貨車總體設(shè)計(jì)及后制動器設(shè)計(jì)說明書

1、 CSU1060A貨車總體設(shè)計(jì)及后制動器設(shè)計(jì) 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)課題內(nèi)容為給定基本設(shè)計(jì)參數(shù)的汽車進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，計(jì)算并匹配合適功率的發(fā)動機(jī)，軸荷分配和軸數(shù)，確定主要尺寸參數(shù)；詳細(xì)計(jì)算后制動器的設(shè)計(jì)參數(shù)，繪出后制動器的裝配圖。給定參數(shù)如下：額定裝載質(zhì)量 3500Kg最大總質(zhì)量 6730Kg最大車速： 100Km/h課題任務(wù)要求總體設(shè)計(jì)計(jì)算要求1. 根據(jù)已知數(shù)據(jù)，確定軸數(shù)、驅(qū)動形式、布置形式。注意國家道路交通法規(guī)規(guī)定和汽車設(shè)計(jì)規(guī)范。2. 確定汽車主要尺寸、軸荷分配，可參考同類車型選取參數(shù)。3.  選定發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩，確定發(fā)動機(jī)型號。4. 確定汽車輪胎。5. 確定傳動系最小傳

2、動比，即主減速器傳動比。6. 確定傳動系最大傳動比，從而計(jì)算出變速器最大傳動比?？偝稍O(shè)計(jì)要求后制動器的結(jié)構(gòu)形式、制動管路分路系統(tǒng)形式、后制動器的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 課題完成后應(yīng)提交的資料（或圖表、設(shè)計(jì)圖紙）1后制動器總裝配圖1張（零號圖）2設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份（含設(shè)計(jì)方案論證，設(shè)計(jì)分析與計(jì)算，設(shè)計(jì)總結(jié)、結(jié)論，參考文獻(xiàn)等），說明書正文不少于5000字。主要參考文獻(xiàn)1 王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 王霄峰汽車底盤設(shè)計(jì)M，清華大學(xué)出版社，2010.3 王國權(quán)，蔡國慶汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M機(jī)械工業(yè)出版社，2009.4 劉 濤.汽車設(shè)計(jì)M.北京大學(xué)出版社，2008.5 余志生.汽車

3、理論（第5版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.6 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊M.人民交通出版社，2001.7 陳家瑞.汽車構(gòu)造（第3版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.8 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第5版）M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.同組設(shè)計(jì)者 ：雷春華、肖會、梅昌明、蘇彌、吳偉二、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度表：階段日期應(yīng) 完 成 任 務(wù) 內(nèi) 容檢查日期檢 查 結(jié) 果18周2日前布置題目，借閱參考資料，完成方案選型、論證。18周5日前設(shè)計(jì)、計(jì)算并編寫說明書19周4日前繪圖、修改、完成三、學(xué)生課程設(shè)計(jì)裝袋要求：1. 課程設(shè)計(jì)說明書按以下排列順序印刷與裝訂成一本。(1) 封面 (2) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 (3)

4、 中文摘要 (4) 目錄 (5) 正文 (6) 參考文獻(xiàn)(7) 附錄（公式的推演、圖表、程序等）2. 圖紙。3說明書及圖紙電子文檔。2CSU1060A貨車總體設(shè)計(jì)及后制動器設(shè)計(jì)摘要 汽車制動系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車，在下坡行駛時(shí)使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。制動系應(yīng)至少包括行車和駐車制動裝置，有足夠的制動效能，工作可靠，任何速度下制動都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。本課程設(shè)計(jì)介紹了CSU1060A貨車總體設(shè)計(jì)及后制動器設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)采用較常用的鼓式領(lǐng)從蹄式制動器。設(shè)計(jì)包括總體主要參數(shù)設(shè)計(jì)、汽車的總體尺寸、選擇合適的發(fā)動機(jī)型號、制動系主要參數(shù)設(shè)計(jì)、后制動

