動比。如該傳動比取得過大，踏板行程將增大，不僅布置困難，而且延長了機構反映時間。因此，最大踏板行程應限制在250m 以內，最大操縱桿行程應限制在 400m 以內。設計時應留有余地，一般可在 60 100選取。當控制力和行程不能同時滿足時，原則買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 上應提高制動器本身的制動力矩，或在制動系中安裝助力器， 或改用動力制動。但也不應使控制力過小，過小的控制力將使駕駛員失去踏板感而難以控制制動強度。 制動平順，制動力應隨控制力的增長速度而平穩(wěn)地增大；放松踏板或操縱桿時，制動作用應迅速消除，無自剎現(xiàn)象。 工作可靠。制動系的零部件應有足夠的強度和耐疲勞性能，要求防水防塵性好，摩擦表面不易被玷污，以免降低制動效能。這點對需要在水田作業(yè)的拖拉機尤為重要。 維修調整方便。必要時應才用可靠的自動調整表面間隙的機構。 制動力矩的確定 動器的結構 一 、 制動器的敏感度 為了評定不同型 式和參數(shù)的制動器工作特性，常用一個無因次指標，稱為制動器的制動因數(shù)。制動因數(shù)通常定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑上的摩擦力總和與輸入制動蹄或壓盤的驅動力之比。設制動器的制動力矩為 在制動鼓或制動盤作用半徑 R 上的摩擦力為 ，從而制動器的制動因數(shù) K (2 1) 式中， F 為輸入的驅動力。當施加于兩制動蹄或壓盤，或制動帶兩端的驅動力不相等時，常取其平均值 為輸入的驅動力，即 F=（ 2） /2. 制動因數(shù)越大，表示用一定的驅動力時該制動器可產生的制動力矩越大。在下面各節(jié)所導出的計算公式中，可以看出其大小取決于摩擦副的摩擦系數(shù)、制動器的型式、幾何尺寸和單位壓力分布規(guī)律等。對于給定的制動器，制動因數(shù)僅為摩擦系數(shù)的函數(shù)，即 f( ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 制動因數(shù)對摩擦系數(shù)變化的敏感度 r 可通過一階導數(shù)來確定，即 r = d Kr/敏感度 r 值越大，表明制動因數(shù)或制動力矩對摩擦系數(shù)的 變化越敏感，即在使用中摩擦系數(shù)因溫度升高而發(fā)生變化時，制動力矩的變化越大，制動器的抗熱衰退性差，工作不穩(wěn)定。 從操縱省力的角度出發(fā)，希望選用制動因數(shù)較大的制動器。但制動因數(shù)過大，不僅影響制動平順性，還會引起過高的敏感度，使制動器的抗熱衰退性變差，工作不穩(wěn)定。設計時應根據(jù)車輛的使用質量能和布置的方便性等決定裝置具有合適特征值的制動器類型。 拖拉機的結構參數(shù) 一 、 拖拉機的軸距 縮小輪距可以避 免梨耕時出現(xiàn)的偏牽引現(xiàn)象，并可減小轉向半徑，大會降低橫向穩(wěn)定性。為了適應耕作時的各種行距要求， 輪距 B 應能調 節(jié) 。 小 型 輪 式 拖 拉 機 調 節(jié) 范 圍 約 為 10001400型則為1100 了使梨耕時前輪也貼近犁溝壁，前輪輪距通常略小于后輪輪距。所以可取 1400二、 軸距 縮小輪式拖拉機軸距可減輕重量、縮小轉向半徑，但會降低縱向穩(wěn)定性，并使行駛平順性變差，軸距可根據(jù)由下式確定 3 = ( 0 . 5 8 0 . 6 6 ) P N P = 20 馬力 =204700N=以 L = 取 L = 1500m. 三、 離地間隙 離地間隙有農藝離地間隙 最小離地間隙 分。農藝離地間隙 指后橋半軸殼下部或前軸下沿的離地高度。為了對玉米，高粱進行三遍中耕， 應小于 600棉花中耕不小于 般出現(xiàn)在后橋殼體中段，但四輪驅動拖拉機也可能出現(xiàn)在前橋中段，減小離地間隙可提高穩(wěn)定性，但會降低通過性， 田輪式為 300 400田輪式為 350 450扶式為 200 250 業(yè) 用 履 帶 式 為 250 300 業(yè) 用 履 帶 式 為300 400體拖拉機為 500 以上。