輪邊減速器-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器設(shè)計(jì)燕 山 大 學(xué)2014年6月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器設(shè)計(jì)學(xué) 院：車(chē)輛與能源學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：10車(chē)輛工程 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 2014年6月 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院：車(chē)輛與能源學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：車(chē)輛工程系學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)車(chē)輛10-2題目題目名稱(chēng)50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器設(shè)計(jì)題目性質(zhì)1.理工類(lèi)：工程設(shè)計(jì) （ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（）；綜合型（ ）2.文管理類(lèi)（ ）；3.外語(yǔ)類(lèi)（ ）；4.藝術(shù)類(lèi)（ ）題目類(lèi)型1.畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)（ ） 2.論文（ ）題目來(lái)源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ ） 主要內(nèi)容1.調(diào)研，查閱資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述，翻譯外文資料。2.了解非公路用車(chē)后橋制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式和濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。3.確定50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)條件。4.進(jìn)行濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算。5.繪制濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的總裝配圖。6.繪制濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的零件圖?；疽?.濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程正確，結(jié)構(gòu)合理。2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)格式符合燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)范，字?jǐn)?shù)20000字以上。3.翻譯的外文資料應(yīng)與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)，且不少于3000漢字。4.按時(shí)完各個(gè)階段的設(shè)

3、計(jì)任務(wù)。參考資料1. 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.12. 趙文清.濕式多盤(pán)制動(dòng)器的應(yīng)用及其發(fā)展?fàn)顩rJ.起重運(yùn)輸機(jī)械，2001(12):5-73. 王晶，馮茂林.車(chē)用多功能濕式多盤(pán)制動(dòng)器J.礦山機(jī)械，1999：53-544. 劉林.裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋濕式制動(dòng)器的研究.(碩士學(xué)位論文).浙江大學(xué)，2011周 次第 1 4 周第 5 8 周第912周第1316周第1718周應(yīng)完成的內(nèi)容查閱資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述，翻譯外文資料。確定50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)條件。進(jìn)行濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算。繪制總裝配圖和零件圖。撰寫(xiě)畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：副教授

4、 2014年3月1 日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要中國(guó)的經(jīng)濟(jì)正在飛速的發(fā)展，在礦山運(yùn)輸行業(yè)，為了提高效益、降低運(yùn)輸成本，大型的工程運(yùn)輸車(chē)輛也就相應(yīng)的應(yīng)運(yùn)而生。車(chē)輛趨于大型化，載重很大，再加上工程車(chē)的工作環(huán)境是在泥濘、油水、山道等惡劣環(huán)境下，所以傳統(tǒng)的制動(dòng)器不能再滿(mǎn)足要求，濕式多盤(pán)制動(dòng)器取代傳統(tǒng)制動(dòng)器勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)在濕式制動(dòng)器領(lǐng)域的研究很有限，技術(shù)還很不成熟，本文目的就是對(duì)濕式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。 本文的主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的合理選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、總體布置，然后再通過(guò)對(duì)制動(dòng)力矩、摩擦片比壓、彈簧剛度的計(jì)算，對(duì)各個(gè)零件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用CAXA繪制裝配圖，最后再用CATIA對(duì)整

5、個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，并將各個(gè)零件通過(guò)裝配模塊組裝在一起，形成一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)，達(dá)到合理的布置與配合。關(guān)鍵詞工程車(chē)輛；濕式多盤(pán)制動(dòng)器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三維建模AbstractChina's economy is booming, in the mine transportation industry, in order to improve the efficiency of transportation and reduce the transportation cost, large engineering transport vehicle is corresponding ari

6、ses at the historic moment. Cars tend to be larger than befor, load is biger, plus truck working environment is in the mud, oil and water,and mountain passes under the bad environment, so the traditional brake can no longer meet the requirements, wet multiple disk brake replace traditional brake is

7、imperative. The present domestic research in the field of wet brake is limited, and technology is still very immature.So the purpose of this article is about the design of the structure of the wet-type brake. The main research content of this article is on the reasonable selection of braking system

8、, structure design and overall arrangement, and then through the calculation of braking torque, friction plate pressure, spring stiffness and then design the size of the various parts. Using CAXA draw assembly drawings, finally, using CATIA to modeling 3D models foe the braking system.And through th

9、e assembly module to assembly various parts together, forming a complete set of brake system to achieve a reasonable arrangement and cooperation.Keywords engineering vehicles; wet multiple disk brake; structure design; 3D modelingI 目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 目的和意義11.3 研究的主要內(nèi)容2第2章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)32.1

10、 制動(dòng)器的選型32.1.1 三種制動(dòng)器選型32.1.2 輪轂、半軸制動(dòng)器的選型62.1.3 三種功能的制動(dòng)器選型72.2 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算92.2.1制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算92.2.2 輪邊減速器的計(jì)算152.2.3 摩擦片參數(shù)的計(jì)算192.2.4 行車(chē)活塞的設(shè)計(jì)212.2.5 行車(chē)制動(dòng)彈簧的設(shè)計(jì)232.2.6 駐車(chē)制動(dòng)彈簧的設(shè)計(jì)25第3章 制動(dòng)系統(tǒng)的三維建模293.1 輪邊減速器的建模293.1.1 半軸的建模293.1.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的建模303.1.3 輪邊減速器端蓋的建模343.1.4 輪轂的建模353.2 濕式多盤(pán)制動(dòng)器的建模363.2.1 半軸套的建模363.2.2圓錐滾子軸承的建模3

11、63.2.3 制動(dòng)器左端蓋的建模373.2.3 駐車(chē)彈簧的建模373.2.4 駐車(chē)活塞的建模383.2.5 摩擦片的建模393.2.6 制動(dòng)器外殼的建模403.2.7 行車(chē)活塞的建模403.2.8 回位彈簧導(dǎo)桿的建模413.2.9 制動(dòng)器右端蓋的建模413.2.10 制動(dòng)器的總裝圖433.3 制動(dòng)系統(tǒng)的總裝配43結(jié)論44參考文獻(xiàn)45致謝47第1章 緒論 第1章 緒論1.1 課題背景中國(guó)的經(jīng)濟(jì)正在飛速的發(fā)展，在礦山運(yùn)輸行業(yè)，為了提高效益、降低運(yùn)輸成本，大型的工程運(yùn)輸車(chē)輛也就相應(yīng)的應(yīng)運(yùn)而生。車(chē)輛趨于大型化，載重很大，再加上工程車(chē)的工作環(huán)境是在泥濘、油水、山道等惡劣環(huán)境下，以往車(chē)輛上廣泛采用的鼓式制