5、器設(shè)計(jì)計(jì)算、后制動輪缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算等。保證汽車有良好的制動性能，也保證此貨車在制動時(shí)又能保持良好的汽車方向穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：貨車設(shè)計(jì)；制動系；后制動；目錄1. 總體設(shè)計(jì)31.1軸數(shù)、驅(qū)動形式、布置形式31.2汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)41.3發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動機(jī)型號的確定71.4汽車輪胎的選擇71.5確定傳動系最小傳動比81.6確定傳動系最大傳動比92. 后軸制動器設(shè)計(jì)112.1制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式112.2制動器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)112.3駐車制動計(jì)算172.4液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)182.5制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)203. 設(shè)計(jì)總結(jié)22參考文獻(xiàn)23附錄1 典型車型的主要參數(shù)24附錄2

6、 QC/T 309-1999261. 總體設(shè)計(jì)給定基本設(shè)計(jì)參數(shù)如下：裝載質(zhì)量（kg）汽車型號最大總質(zhì)量（kg）最大車速（Km/h）3500CSU1060A6730100由已知數(shù)據(jù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)書籍得以下初步總體設(shè)計(jì)方案：1.1軸數(shù)、驅(qū)動形式、布置形式1.1.1 軸數(shù)選擇：根據(jù)參考文獻(xiàn)1和GB 1589-2004 ，道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值中表4 汽車、掛車及汽車列車最大允許總質(zhì)量的最大限值及最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量的最小限值可知：國家道路交通法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范及汽車的用途可知，包括乘用車以及汽車總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成

7、本低廉的兩軸方案。而給定的貨車總質(zhì)量為6730kg，故設(shè)計(jì)采用兩軸方案。1.1.2驅(qū)動形式的選擇：4×2汽車的用途、總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。增加驅(qū)動輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之提高，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難。表1-1 汽車及掛車單軸的最大允許軸荷車輛類型最大允許軸荷限值/kg掛車及二軸貨車每側(cè)單輪胎6000每側(cè)雙輪胎10000客車、半掛牽引車及三軸以上(含三軸)貨車每側(cè)雙輪胎7000每側(cè)雙輪胎非驅(qū)動軸10000驅(qū)動軸11500   安裝名義斷面寬度超過

8、400(公制系統(tǒng))或13.00(英制系統(tǒng))輪胎的車軸，其最大允許載荷不得超過各輪胎規(guī)定的負(fù)荷之和，  其最大限制為10000kg； 裝備空氣懸架時(shí)最大允許軸和的最大限值為11500kg。根據(jù)參考文獻(xiàn)1和上表，總質(zhì)量小于19噸的公路運(yùn)輸車，采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的4×2驅(qū)動形式，故此貨車采用4×2的驅(qū)動形式。1.1.3布置形式的選擇：平頭、單排駕駛室，發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動形式；對貨車的幾種典型的布置形式進(jìn)行分析比較。平頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)如下：汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動性能良好；不需要發(fā)動機(jī)罩和翼子板，加上總長縮短等因素的影響，汽車整

9、備質(zhì)量減小；駕駛視野得到明顯改善；采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動機(jī)及其附件的接近性；汽車貨箱與整車的面積利用率高。其主要缺點(diǎn)是：空載時(shí)前軸負(fù)荷大，在壞路上的通過性下降；駕駛室有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)復(fù)雜；進(jìn)、出駕駛室不如長頭式貨車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；發(fā)動機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和震動對駕駛員均有較大影響；汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)，易使駕駛員受到嚴(yán)重傷害。發(fā)動機(jī)前置后橋驅(qū)動的貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以采用直列、V型或臥式發(fā)動機(jī)；發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障容易；發(fā)動機(jī)的接近性良好，維修方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，容易布置；貨箱地板高度低。主要缺點(diǎn)是：如果采用平頭式駕駛室，而且將發(fā)動機(jī)布置