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 四、 質心位置高度 質心位置是指質心的高度坐標、縱向坐標和橫向坐標。質心縱向坐標 a 是質心至后驅動輪的水平距離，一般用靜態(tài)質量分配系數(shù) 0來描述。 0 為輪式拖拉機水平停放時兩個后驅動輪上的垂直載荷與拖拉機使用質量之比，它表示質心偏前或偏后的程度，于是得 a =L(1) 對于兩輪驅動拖拉機，為了獲得較大的附著力， 0 對于水田用兩輪驅動拖拉機，為保證前輪的操縱性， 0 應稍小，多為 、后輪尺寸不同的四輪驅動拖拉機， 0 為 于前輪也驅動，所以可減小后輪負荷，一減輕土壤壓實并改善操縱性；對于前、后輪尺寸相同的四輪驅動拖拉機，為使工作時四個輪子載荷相近， 0 約為 履帶拖拉機質心的縱向位置，靜止時應稍在接地面中點之前。對于前方配置推土鏟等裝置的工業(yè)拖拉機，則質心應稍后于接地點中心。其目的都是為了使工作時接地壓力均勻。 質心的橫向坐標 e 是質心至拖拉機縱向對稱平面的距離，對于 沒有特殊需要的拖拉機，其主要部件布置基本對稱， e 的數(shù)值很小，不必特別加以注意。 質心的高度坐標 h 是質心至硬地面的距離，在滿足離地間隙的情況下，應盡量降低。 a =L(1) 0 = 以 a = = e = B/2 = 1400/2 = 700mm h = 275 320 取 h = 300 h 為離地間隙 質心高度 取 540 動器的結構參數(shù) 一、 制動鼓直徑 D 或半徑 當輸入力 P 一定時，制動鼓的直徑越大，且制動器的散熱性能越好。但直徑 D 的尺寸受到輪輞內徑的限制，而且 D 的增大也使制動鼓買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 的質量增加，使非懸架質量增加，不利于拖拉機的行駛平順性。制動鼓與輪輞之間應有一定的間隙，此間隙一般不應小于 20利于散熱通風，也可避免由于輪輞過熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸即可求得制動鼓直徑 D 的尺寸。 查表 得 D = 320 制動鼓內徑尺寸應符合 309動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列的規(guī)定。 二、 動蹄摩擦襯片的包角及寬度 b 摩擦襯片的包角通常在 =90 120范圍內選取，試驗表明。摩擦襯片包角 =90 100時磨損最小，制動鼓的溫度也最低，而制動效能則最高。再減小雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損。包角也不宜大于 120，因為過大不僅不利于散熱，且易使制動作用不平順 甚至可能發(fā)生自鎖。綜上所述可選取 =120 。 三、 襯片寬度 b 襯片寬度 b 較大可以 降低單位壓力、減小磨損，但 b 的尺寸過大則不宜保證與制動鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動時使單位壓力不超過 條件來選擇襯片寬度 b 的。設計時應盡量按摩擦片的產品規(guī)格選擇 b 值，并按 309 1999 選取。另外，根據(jù)國外統(tǒng)計資料可知，單個鼓式車輪制動器總的襯片面積隨總質量的增大而增大。而單個摩擦襯片的摩擦面積 A 又取決于制動鼓半徑 R、襯片寬度 b 及包角，即 A = 式中，以弧度（ 單位，當 A、 R、確定后，由上式也可初選襯片寬度 b 的尺寸。 所以 A = = 160 、 襯片起始角 0 摩擦襯片起始角 0 如圖 2 1 所示。通常是將摩擦襯片布置在制買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 動蹄外緣的中央，并令 0 = 90 有時為了適應單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓 力點對稱布置，以改善制動效能和磨損的均勻性。所以 0 = 90 90 30 . 五、 力 P 的作用線至制動器中心的距離 a 在滿足制動輪缸或凸輪能布置在制動鼓內的條件下，應使距離 提高其制動效能。初步設計時可暫取 a=右。 所以 a= 128六、 動蹄支銷中心的坐標位置 k 與 c 如圖 2 1 所示，制動蹄支銷中心的坐標尺寸 k 應盡可能的小，以使尺 寸 c 盡可能的大，初步設計可暫取 c=右。 