12、動(dòng)器存在磨損嚴(yán)重，需要經(jīng)常調(diào)整間隙;易產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象，從而影響制動(dòng)性能的穩(wěn)定性等缺點(diǎn)，其已不能完全滿(mǎn)足對(duì)車(chē)輛制動(dòng)性能的要求，所以逐漸采用了制動(dòng)性能較好的干盤(pán)式制動(dòng)器。干盤(pán)式制動(dòng)器雖具有制動(dòng)性能穩(wěn)定，能承受溫度、水和車(chē)速的影響，抗衰退性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其只具有1個(gè)盤(pán)，摩擦面積小，單位壓力高，散熱條件差，因此，隨著對(duì)制動(dòng)性能要求十分嚴(yán)格的工程建設(shè)機(jī)械的不斷發(fā)展，干盤(pán)式制動(dòng)器逐步被制動(dòng)性能更好的濕式多盤(pán)制動(dòng)器所取代。所以傳統(tǒng)的制動(dòng)器不能再滿(mǎn)足要求，濕式多盤(pán)制動(dòng)器取代傳統(tǒng)制動(dòng)器勢(shì)在必行。近年來(lái)，國(guó)外很重視多盤(pán)制動(dòng)器的研究，已研制出了多種形式的濕式多盤(pán)制動(dòng)器，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)外很多工程機(jī)械公司，如瑞典的

13、VOLVO公司和美國(guó)的CATERPILLAR、CLARK公司已在整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采用了濕式多盤(pán)制動(dòng)器，德國(guó)KESSLER公司及美國(guó)RONKWELL公司在車(chē)橋產(chǎn)品中也采用了濕式多盤(pán)制動(dòng)器1。裝載機(jī)、叉車(chē)等已廣泛采用濕式多盤(pán)制動(dòng)器的車(chē)橋，而井下礦用自卸車(chē)則已全面采用濕式多盤(pán)制動(dòng)器系統(tǒng)，濕式制動(dòng)器取代傳統(tǒng)制動(dòng)器成為一種趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)與國(guó)外裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品相比，技術(shù)還很不成熟，制動(dòng)沖擊大，性能不穩(wěn)定，使用壽命短，維修困難。而同期引進(jìn)的國(guó)外濕式制動(dòng)器產(chǎn)品，均為內(nèi)置式濕式制動(dòng)器，技術(shù)水平具有明顯優(yōu)勢(shì)。1.2 目的和意義中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展很快，其中輪胎式自卸車(chē)在國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，年銷(xiāo)售量已突破160，0

14、00輛，其中八大主機(jī)生產(chǎn)商2008年的銷(xiāo)量占整個(gè)市場(chǎng)的80%以上。國(guó)產(chǎn)自卸車(chē)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占主體地位，從數(shù)量上看我國(guó)已是工程機(jī)械大國(guó)，但從其質(zhì)量水平和技術(shù)水平來(lái)看，國(guó)產(chǎn)自卸車(chē)與國(guó)外產(chǎn)品還存在較大的差距，同類(lèi)產(chǎn)品的銷(xiāo)價(jià)差別很大。國(guó)內(nèi)自卸車(chē)行業(yè)的技術(shù)還處于較低的技術(shù)水平。行業(yè)要壯大和發(fā)展，必須進(jìn)一步提高自主創(chuàng)新水平，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力2。由于技術(shù)壁壘，我們無(wú)法從國(guó)外獲得相應(yīng)的技術(shù)和資料。而且，從自卸車(chē)的發(fā)展方向來(lái)看，大型機(jī)器和小型機(jī)器將是自卸車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)，大型和小型自卸車(chē)對(duì)機(jī)器的體積和布置將更為嚴(yán)格，對(duì)制動(dòng)性能和可靠性的要求也非常高，因此，對(duì)內(nèi)置式濕式制動(dòng)器在自卸車(chē)上的應(yīng)用進(jìn)行研究，進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)自卸車(chē)的

15、技術(shù)水平，縮小與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距，對(duì)提高國(guó)產(chǎn)重要技術(shù)裝備的技術(shù)水平具有重大的指導(dǎo)意義和實(shí)踐意義。1.3 研究的主要內(nèi)容（1） 50t非公路自卸車(chē)的后橋濕式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)條件；根據(jù)自卸車(chē)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)選用適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)器類(lèi)型（如輪轂制動(dòng)器與半軸制動(dòng)器或普通型濕式多盤(pán)制動(dòng)器、失壓型濕式多盤(pán)制動(dòng)器、多功能濕式多盤(pán)制動(dòng)器），對(duì)制動(dòng)器中的油路、密封以及活塞的形狀等進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2） 進(jìn)行濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算；對(duì)制動(dòng)性能的設(shè)計(jì)計(jì)算（如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的確定、襯片壓力的確定、摩擦副數(shù)量的確定、液壓系統(tǒng)制動(dòng)油壓力的確定），活塞相關(guān)參數(shù)的確定，回位彈簧剛度的確定等。（3） 繪制濕式全盤(pán)式制動(dòng)器的總裝配圖、零件圖

16、。 根據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算所得的數(shù)據(jù)利用CAXA繪制裝配圖與二維圖，最后再用CATIA對(duì)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，并將各個(gè)零件通過(guò)裝配模塊組裝在一起，形成一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)，達(dá)到合理的布置與配合。49 第2章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 第2章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)2.1 制動(dòng)器的選型 2.1.1 三種制動(dòng)器選型（1）鼓式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示，它由制動(dòng)鼓、摩擦襯片、制動(dòng)蹄三部分組成。其中，制動(dòng)鼓與車(chē)輪相連接，隨著車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)蹄固定在車(chē)架上，而摩擦襯片通過(guò)鉚釘與制動(dòng)蹄固定在一起或者是粘接在一起。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，通過(guò)液壓促使制動(dòng)蹄張開(kāi)，摩擦襯片與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)鼓內(nèi)表面接觸摩擦以提供車(chē)輛所需制動(dòng)力矩3。