10、在前軸之上，處于駕駛員、副駕駛員座位之間時(shí)，駕駛室內(nèi)部擁擠，隔絕發(fā)動機(jī)工作噪聲、氣味、熱量和振動的工作困難，離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜。發(fā)動機(jī)中置后橋驅(qū)動的貨車，可以采用水平對置式發(fā)動機(jī)布置在貨箱下方，因發(fā)動機(jī)通過性不好，需特殊設(shè)計(jì)，故維修不便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；因發(fā)動機(jī)距地面近，容易被車輪帶起的泥土弄臟；受發(fā)動機(jī)位置影響，貨箱地板高度高。因?yàn)檫@種布置形式的缺點(diǎn)多，并且難以克服，故已不再采用。發(fā)動機(jī)后置后橋驅(qū)動的貨車是在發(fā)動機(jī)后置后橋驅(qū)動的乘用車的底盤基礎(chǔ)上變型而來的，所以采用已經(jīng)極少了。它的主要缺點(diǎn)是離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障和維修發(fā)動機(jī)都困難以及發(fā)動機(jī)容

11、易被泥土弄臟；后橋容易超載等。綜上所述本方案采用平頭式發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動的布置形式。選用的參考車型為：NKR77PLNACJA 和NKR77LLNACJAX。1.2汽車主要參數(shù)設(shè)計(jì)1.2.1 主要尺寸1）外廓尺寸外廓尺寸的確定需考慮法規(guī)、汽車的用途、裝載質(zhì)量及涵洞和橋梁等道路尺寸條件。根據(jù) GB 1589-2004 （2004-04-01發(fā)布，2004-10-01實(shí)施）道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值中表1 汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸的最大限值，并參考現(xiàn)有車型的尺寸，?。?800*1900*2300 mm。2）軸距和輪距 軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等

12、有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對軸荷分配、傳動軸夾角有影響。軸距過短會使車廂長度不足或后懸過長。改變汽車輪距B會影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等。受汽車總寬不得超過2.5m的限制，輪距不宜過大。但在選定的前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動間隙。綜上所述，根據(jù)參考文獻(xiàn)1，各類汽車的軸距和輪距如表1-1，并參考同類車型，?。狠S距3815mm、前輪距1504mm、后輪距1425mm。表1-2 各類汽車的軸距和輪距總質(zhì)量（t ）軸距（m）輪距（m ）2.21.72.9

13、1.151.352.23.02.33.21.301.503.55.02.63.31.401.656.09.03.64.21.701.8510.014.03.65.51.842.0014.017.04.55.61.842.003）前懸和后懸汽車的前懸是通過兩前輪中心的垂直地面與抵靠在車輛最前端并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂直面之間的距離。其長度應(yīng)能布置發(fā)動機(jī)、水箱、轉(zhuǎn)向器等部件，但不能過長，不然接近角太小，影響汽車通過性。后懸是通過汽車最后車輪軸線的垂面與抵靠在汽車最后端并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂直面之間的距離。其長度主要取決與貨廂的長度、軸距和軸荷分配的要求。對于貨車而言，其后懸長度主要取決于

14、貨箱、軸距和軸荷分配要求。參考同類車型，并根據(jù)參考文獻(xiàn)1，總質(zhì)量在1.814t的貨車后懸一般在12002200mm之間，取：前懸1015mm、后懸1915mm。4）車頭長度貨車車頭長度指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。車頭長度尺寸對汽車外觀、駕駛室的容積、發(fā)動機(jī)維修的方便性都有很明顯的影響。根據(jù)參考文獻(xiàn)1，平頭型貨車的車頭長度一般在14001500mm之間，?。?500mm。5）貨車車廂尺寸車廂尺寸要考慮汽車的用途參考同類車型選取，但必須保證運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝足額定的裝載質(zhì)量。車廂邊板高度對汽車裝載貨物后的質(zhì)心高度以及貨物裝卸的方便性有很大的影響。我國對汽車的寬度有明確規(guī)定，在適合