所以 c= 128mm,k 可有經(jīng)驗值取 28 動力矩的計算 一、 行車制動器制動力矩的確定 行車制動器的工況包括行駛中制動和單邊制動幫助急劇轉向。由于輪式拖拉機的轉向阻力矩較小，單邊制動所需的制動力矩不大，因此只需考慮行駛中制動的工況。為了使制動器能將拖拉機迅速制動，以提高行駛安全性，希望制動器有足夠的制動力矩，這樣被制動的車輪上才能長生較大的地面制動力。但當制動力增大到該車輪與地面的附著力后， 制動器將抱死，車輪停止轉動而發(fā)生嚴重滑移現(xiàn)象，并在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 路面上產生托印。此時拖拉機所具有的動能都轉化為輪胎和路面間摩擦產生的熱能 這將導致胎面局部劇烈發(fā)熱，使橡膠強度降低，造成輪胎嚴重磨損。 同時附著系數(shù)的值也下降，使制動力比最佳滑移率時的最大制動力減小 5% 25，這顯然是不利的。此時，實際制動距離將大于可能達到的最小制動距離，而且還會由于側向附著系數(shù)的顯著降低使制動期間拖拉機的方向穩(wěn)定性變壞。因此，為了獲得良好的制動效果并減小輪胎磨損，應使制動器不致完全抱死，讓車輪處于略有滑移而尚未開始嚴重滑移的最佳制動狀態(tài)， 也 就是說在一定的踏板力下，制動器制動力矩的大小應使制動力略小于附著力值。因此，拖拉機的動能將只要消耗在制動器摩擦表面的相對滑磨上，并轉變?yōu)闊崮??？梢姡苿恿厥芨街鴹l件限制而不應過大。同時為使制動器的結構緊湊而踏板力又不致增大，制動力矩也不應過大。設計時，考慮到可能發(fā)生制動操縱系統(tǒng)的傳動效率及制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)的降低，一般仍按制動力等于附著力作為計算依據(jù)。對于四輪制動，為了提高制動效能， 前、后制動器的制動力分別等于相應車輪與地面的附著力。由輪式拖拉機在行駛過程中制動的受力分析，可得到行車制動器所需的制動 力矩。 對于后輪制動的輪式拖拉機，每個制動器的制動力矩 N （忽略不計滾動阻力、旋轉部分的慣性力矩和傳動效率） s d qm g r ( L - a ) M r = 2 i ( L + h ) （ 2 2） 式中 ( m/ 動輪動力半徑（ i 動器與驅動輪之間的傳動力 著系數(shù)，一般取 = 拉機軸距 （ a 拉機質心 縱向坐標 (h 機質心坐標 ( 對于前后輪都制動的四輪驅動拖拉機，前、后橋上每個制動器的制動力矩 和 分別為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 11()2m g r a hM （ 2 3） 22()2m g r L a hM （ 2 4） 式中 別為前、后驅動輪的動力半徑（ ; 別為前、后制動器和前、后驅動輪之間的傳動比。 所以 s d qm g r ( L - a ) M r = 2 i ( L + h ) = 30 . 7 1 . 3 1 0 9 . 8 0 . 8 8 2 5 0 . 9 7 5 0 . 9 3 52 2 1 . 5 0 . 7 0 . 5 4 = m 又因為制動器有熱衰退現(xiàn) 象，所以 = m 二、 停車制動器制動力矩的確定 在規(guī)定坡度角的坡道上安全停車時每個制動器所需的制動力矩N ( s i n c o s )s d qr m g r fM （ 2 5） 式中 按標準規(guī)定的坡度角（ ） ； 動阻 力系數(shù)，一般取 f= n 時工作的制動器數(shù)目。 所以 s d qm g r ( s i n - f c o s ) M r = = 31 . 3 1 0 9 . 8 s i n 2 0 0 . 0 2 c o s 2 0 0 . 9 9 0 622 = m 對于行車制動系與停車制動系共用的制動器，只要取上述兩者中的較大值作為該制動器所需的制動力矩，便可同時滿足兩方面的需要。