17、圖2-1 鼓式制動(dòng)器 （2）鉗盤(pán)式制動(dòng)器鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-2所示，它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤(pán)用合金鋼制造并固定在車(chē)輪上，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)，制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤(pán)子，迫使它停下來(lái)一樣。圖2-2 鉗盤(pán)式制動(dòng)器（3）濕式多盤(pán)制動(dòng)器濕式多盤(pán)制動(dòng)器，又俗稱(chēng)全盤(pán)式制動(dòng)器，顧名思義，它的制動(dòng)力矩是由多個(gè)制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生的，也就是由多個(gè)摩擦副制動(dòng)產(chǎn)生力矩，每個(gè)摩擦副是由一個(gè)動(dòng)摩擦片與一個(gè)靜片組成，靜片與動(dòng)片交錯(cuò)組成多組摩

18、擦副，靜片與制動(dòng)器殼體通過(guò)花鍵連接在一起，動(dòng)片也通過(guò)花鍵與旋轉(zhuǎn)著的輪轂連接在一起，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，使活塞內(nèi)有油液壓力，壓緊靜片與動(dòng)片，從而通過(guò)摩擦使動(dòng)片與輪轂停止轉(zhuǎn)動(dòng)。而且采用的是全封閉式的結(jié)構(gòu)，制動(dòng)器里面充滿(mǎn)了冷卻油液，用來(lái)吸收摩擦片制動(dòng)所產(chǎn)生的大量的熱量。綜上所述，可以將三種制動(dòng)器的性能進(jìn)行一個(gè)對(duì)比4，得到如表2-1所示的差別：表2-1 三種制動(dòng)器的性能比較鼓式制動(dòng)器鉗盤(pán)式制動(dòng)器濕式多盤(pán)制動(dòng)器沾泥水恢復(fù)性制動(dòng)力減少大制動(dòng)力回復(fù)原慢，危險(xiǎn)大制動(dòng)力減小少制動(dòng)力復(fù)原快制動(dòng)力不受影響續(xù)表2-1 鼓式制動(dòng)器鉗盤(pán)式制動(dòng)器濕式多盤(pán)制動(dòng)制動(dòng)力自伺服作用（指制動(dòng)時(shí)所發(fā)生的摩擦力導(dǎo)致制動(dòng)力增加的作用）制動(dòng)力增大

19、急促，制動(dòng)時(shí)有沖擊制動(dòng)力的增大比較圓滑制動(dòng)平穩(wěn)調(diào)整及維護(hù)制動(dòng)鼓與襯片的間隙調(diào)整費(fèi)時(shí)維護(hù)頻繁間隙自動(dòng)調(diào)整維護(hù)簡(jiǎn)單間隙無(wú)需調(diào)整不需維護(hù)制動(dòng)器的作用面積作用面積受限作用面積受限，單位壓力高作用面積大，可以通過(guò)增減摩擦片的數(shù)量來(lái)調(diào)整摩擦襯片的更換更換復(fù)雜，調(diào)整費(fèi)時(shí)更換簡(jiǎn)易更換較復(fù)雜，但不需要調(diào)整摩擦系數(shù)的影響非常敏感影響較小影響很小制動(dòng)力與液壓關(guān)系非線(xiàn)性關(guān)系線(xiàn)性關(guān)系線(xiàn)性關(guān)系摩擦襯片的壽命條件好（干燥路面）：500700h條件不好（水路面）:150300h條件好：15002000h條件不好:8001000h不受條件影響，壽命長(zhǎng)達(dá)10000h由于礦用自卸車(chē)這種工程車(chē)輛是在潮濕，油污，泥濘的環(huán)境下工作的，而

20、且噸位大，所需制動(dòng)力矩很大，而且需要經(jīng)常制動(dòng)，也就是需要摩擦片的 壽命較長(zhǎng)，所以傳統(tǒng)的干式制動(dòng)器（即鼓式與鉗盤(pán)式）不再滿(mǎn)足要求。由于濕式多盤(pán)制動(dòng)器采用油冷方式，因此在熱穩(wěn)定性和制動(dòng)容量等方面都有較大的優(yōu)勢(shì)5。濕式多盤(pán)制動(dòng)器具有較長(zhǎng)的使用壽命, 工作性能平穩(wěn)；而且密閉的結(jié)構(gòu)可以免除外界灰塵、水分等干擾；此外濕式多盤(pán)制動(dòng)器隨液壓推動(dòng)力均勻，其液壓系統(tǒng)線(xiàn)性度較高，工作迅速、平穩(wěn)，因此本文為礦自卸車(chē)選用濕式多盤(pán)制動(dòng)器。2.1.2 輪轂、半軸制動(dòng)器的選型 (1)半軸制動(dòng)器 半軸制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示，可想而知此制動(dòng)器是通過(guò)制動(dòng)半軸來(lái)使汽車(chē)停止的。動(dòng)摩擦片通過(guò)花鍵連在摩擦片支承上，摩擦片支承與半軸連

21、接，因此動(dòng)摩擦片隨半軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。靜摩擦片與制動(dòng)器殼連接在一起，固定不回轉(zhuǎn)。當(dāng)油液壓力推動(dòng)活塞（序號(hào)3）并壓緊動(dòng)、靜摩擦片，此時(shí)摩擦副結(jié)合而產(chǎn)生了制動(dòng)力矩。制動(dòng)系統(tǒng)泄壓后，活塞在回位彈簧的作用下迅速回位，減少了摩擦片的磨損以及熱量的產(chǎn)生。由于制動(dòng)器布置在驅(qū)動(dòng)橋的兩側(cè)末端,維修保養(yǎng)制動(dòng)器時(shí)不需要拆輪輞輪胎,只需打開(kāi)制動(dòng)器端蓋即可,維修保養(yǎng)方便。但是此制動(dòng)器是裝在半軸上，所以制動(dòng)器的尺寸會(huì)受到限制，因此制動(dòng)力矩不如輪轂制動(dòng)器大，適合中小型的工程車(chē)輛。圖2-3 半軸制動(dòng)器（2）輪轂制動(dòng)器 輪轂制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖如圖2-4所示，此制動(dòng)器是通過(guò)制動(dòng)輪轂是汽車(chē)停止的。動(dòng)摩擦片通過(guò)花鍵與輪轂（序號(hào)2）相連，隨輪胎