15、國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可適當(dāng)取寬值。根據(jù)參考文獻(xiàn)1，并參考同類車型，?。?050*1880*380mm。1.2.2進(jìn)行汽車軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對支承平面的垂直負(fù)荷。汽車的軸荷分配對輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。為使輪胎磨損均勻和壽命相近，各車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為保證汽車良好的動力性和通過性，驅(qū)動橋的符合應(yīng)足夠大，因此從動軸的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利于減小從動軸滾動阻力和提高在壞路面上的通過性；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不能過小。 根據(jù)汽車的驅(qū)動形式、發(fā)動機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式及總質(zhì)量等,并參考同類車型和參考文獻(xiàn)1，表1-

16、2為各類汽車的軸荷分配，由4*2后輪雙胎，平頭式選取：滿載：前軸35%，后軸65%、 空載：前軸50%，后軸50%。表1-3各類汽車的軸荷分配車型滿載空載前軸后軸前軸后軸商用車4*2后輪單胎4*2后輪雙胎，長、頭式4*2后輪雙胎，平頭式6*4后輪雙胎32%-40%25%-27%30%-35%19%-25%60%-68%73%-75%65%-70%75%-81%50%-59%44%-49%48%-54%31%-37%41%-50%51%-56%46%-52%63%-69%1.3發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩及發(fā)動機(jī)型號的確定根據(jù)給定的基本設(shè)計(jì)參數(shù)按下式估算發(fā)動機(jī)的最大功率：式中的A為正投影面積，根據(jù)外形

17、尺寸計(jì)算得到，貨車CD取0.81.0。根據(jù)估算出來的最大功率從國內(nèi)主要汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品中選定發(fā)動機(jī)型式（汽油機(jī)或者柴油機(jī)）和型號，國內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家主要有：玉柴、朝柴、解放、東風(fēng)、長安、柳州動力、云內(nèi)動力、北京內(nèi)燃機(jī)等，可上網(wǎng)查詢相關(guān)產(chǎn)品的型號及參數(shù)。式中：A為正投影面積：1900*2100 mm =3990000mm2 =3.99 m2 CD為空氣阻力系數(shù)，貨車在0.81.0中選取，故取0.9T 為傳動系效率，根據(jù)參考文獻(xiàn)1，對驅(qū)動橋單級主減速器的4×2汽車可取90%，故T取90%fr為滾動阻力系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)1，對貨車取0.02g為重力加速度，取9.8m/s2 ma

18、為汽車總質(zhì)量，6730kg； vamax為最高車速，100km/h； 由以上參數(shù)可計(jì)算得：Pemax =93.12KW。通過以上的計(jì)算結(jié)果選擇發(fā)動機(jī)型號參數(shù)如表1-4：表1-4 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)型號參數(shù)發(fā)動機(jī)型號慶鈴4KH1-TC額定功率(kw/r/min)96/3400最大扭矩(N·m/r/min)280/1700汽油機(jī)形式直列、水冷、四沖程氣門數(shù)6氣缸數(shù)4氣缸直徑（mm）95排量（L）2.99發(fā)火次序13241.4汽車輪胎的選擇輪胎及車輪用來支撐汽車，承受汽車重力，在車橋（軸）與地面之間傳力，駕駛?cè)藛T經(jīng)操縱轉(zhuǎn)向輪，可實(shí)現(xiàn)對汽車運(yùn)動方向的控制。輪胎及車輪對汽車的許多重要性能，包括動力性

19、、經(jīng)濟(jì)性、通過性、操縱穩(wěn)定性、制動性及行駛安全性和汽車的承載能力都有影響，因此，選擇輪胎是很重要的工作。輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小、價(jià)格低、拆裝方便、互換性好。根據(jù)參考文獻(xiàn)1以及參考同類車型，選取如下：輪胎數(shù)：6個(gè)；規(guī)格：7.50-15 斜交胎；7.50 是名義斷面寬 ，15 是名義輪輞直徑，外直徑：774mm。1.5確定傳動系最小傳動比在選定最小的傳動比時(shí)，要考慮到最高擋行駛時(shí)有足夠的動力性能。根據(jù)參考文獻(xiàn)1，發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的車速應(yīng)等于最高車速或略小于最高車速：