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第三 章 制動蹄片上的制動力和踏板力的計算 動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產生的摩擦力對制動器因數(shù)很大影響 有助于正確分析制動器因數(shù) 因此除了摩擦襯片有彈性容易變形外 ,制動鼓 ,制動蹄以及支承也會有彈性變形 ,但與摩擦襯片的變形量相比 ,則相對很小 其他零件變形的影響較小 ,可忽略不計 ,即通常作以下一些假設 , (1) 制動鼓 制動蹄為絕對剛性 ; (2) 在外力作用下 ,變形僅發(fā)生在摩擦襯片上 : (3) 壓力與變形符合虎克定 . 制動蹄可設計成一個自由度和兩個自由度的形式 而在一般情況下 ,若浮動蹄的端部支承在斜支承面上 ,由于蹄的端部將沿支承面滾動或滑動 ,則這種蹄具有兩個自由度的運動 ,因此其壓力分布狀況和繞支承銷轉動的蹄的壓力分布狀況有所區(qū)別 . 具有一個自由度的增勢蹄摩擦襯片的壓力分布規(guī)律及徑向變形規(guī)律 。 如圖所示制動蹄在張開力 P 的作用下繞支承銷中心 0 轉動一個角度 0 時 ,則摩擦襯片上某任 意點 A 的位移為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 A 由于剛性制動鼓對制動蹄運動的限制 ,則其徑向位移風量將受壓縮 ,徑向壓縮量 0 A 由圖中的幾何關系可知 0 0 D=O 0 故其徑向變形量為 O 0 (1) 式 (1)即為該類制動蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律表達式 . 由于 O 0 為常量 ,而單位壓力與變形成正比 ,故制動蹄摩擦襯片上任一點的壓力可寫成 q=q0 (2) 式 (2)表明繞支承銷轉動的制動蹄摩擦襯片的壓力分布規(guī)律呈正弦分布 ,其最大壓力作用在與 O 0 連線呈 90的徑向線上 . 也可以根據(jù)圖來分析并簡化計算具有一個自由度的增勢蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律和壓力分布規(guī)律 繞支承銷中心 A 轉動 摩擦襯片表面任意點 B 沿制動蹄 轉 動 的 切 線 方 向 的 變 形 即 為 線 段 ,其 徑 向 變 形 分 量 是 線 段半徑 0即線段 也可以認買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 為 A =90 則所求的摩擦襯片的徑向變形為 =考慮到 0A ,則由等腰三角形 知 R/ 代入上式 ,得摩擦襯片的徑向變形和壓力分布 1 =R q1= 動力的計算 在計算鼓式制動器 時 ,必須建立制動蹄對制動鼓的壓緊力與所產生的制動力矩之間的關系 . 為了計算有一個自由度的制動蹄片上的制動力矩 摩擦襯片表面上取一橫向單元面積 ,并使其位于與 的交角為處 ,如圖 4 1 所示 b,則單元面積為 其中 R 為制動鼓半徑 , 制動鼓作用在摩擦襯片單元面積的法向力為 dN=而摩擦力 生的制動力矩為 dN 在至區(qū)段上積分上式 ,得 ) 當法向壓力均勻分布時 ,則有 dN= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 ) 由上述式可求出不均勻系數(shù) =( )/ ( ) 式中給出的是由壓力計算制動力矩的方法 ,在實際計算中也可采用由張開力 P 計算制動力矩 且更為方便 . 增勢蹄產生的制動力矩 表達如下 : 式中 : 1 作用半徑 . 若已知制動蹄的幾何參數(shù)及發(fā)向壓力的 大小 ,便可用式算出蹄的制動力矩 . 如圖所示 ,為了求得力 張開力 關系式 ,寫出制動蹄上力的平衡方程式 : +)=0 1+ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 式中： 上的投影； 1與力 作用線之間的夾角。 對式求解，得 N1=h c (+ )- C + d t g -T f 1=T 2 a + c + md c （ 3 1） 式中： h=a+c=a+ c 將式代入，增勢蹄的制動力矩 c (+ )- = （ 3 2） 對于減勢蹄可類似地表示為 c (+ ) = （ 3 3） 為了確定 1， 2 及 1 ， 2，必須求出發(fā)向力 N 及其分量。