22、一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靜摩擦片連接在制動(dòng)器殼上固定不動(dòng)。此制動(dòng)器同樣通過(guò)液壓推動(dòng)活塞使摩擦副結(jié)合，通過(guò)回位彈簧使它們分離。此制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力矩大，但是拆裝比較復(fù)雜，適合大型機(jī)器。圖2-4 輪轂制動(dòng)器所以，綜上所述，由于本型號(hào)的礦用自卸車(chē)是50t重的，所以選用輪轂制動(dòng)器會(huì)比較安全可靠。2.1.3 三種功能的制動(dòng)器選型（1）普通型濕式多盤(pán)制動(dòng)器普通型濕式多盤(pán)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-5所示，制動(dòng)時(shí)，油液壓力推動(dòng)活塞（序號(hào)2），壓緊摩擦片，產(chǎn)生制動(dòng)力矩。卸壓后通過(guò)回位彈簧（序號(hào)1）將活塞推回初始位置，從而解除制動(dòng)。該方案一般安裝在輪端實(shí)現(xiàn)行車(chē)制動(dòng)，但是如果液壓管路發(fā)生故障，則無(wú)法壓緊摩擦片，無(wú)法制動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生危

23、險(xiǎn)，所以通常需要配備第二制動(dòng)裝置,用以保證安全并可以作為駐車(chē)制動(dòng)。圖2-5 普通型濕式多盤(pán)制動(dòng)器（2）失壓型濕式多盤(pán)制動(dòng)器 失壓型濕式多盤(pán)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-6所示，它的制動(dòng)力矩是由彈簧組（序號(hào)4）產(chǎn)生的，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，推動(dòng)活塞壓縮彈簧右移，使得摩擦片分離，制動(dòng)解除，使汽車(chē)能夠正常行駛。所以，它是一種安全型的制動(dòng)器，就算液壓系統(tǒng)失效也能保持制動(dòng)，它既具有普通型濕式多盤(pán)制動(dòng)器的特點(diǎn),還使液壓系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化,省去第二制動(dòng)系統(tǒng)。這種制動(dòng)器常用于需要長(zhǎng)時(shí)間保持制動(dòng)或特別需要注重安全、防止失控的情形。但是這種制動(dòng)器的彈簧組由于經(jīng)常處于交替壓縮的狀態(tài)，所以使得整個(gè)制動(dòng)器的壽命有限。圖2-

24、6 失壓型濕式多盤(pán)制動(dòng)器（3）多功能濕式多盤(pán)制動(dòng)器多功能濕式多盤(pán)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-7所示，這種制動(dòng)器有兩組制動(dòng)活塞，兩組制動(dòng)方式，分別是行車(chē)制動(dòng)和駐車(chē)制動(dòng)，采用兩條不同油壓的油路控制，它們相互獨(dú)立。停車(chē)時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有壓力，行車(chē)活塞1不作用，駐車(chē)活塞3由于駐車(chē)彈簧的壓緊力而使摩擦片壓緊，從而實(shí)現(xiàn)駐車(chē)。啟動(dòng)時(shí)，駐車(chē)活塞腔內(nèi)油壓升高，壓縮駐車(chē)彈簧，使駐車(chē)制動(dòng)解除6。行車(chē)制動(dòng)時(shí)，行車(chē)活塞1腔內(nèi)產(chǎn)生制動(dòng)壓力，從而時(shí)摩擦片制動(dòng)。這種制動(dòng)器結(jié)合了前兩種制動(dòng)器的特點(diǎn)，也就是比較安全，而且由于駐車(chē)彈簧的載荷不需要經(jīng)常交變，使得制動(dòng)器的壽命也較長(zhǎng)。但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造比較困難。圖2-7多功能濕式多盤(pán)制動(dòng)器綜上

25、所述，由于本車(chē)是50t的礦用自卸車(chē)，需要經(jīng)常制動(dòng)，而且經(jīng)常行駛在山路上，所以需要保證制動(dòng)器有足夠的安全性，考慮到這些，所以選用多功能型的制動(dòng)器比較合適。最后，確定制動(dòng)器的形式是多功能型濕式多盤(pán)輪轂制動(dòng)器。2.2 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算根據(jù)之前制動(dòng)器的選型，最終確定了制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖如圖2-8所示，由該結(jié)構(gòu)可以看出，靜摩擦片是固定在靜殼上的，而靜殼是與端蓋與軸套連在一起的，所以是固定不動(dòng)的。動(dòng)摩擦片與輪轂相連，隨輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)。摩擦片的尺寸受到輪轂大小的制約。在計(jì)算制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，要參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21152-2007土方機(jī)械輪胎式機(jī)器制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法中的要求

26、，由于本方案的自卸車(chē)是50t重，所以按標(biāo)準(zhǔn)中的要求應(yīng)滿(mǎn)足如下：（1） 自卸車(chē)的試驗(yàn)質(zhì)量應(yīng)在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)，并包含有效載荷，要符合制造商對(duì)總質(zhì)量（機(jī)器質(zhì)量與有效載荷之和）和軸荷分配的規(guī)定。（2） 自卸車(chē)的停車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)在切斷動(dòng)力時(shí)，應(yīng)能使機(jī)器在15%的坡道上保持停車(chē)不動(dòng)。（3） 對(duì)于機(jī)器質(zhì)量超過(guò)32t的，行車(chē)制動(dòng)距離應(yīng)滿(mǎn)足下式：式中 s允許的最大行車(chē)制動(dòng)距離（m）； v制動(dòng)初始速度（km/h）。行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)以（50±3）km/h的速度進(jìn)行制動(dòng)，如低于此值，則以其最大速度進(jìn)行試驗(yàn)； a是以百分?jǐn)?shù)表示的坡度，試驗(yàn)道路的縱向向下坡度為（9±1）%圖2-8 本方案濕式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