20、即主減速器傳動比： 式中：為滾動半徑；為發(fā)動機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速；為最高車速（應(yīng)根據(jù)選定發(fā)動機(jī)后的參數(shù)重新估算）， 為變速器的最高擋傳動比，若最高擋為直接擋，則=1。由已選輪胎得：自由直徑為：d=774mm ；=3400 rpm；由=Fd/2得：滾動半徑=368.33mm（其中：子午線輪胎：F=3.05；斜交輪胎：F=2.99）由已知參數(shù)可知，；=100km/h 根據(jù)公式可得：=4.72；因?yàn)辇X輪的傳動比應(yīng)避免取整數(shù)，以免磨損不均勻，故取4.75。1.6確定傳動系最大傳動比確定傳動系最大傳動比時(shí)，要考慮三方面：最大爬坡度；附著力；汽車的最低穩(wěn)定車速。就普通貨車而言，當(dāng)已知時(shí)，確定傳動系最大傳動比

21、也就是確定變速器I擋傳動比。汽車爬大坡時(shí)車速很低，可忽略空氣阻力，汽車的最大驅(qū)動力應(yīng)為：或 即 一般貨車的最大爬坡度為30，即°根據(jù)參考文獻(xiàn)3，表1-2 滾動阻力系數(shù)f的數(shù)值 取一般的瀝青或混凝土路面f=0.018。由已知數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)得，G=6730*9.8N；r=368.33mm；Ttqmax=280Nm; =4.75；汽車傳動系傳動效率T=0.9由此得：=6.18根據(jù)附著條件校核最大傳動比： 式中：為后軸軸荷；為滾動半徑；為變速器的I擋傳動比。所以： 根據(jù)已知數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)得：=6730*60%*9.8=39572.4N;=0.8;rr=0.36833m;Tremax=323.

22、54Nm(=1.11.3,取1.2)；=4.75;T=0.9可得：=8.43故?。?6.5。 本次總體設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如表1-4：表1-5 總體設(shè)計(jì)的基本參數(shù)汽車型號CSU1060A最大總質(zhì)量(Kg)6730最大車速(Km/h)100裝載質(zhì)量(Kg)3500外型尺寸(長*寬*高）6800*1900*2300軸距(mm)3815前輪距(mm)1504后輪距(mm)1425發(fā)動機(jī)型號4KH1-TC額定功率(kw/r/min)96/3400最大扭矩(N·m/r/min)280/1700輪胎尺寸7.50-15主減速器傳動比4.75排放標(biāo)準(zhǔn)歐三 2. 后軸制動器設(shè)計(jì)2.1制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式2.1

23、.1制動管路分路系統(tǒng)形式普通貨車常采用一軸對一軸型，前軸制動器與后軸制動器各用一個(gè)回路。2.1.2制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的形式總質(zhì)量18t的輕中型貨車常采用液壓制動系統(tǒng)，并根據(jù)制動踏板力及踏板行程的大小決定是否需要真空伺服系統(tǒng)（真空助力器）。2.1.3制動器的結(jié)構(gòu)形式貨車常采用鼓式制動器。對于液壓制動系統(tǒng)，貨車后輪可采用領(lǐng)從蹄式，此外，短軸距平頭貨車的后輪也可采用單向雙領(lǐng)蹄式，但多一個(gè)輪缸，結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。領(lǐng)從蹄式制動器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動效果不變；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；易于附裝駐車制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動鼓之間的間隙，但兩個(gè)蹄片上的單位壓力不等，兩蹄襯片磨損

24、不均勻、壽命不同，此外，因只有一個(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動回路作用下工作。這種形式的鼓式制動器被廣泛采用。單向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進(jìn)制動時(shí)制動效能相當(dāng)高。由于有兩個(gè)輪缸，故可以用兩個(gè)各自獨(dú)立的回路分別驅(qū)動兩蹄片，除此之外，這種制動器還有易于調(diào)整蹄片與制動鼓之間的間隙，兩蹄片上的單位壓力相等，使之磨損程度相近、壽命相同等優(yōu)點(diǎn)，但單向雙領(lǐng)蹄式制動器的制動效能穩(wěn)定性僅強(qiáng)于增力式制動器。當(dāng)?shù)管囍苿訒r(shí)，由于兩蹄片皆為雙從蹄，使制動效能明顯下降，與領(lǐng)從蹄式制動器相比較，由于多了一個(gè)輪缸，使結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。綜上所述，制動器的機(jī)構(gòu)形式選擇領(lǐng)從蹄式制動器。2.2制動器的主要參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1 前、后輪制動器制動