如果 將 作是它在投影 和 上分量 合力，則根據(jù)式有 2m a xs i n s i q b R d = +)/4 式中： = m a xc o s s i n c o q b R d = )/4 因此 =Y/ )/ (2 +) 根據(jù)上式，并考慮到 = 22 則有 1 22 4 ( c o s c o s ) / ( c o s 2 c o s 2 ) ( 2 s i n 2 s i n 2 )R C + d t f 2 N = T 2 a + c - md c t g 可 得 （ 3 4） 如果順著制動鼓旋轉的制動蹄和逆著制動鼓旋轉的制動蹄的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 和 角不同，顯然兩種蹄的和 1 值不同。對具有兩蹄的制動器來說，其制動鼓上的制動力矩等于兩蹄摩擦力矩之和，即 1液壓驅動的制動器，由于 2 故所需的張開力為 P= 對凸輪張開力機構，其張開力可又前述作用在蹄上的力矩平衡條件得到的方程式求出 f/ 2=f/ 算蹄式制動器時，必須檢查蹄有無自鎖的可能。由上式得出自鎖條件，當該式的分母等于零時，蹄自鎖，即蹄式制動器的自鎖條件為 C (+)=0 如果式 f （ 1- ） 成立，則不會自鎖。 由上式可得出領蹄表面得最大壓力為 ()C（ +f ） 式中： 1） r C + d t g N = 2 a + c + md c = 31 2 0 1 . 6 1 0 1 2 8 2 8 0 . 0 7 8 0 . 3 1 8 7 . 3 2 8 0 . 0 7 8 1 2 82 0 . 3 1 8 7 . 3 1 2 8 + 1 2 8 + 1 2 = 2) C + d t f 2N = T 2 a + c - md c t g = 31 2 0 1 . 6 1 0 1 2 8 2 8 0 . 0 7 8 0 . 3 1 8 7 . 3 2 8 0 . 0 7 8 1 2 82 0 . 3 1 8 7 . 3 1 2 8 + 1 2 8 - 1 2 = 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 3) 最大單位壓力 2 b R c o = 1 2 0 1 . 62 0 . 3 5 0 1 6 0 1 8 7 . 3 2 / 3 0 . 9 8 = p 4) 計算單位滑磨功率 P (m/s) P = = p 因為 V 車 = 30 km/h = 5.3 m/s 所以 v 鼓 = m/s 動器因數(shù)與制動蹄因數(shù) 動器因數(shù) 制動器因數(shù)可定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑所產生的摩擦力與輸入力之比，即 f/ （ 3 5） 式中： 般取加于兩制動蹄的張開力的平均值為輸入力。 所以 R = 1 2 0 1 . 6 20 . 1 6 3 1 6 7 . 8 + 7 9 3 0 . 4= 動蹄因數(shù) 對于鉗盤式制動器，設兩側制動塊對制動盤壓緊力均為 P,則制買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 動盤在其兩側工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2處 f 為盤與制動襯塊間的摩擦系數(shù)，于是鉗盤式制動器的制動因數(shù)為 2 = 2f 對于全盤式制動器，則為 2中： f摩擦系數(shù)； N旋轉制動盤數(shù)目。 對于鼓式制動器，若作用于兩蹄的張開力分別為 制動鼓內圓柱面半徑即制動鼓工作半徑為 R，兩蹄給予制動鼓的摩擦力矩分別為 兩蹄的效能因數(shù)即制動蹄因數(shù)分別為 1R 2R 整個鼓式制動器的制動器因數(shù)則為 R = （ ( T f i T f 2 1 2= 2 ( T + T ) / ( P + P ) R （ 3 6） 當 P 時，則有 T f 1 T f 2 T 1 T 2 B F = ( T + T ) / P R = B F + B F （ 3 7） 蹄與鼓間作用力的分布，其合力的大小，方向及作用點，需要較精確地分析、計算才能確定。今假設在張力 P 的作用下，制動蹄摩擦襯片與鼓之間作用力的合力 N 如圖所示作用在襯片的 B 點上。這一法向力引起作用力制動