27、圖2.2.1.1 平路上的制動(dòng) 本方案選用的是天業(yè)通聯(lián)公司生產(chǎn)的TTM50B型號(hào)的50t非公路礦用自卸車(chē)，它系統(tǒng)參數(shù)如表2-2所示：表2-2 系統(tǒng)參數(shù)裝載質(zhì)量45000kg整車(chē)裝備質(zhì)量（包括油，水，隨車(chē)工具，人員65kg）35890kg滿(mǎn)載總質(zhì)量82000kg載荷分布空載前軸17586kg后軸18304kg滿(mǎn)載前軸27060kg后軸54940kg軸距3970mm最大行駛速度60km/h發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率/轉(zhuǎn)速391kw（525HP）/2100r/min最大扭矩/轉(zhuǎn)速2440N.m/1400r/min怠速600r/min檔位123456倒速比4.002.682.011.351.000.675.15車(chē)

28、速（km/h）10.0815.0520.0629.8740.3360.197.83后橋主減速器形式單級(jí)螺旋錐齒輪傳動(dòng)主減速器減速比3.385：1輪邊減速器形式圓柱行星齒輪輪邊減速比5.684：1半軸全浮式后橋總速比19.24:1車(chē)輪輪胎規(guī)格21.00-35，36層、E4充氣壓力550kPa根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，自卸車(chē)在坡度為10%路面上行駛，其行車(chē)制動(dòng)總的制動(dòng)力矩為7 8 9： 式(2-1)式中 MB1試驗(yàn)道路上總的制動(dòng)力矩（N.m）； 回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)， 此處取1.1； G整機(jī)工作質(zhì)量（kg），對(duì)于本機(jī)其最大整機(jī)質(zhì)量如上表2-2中所示為82000kg； a要求的最小制動(dòng)減速度（m/s2）； rk車(chē)輪

29、滾動(dòng)半徑（m），本方案中選用的輪胎型號(hào)是21.00-35，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2980-2009工程機(jī)械輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷中的規(guī)定，本方案的輪胎中21.00代表輪胎的胎寬，單位是inch，35代表輪輞直徑為35英寸，36層代表著輪胎的負(fù)荷層級(jí)，E4代表輪胎的胎面花紋為加深塊狀,最終查得輪胎的半徑rk=1050mm。 計(jì)算得而 式中 t1制動(dòng)系統(tǒng)的子厚時(shí)間（s），對(duì)于全液壓系統(tǒng)，取0.2s。所以由上式得 a=502/25.92*(52.4-50*0.2/3.6)1.944m/s2由式2-1得 MB1=1.1*82000*1.944*1.05=368232.5N.m將此制動(dòng)力矩?fù)Q算到平路

30、上可得制動(dòng)減速度a=a+g*sin(arctan10%)=1.944+0.975=2.919m/s2所以再由式2-1可得MB2552917N.m2.2.1.2 坡道上的制動(dòng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21152-2007，制動(dòng)器應(yīng)能使機(jī)器能在坡度為15%的坡道上保持停車(chē)不動(dòng)。此時(shí)的制動(dòng)力矩為：式（2-2）式中 g重力加速度，取g=9.8m/s2；所以，由式2-2計(jì)算可得MP1=82000×9.8×sin(arctan15%)×1.05=249437N.m則行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)所需的力矩MB=maxMB2，MP1=552917N.m2.2.1.3 地面所能提供的制動(dòng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)應(yīng)該滿(mǎn)

31、足地面附著條件，一旦制動(dòng)器的制動(dòng)力矩超過(guò)了地面所能提供的附著力，就會(huì)出現(xiàn)打滑，此時(shí)輪胎在制動(dòng)器的制動(dòng)力矩的作用下與地面發(fā)生滑動(dòng)摩擦，地面提供給車(chē)輛的制動(dòng)力為滑動(dòng)摩擦力，此時(shí)制動(dòng)器的制動(dòng)力失效，地面所能提供的附著力為：MBu=*G*g*u*rk 式（2-3）式中 u輪胎的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，本方案取0.6。計(jì)算得MBu=1.1×82000×9.8×0.6×1.051113789N.m由于MBMBu，所以行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器所需總的制動(dòng)力矩MB= MB=552917N.m對(duì)于濕式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，應(yīng)考考慮到制動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)，這樣才能保證制動(dòng)器的有效性以及行車(chē)的安

32、全性。一般轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)=1.21.4，本方案選取=1.3，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為M=MB*=552917×1.3=478702N.m2.2.1.4 制動(dòng)力的分配 由于本方案的自卸車(chē)所采用的制動(dòng)器形式是前橋鼓式制動(dòng)器，后橋濕式多盤(pán)制動(dòng)器，所以在設(shè)計(jì)制動(dòng)器時(shí)要考慮到前、后橋的制動(dòng)力分配系數(shù)，這樣才能算出后橋濕式多盤(pán)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩10。在設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，確定車(chē)輛的制動(dòng)力分配系數(shù)是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。對(duì)于礦用自卸車(chē)，由于其使用情況與一般的車(chē)輛是很不相同的，所以在設(shè)計(jì)計(jì)算的時(shí)候也必然會(huì)有所不同。礦用自卸車(chē)行駛的路面比較差，而且經(jīng)常是在山區(qū)行駛，坡道彎路較多，所以當(dāng)自卸車(chē)在重載的時(shí)候下坡制動(dòng)時(shí)，

33、一旦前輪抱死，車(chē)輛就會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力，將十分危險(xiǎn)。與一般車(chē)輛不同的是，自卸車(chē)的車(chē)速較低，所以當(dāng)發(fā)生后軸側(cè)滑時(shí)，程度不會(huì)太大，所以后軸側(cè)滑的危險(xiǎn)不會(huì)比前軸抱死失去轉(zhuǎn)向能力還嚴(yán)重。為了提高自卸車(chē)的行駛安全性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求使后軸先抱死，以避免車(chē)輛失去轉(zhuǎn)向能力的危險(xiǎn)11 12 13。礦用自卸車(chē)一般是沒(méi)有安裝制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置的,只是安裝了減壓閥，所以自卸車(chē)的制動(dòng)力分配系數(shù)通常是一個(gè)固定值，可用下面的公式來(lái)表示：=Fu1/(Fu1+Fu2) 式（2-4） 式中制動(dòng)力分配系數(shù)。自卸車(chē)在制動(dòng)的時(shí)候，前輪先報(bào)死時(shí)的制動(dòng)效率：Ef=b/(L-hg) 式（2-5）后輪先報(bào)死時(shí)的制動(dòng)效率：Er=a/(L(1-)+hg)

34、式（2-6）式中 b整車(chē)的質(zhì)心到后軸的距離； a整車(chē)的質(zhì)心到前軸的距離； L整車(chē)的軸距；附著系數(shù)； hg質(zhì)心高度；在式（2-5）與式（2-6）的兩邊同時(shí)乘以g，可得前輪先抱死的制動(dòng)減速度為：af= bg/(L-hg) 式（2-7）后輪先抱死的制動(dòng)減速度為：ar=ag/(L(1-)+hg) 式（2-8）再根據(jù)2.2.1.1中所求的平路上制動(dòng)的減速度可知，若要后輪先抱死只需ara，可得： 式（2-9）又有聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)所制定的制動(dòng)法規(guī)ECE R13，即貨車(chē)在地面附著系數(shù)為0.20.8的路面上行駛時(shí)，其制動(dòng)強(qiáng)度為：Z0.1+0.85(-0.2) 式（2-10）若要后輪先抱死，只需Za，可得：式

35、（2-11）由于自卸車(chē)在空載和滿(mǎn)載的時(shí)候有很大的差別，所以將車(chē)輛空載和滿(mǎn)載時(shí)的結(jié)構(gòu)參數(shù)代入式（2-9）與式（2-11）可得：滿(mǎn)載時(shí)，10.165，20.346空載時(shí)，10.383，20.521綜合考慮，最終確定本方案的制動(dòng)力分配系數(shù)為=0.4，至于空載時(shí)不滿(mǎn)足后輪先抱死的情況時(shí)，可用減壓閥來(lái)避免前輪先抱死。2.2.2 輪邊減速器的計(jì)算2.2.2.1 半軸的計(jì)算上面確定了制動(dòng)力分配系數(shù)，接下來(lái)就應(yīng)該計(jì)算摩擦片的參數(shù)了，但是摩擦片的外徑和內(nèi)徑又受到輪轂尺寸的制約，所以必須先算出輪轂的尺寸，要想得出輪轂的尺寸，就要從輪邊減速器算起，所以得先從輪邊減速器中的半軸算起。在工程車(chē)輛中，半軸是一個(gè)十分重要的

36、零件，他傳遞著驅(qū)動(dòng)橋與輪轂之間很大的扭矩，所以對(duì)半軸的強(qiáng)度計(jì)算很重要。計(jì)算之前，首先對(duì)半軸的材料進(jìn)行選取，本方案選用材料為40Cr14。其材料性能見(jiàn)下表（2-3）：表2-3 軸常用幾種材料的T軸的材料Q235-A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti)4540Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13(MPa)1525203525453555由于本方案的半軸是屬于全浮式的半軸，所以不受彎矩作用，只受扭矩，這樣在設(shè)計(jì)時(shí)，可以先考慮用空心的管材，但是經(jīng)計(jì)算空心的管材最后會(huì)導(dǎo)致半軸尺寸太大，所以不合適，最終確定用實(shí)心的管材。由材料力學(xué)可知，受扭轉(zhuǎn)作用的桿件的強(qiáng)度條件為：式（2-12）式中 半

37、軸所受到的最大的剪切力（MPa）； Mx半軸所受的扭矩（N.mm）； Wp半軸的抗扭截面系數(shù)； T材料的許用切應(yīng)力（MPa），本方案的半軸經(jīng)過(guò)表面噴丸處理后許用切應(yīng)力可以得到提高，本方案最終選取的許用切應(yīng)力為70MPa。 又有Mx=Tmax*ig*i0 *k 式(2-13）式中 Tmax發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩（N.m），由表（2-2）可得為2440N.m； 傳動(dòng)系統(tǒng)的傳遞效率，本方案為0.95； ig變速箱的減速比，此處取一檔的減速比（雖然倒擋的減速比最大，但是倒擋速度不高，不會(huì)達(dá)到最大扭矩的，所以不取倒擋的減速比），由表（2-2）中的參數(shù)可得，一檔減速比為4.00。 i0主減速器的減速比，由表（2

38、-2）中的參數(shù)可得，主減速器的減速比為3.385。 k差速器的鎖止系數(shù)，本方案取0.6。最后可算得Mx=2440×0.95×4×3.385×0.6=24245400N.mm而實(shí)心桿件的截面系數(shù)Wp=d3/16，式中的d為半軸的直徑（mm），將此式代入式（2-12）可得d3Mx/0.196T 式(2-14）最后可取得d=120mm。2.2.2.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算由于自卸車(chē)的扭矩大、車(chē)速低，所以一般都裝有輪邊減速器，輪邊減速器中的行星齒輪機(jī)構(gòu)主要是由太陽(yáng)輪、行星輪、齒圈和行星輪架組成，本方案采用的是太陽(yáng)輪為主動(dòng)件，與半軸通過(guò)花鍵連接在一起行星輪為從動(dòng)件；

39、齒圈固定在半軸套上，半軸套與橋殼連在一起；行星輪在齒圈與太陽(yáng)輪之間轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩是通過(guò)半軸-太陽(yáng)輪-行星輪-行星架-輪轂這條路線(xiàn)來(lái)傳遞的15，其結(jié)構(gòu)圖如圖（2-9）和（2-10）所示：圖2-9 行星齒輪機(jī)構(gòu)示意圖 圖2-10 行星齒輪機(jī)構(gòu)三維圖由于自卸車(chē)的載重大，扭矩大，可知行星齒輪機(jī)構(gòu)的承載也很大，尤其是太陽(yáng)輪，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，是最薄弱的環(huán)節(jié)。為了防止齒輪失效，應(yīng)選用承載能力較高的合金鋼，采用滲碳淬火、表面淬火和滲氮等熱處理方法，以增加表面硬度。經(jīng)綜合考慮，齒輪的選材、材料的力學(xué)性能、熱處理如下表(2-4）所示:表2-4 各齒輪的選用材料Hlim（N/2）Flim（N/2）熱處理太陽(yáng)輪20Cr

40、MnTi1550600齒面滲碳淬火行星輪20CrMn1550600齒面滲碳淬火齒圈40CrMo1160360調(diào)質(zhì)表面淬火本方案的行星齒輪機(jī)構(gòu)要想正常運(yùn)作必須要滿(mǎn)足三個(gè)條件： 同心條件：太陽(yáng)輪與行星輪幾對(duì)嚙合齒輪之間的中心距必須要相等，可以用下面的式（2-15）來(lái)表示式（2-15） 裝配條件：太陽(yáng)輪與齒圈的齒數(shù)之和要是行星輪數(shù)目的整數(shù)倍可以用下面的式（2-16）來(lái)表示式（2-16） 運(yùn)轉(zhuǎn)條件：齒圈固定不動(dòng)，則行星齒輪機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足下面的式（2-17）：式（2-17）上式中 z1太陽(yáng)輪的齒數(shù)； z2行星輪的齒數(shù)； z3齒圈的齒數(shù)； i輪邊減速器的減速比，由表（2-2）中的參數(shù)可得，輪邊減速器的減速比為5

41、.684； N行星輪的數(shù)目。根據(jù)以上的條件可以得出一組滿(mǎn)足以上條件的齒數(shù)：z1=19，z2=35，z3=89，并且N=4，即行星輪的個(gè)數(shù)為4個(gè)。再根據(jù)齒輪的強(qiáng)度校核公式，可以算出太陽(yáng)輪的分度圓直徑d1141mm，由于z1=19，可選模數(shù)m=8，齒輪的齒寬系數(shù)d=1.0，最后可得行星齒輪機(jī)構(gòu)的各參數(shù)表（2-5）所示：表2-5 各齒輪的參數(shù)齒數(shù)模數(shù)m分度圓直徑（mm）齒根圓直徑（mm）齒頂圓直徑(mm)齒寬系數(shù)太陽(yáng)輪1981521321681.0行星輪3582802602961.0齒圈8987127326961.0現(xiàn)在算出了齒圈齒根圓的直徑為732，所以接下來(lái)可以一步一步的定出齒圈外徑、輪轂外徑，

42、最后確定輪轂的直徑為856mm，而輪輞的直徑為35英寸，即889mm，所以將輪轂定為856mm是合理的，如圖（2-11）所示：圖2-11 輪轂尺寸的確定2.2.3 摩擦片參數(shù)的計(jì)算在大型礦用自卸車(chē)的濕式制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)性能在很大程度上取決于摩擦材料的性能與種類(lèi)。濕式制動(dòng)器的摩擦材料一般有2種，一種是銅基摩擦片，另一種是紙基摩擦片。紙基摩擦片相比于銅基摩擦片的性能，具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定、抗沖擊與過(guò)載能力強(qiáng)、能量吸收能力良好、磨損低等特點(diǎn)，所以本方案的摩擦片采用的是紙基摩擦片16 17 18 19 20 21。某一型號(hào)濕式紙基摩擦材料的性能參數(shù)如表（2-6）所示：表2-6 濕式紙基摩擦材料的性能參數(shù)表

43、項(xiàng)目性能參數(shù)能量密度J/cm2185最大滑動(dòng)速度m/s33最大過(guò)載壓強(qiáng)kPa7000平均靜摩擦系數(shù)0.140.16功率密度W/cm2110最大連續(xù)加載壓強(qiáng)kPa5600平均動(dòng)摩擦系數(shù)0.110.142.2.3.1 摩擦片的軸向壓緊力由上節(jié)確定了輪轂的直徑后，就可以確定制動(dòng)器外殼的尺寸，因而就可以確定摩擦片的外徑，按照摩擦片的規(guī)格，本方案的摩擦片的外徑ro=375mm。摩擦片有一個(gè)無(wú)因次結(jié)構(gòu)參數(shù)C=ri/ro，它的值越小，則摩擦片的摩擦面積越大，能提供的摩擦轉(zhuǎn)矩也就越大，但是同時(shí)發(fā)生翹曲的幾率也會(huì)變大；它的值越大，摩擦面積也就越小，摩擦力矩也就越小。因此，C值的選擇十分重要22。一般，非金屬濕式

44、摩擦片的C=0.6780.795，本方案選用的C=0.7，所以?xún)?nèi)徑ri=C×ro=0.7×375262mm。濕式制動(dòng)器采用油冷方式，所以摩擦片必須在表面開(kāi)槽以通油和散熱，本方案的紙基濕式摩擦片的油槽采用平行網(wǎng)格式，摩擦片的結(jié)構(gòu)如圖（2-12）所示：對(duì)于非金屬摩擦片，它的軸向壓緊力為2324：式（2-18）式中 F軸向壓緊力（N）； p0摩擦片的比壓，即最大許用壓力（Pa）,一般紙基摩擦片的p0=1.52.5MPa，本方案p0取1.5MPa； KA油槽的有效面積系數(shù)，取0.7；最后算得F=23441.7N圖2-12 摩擦片結(jié)構(gòu)示意圖2.2.3.2 摩擦副數(shù)量的確定制動(dòng)器提供的

45、制動(dòng)力矩M1應(yīng)該滿(mǎn)足如下關(guān)系：式（2-19）式中 M1一個(gè)濕式多盤(pán)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩（N.m）； 摩擦片的動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.12； Z摩擦副的個(gè)數(shù)； RC摩擦片的當(dāng)量摩擦半徑；對(duì)于紙基摩擦片其值為 K1由花鍵連接引起的力矩傳遞系數(shù)，暫取0.95； M乘以制動(dòng)力分配系數(shù)后，為后橋的制動(dòng)力矩，除以2之后為后橋中一個(gè)濕式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?？傻媚Σ粮钡膫€(gè)數(shù)為：式（2-20）最后算得Z24.75，取Z=25，即摩擦副共有25個(gè)，由13個(gè)動(dòng)片和13個(gè)靜片組成。2.2.4 行車(chē)活塞的設(shè)計(jì)2.2.4.1 行車(chē)活塞的尺寸計(jì)算本方案的行車(chē)活塞的結(jié)構(gòu)圖如圖（2-13）所示：圖2-13 行車(chē)活塞的結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出，

46、活塞和壓盤(pán)是一體化了，這樣有利于減小制動(dòng)時(shí)的沖擊和震動(dòng)。左端的壓盤(pán)壓在摩擦片上以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，壓盤(pán)的環(huán)面不應(yīng)超出摩擦片的有效工作環(huán)面?；钊叶嗽谝簤呵粌?nèi)，由于右端的活塞必須選配密封圈來(lái)進(jìn)行密封，所以活塞右端的尺寸是按照密封圈的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選定的，這樣才能保證合理的裝配。本方案選擇活塞腔內(nèi)的外徑為D0=710mm，內(nèi)徑為Di=650mm，這樣活塞的受力環(huán)的寬度為（710-650）/2=30mm，經(jīng)計(jì)算可以得到活塞的有效工作面積為：A=/4(D02-Di2)=0.06409m2為了提供有效的制動(dòng)力矩，則行車(chē)液壓系統(tǒng)所提供的液壓PL應(yīng)滿(mǎn)足下面式子： PL*A-FS=F 式（2-21）式中 FS行車(chē)回位彈簧

47、的回位力，這里設(shè)定回位力為FS=0.1F=23744.2N最后計(jì)算得PL=4.075MPa。2.2.4.2 行車(chē)活塞的密封制動(dòng)活塞的密封件一旦失效，制動(dòng)系統(tǒng)液壓腔內(nèi)的制動(dòng)液就會(huì)通過(guò)失效的密封件竄入制動(dòng)器殼內(nèi)，與摩擦片的冷卻油液混合在一起，使得冷卻油被稀釋?zhuān)苿?dòng)性能和散熱性都會(huì)下降。同時(shí)，由于制動(dòng)液的泄漏使得制動(dòng)壓力不能得以建立，最后導(dǎo)致制動(dòng)失效，從而可能產(chǎn)生重大的安全事故。所以活塞的密封是至關(guān)重要的。從圖（2-13）可以看出，活塞上有兩道環(huán)，其中，左邊的一道環(huán)是起支承作用的，右邊的一道環(huán)是起密封作用的。如若沒(méi)有左邊的支承環(huán)而只有一道密封環(huán)的話(huà)，密封環(huán)會(huì)由于長(zhǎng)期的承受活塞的自重往復(fù)運(yùn)動(dòng)而很快磨損

48、失效，所以增設(shè)一道支承環(huán)對(duì)于增加產(chǎn)品的壽命很有必要。2.2.4.3行車(chē)活塞壓盤(pán)的設(shè)計(jì)只要摩擦片工作，就會(huì)因摩擦而產(chǎn)生磨損，而材料的磨損量是與兩個(gè)物體之間相對(duì)滑動(dòng)的位移成正比，與兩物體的摩擦面的法向載荷成正比的。用公式表達(dá)則為：式（2-22）式中 V表示磨損量； s表示相對(duì)滑動(dòng)位移； W摩擦面的法向載荷； k其他常量系數(shù)。由于相互摩擦的兩個(gè)物體的角速度相同，所以有式（2-23）式中 rs該微元處的半徑； 角速度；將式（2-23）代入式（2-22）中可得式（2-24）式中 dV/dt是磨損速率，如果讓角速度和法向載荷都一定，則可推出：式（2-25）式（2-24）中k1為綜合后的系數(shù)，從式中可以看出

49、磨損速率是與摩擦盤(pán)的半徑成真正比例關(guān)系，也就是說(shuō)半徑越大的地方磨損越快，半徑越小磨損越慢。工作一段時(shí)間后，必然會(huì)造成半徑大的地方薄，摩擦片成錐形，這樣容易失效，壽命變短2526。所以，要從設(shè)計(jì)上避免局部磨損過(guò)快的現(xiàn)象。從式（2-24）中可以看出，只要控制W·rs為一常數(shù)即可。可知，我們可以從施力位置和活塞形狀兩方面控制，本方面從活塞形狀入手，如圖（2-14）將壓盤(pán)設(shè)計(jì)的有一定的傾斜度，則可控制W·rs為一常數(shù)。圖2-14 活塞壓盤(pán)的結(jié)構(gòu)2.2.5 行車(chē)制動(dòng)彈簧的設(shè)計(jì)行車(chē)彈簧的作用是在行車(chē)制動(dòng)完成以后，彈簧的回位力使得活塞回位，從而解除制動(dòng)，避免了摩擦片不必要的磨損。由于回位

50、力FS=0.1F=23744.2N，均布到每一個(gè)彈簧的話(huà)就很小了，這樣彈簧絲的直徑就不會(huì)太粗，所以本方案的行車(chē)彈簧的材料可以選用油淬火回火碳素鋼絲B類(lèi)，這種彈簧絲的力學(xué)性能如下表（2-7）所示：表2-7 油淬火回火碳素鋼絲的性能切變模量G/GPa彈性模量E/GPa抗拉強(qiáng)度b/MPa推薦溫度范圍/oC性能792061520-40150強(qiáng)度高，性能好。適用普通機(jī)械用彈簧，B類(lèi)較A類(lèi)強(qiáng)度高 圓柱螺旋彈簧按所受載荷的情況分為三類(lèi)：類(lèi)受循環(huán)載荷作用次數(shù)在1×106次以上的彈簧；類(lèi)受循環(huán)載荷作用次數(shù)在1×1031×106次范圍內(nèi)及受沖擊載荷的彈簧類(lèi)受靜載荷及循環(huán)載荷作用次數(shù)在

51、1×103次以下的彈簧。本方案的行車(chē)彈簧應(yīng)力循環(huán)應(yīng)屬于第類(lèi)，則查表可得彈簧的許用切應(yīng)力為p=0.45×b=0.45×1520=684MPa。初步設(shè)計(jì)彈簧的預(yù)緊壓縮量為10mm（即正常行駛時(shí)行車(chē)彈簧的壓縮量），制動(dòng)時(shí)的壓縮量為15mm（即產(chǎn)生回位力FS的彈簧壓縮量）；周布24個(gè)彈簧；初選彈簧絲直徑d=4mm。選取彈簧的旋繞比C=5，則可由下式（2-26）算出曲度系數(shù)：式（2-26）最后算得K=1.3105再由下式可算出彈簧的直徑：式（2-27）式中 Fmax彈簧所受的最大載荷（N），而Fmax=Fs/24=989.3N,代入上式，可得d4.9mm，則可取彈簧絲的直徑為d=5mm，從而可得彈簧的中徑則為D=c*d=5×5=25mm。彈簧的有效圈數(shù)可按下式求得：式（2-28）式中 G材料的切變模量； k彈簧的剛度，k=Fmax/15=66N/mm；最后可算得n=6彈