25、力矩的確定前、后輪制動力矩的比值：式中為同步附著系數(shù)，對于貨車：，為汽車質(zhì)心高度。根據(jù)參考文獻(xiàn)3中的表4-4 相當(dāng)于BJ1041貨車的結(jié)構(gòu)參數(shù)，初選如下：同步附著系數(shù)=0.5； 質(zhì)心高度hg=950mm；質(zhì)心至前軸線的距離L1=2200mm；質(zhì)心至后軸線的距離L2=1615mm制動力分配系數(shù)=(*hg+L2)/L=0.55。先根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動到后輪抱死拖滑（附著系數(shù)按0.8計(jì)算），計(jì)算出前輪制動器的最大制動力矩；再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動力矩的比值計(jì)算出后輪制動器的最大制動力矩。地面最大制動力Fxbmax = FZ=6730*9.8*0.8=52763.2N；所以，

26、當(dāng)后輪抱死拖滑時(shí)，前輪、后輪制動力分別為：Fxb1=Fz1=*（GL1/L+Fxb*hg/L）=32847.34NFxb2=Fz1=*（GL1/L-Fxb*hg/L）=19915.86N制動力矩為：= Fxb1×rr =32847.34×0.36833 Nm =12098.66 Nm=Fxb1×rr =19915.86×0.36833 Nm =7335.61Nm。2.2.2鼓式制動器主要參數(shù)的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)1選取制動器主要參數(shù)，且制動鼓內(nèi)徑及摩擦襯片寬度必須符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309-1999。1) 制動鼓內(nèi)徑D 由參考文獻(xiàn)1，商用車制動鼓直徑與輪輞直

27、徑比范圍為0.700.83，輪輞為15寸，即381mm，則直徑選取范圍為266.7316.23內(nèi)徑及摩擦襯片寬度必須符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309-1999。D=280或300，取上限300。則D=300mm。2)摩擦襯片寬度b和包角由參考文獻(xiàn)1，制動鼓半徑R確定后，襯片的摩擦面積Ap=Rb。制動器各蹄襯片總的摩擦面積Ap越大，制動時(shí)所受單位面積的正壓力和能量負(fù)荷越小，從而磨損特性越好。根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車輪鼓式制動器的襯片面積隨汽車總質(zhì)量的增長而增大。由參考文獻(xiàn)1表8-1襯片摩擦面積，選取Ap=630cm2。實(shí)驗(yàn)表明：摩擦襯片包角=900-1000時(shí)，磨損最小，制動鼓溫度最低，且制動效能

28、最高。選取包角=1000 。根據(jù)公式計(jì)算得摩擦襯片厚度為120.03mm，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T309-1999。B=45120mm，取120mm。則B=120mm。3）摩擦襯片起始角0一般將襯片布置在制動蹄的中央，即令0=90-/2。有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點(diǎn)對稱布置，以改善磨損均勻性和制動效能。故取0 =40 。4）制動器中心到張開力F0作用線的距離e在保證輪缸或制動凸輪能夠布置于制動鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離e盡可能大，以提高制動效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定e=0.8R左右。故取e=12cm。5）制動蹄支承點(diǎn)坐標(biāo)a和c應(yīng)在保證兩蹄支承端毛面不致互相干涉的條件下，使a盡可能

29、大，而c盡可能小。初步設(shè)計(jì)時(shí)也可暫定，a=0.8R左右。故?。篴=12cm，c=3cm。2.2.3鼓式制動器的設(shè)計(jì)計(jì)算對于領(lǐng)蹄：對于從蹄：式中：F01和F02分別為領(lǐng)從蹄的張開力； f為摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.3； h為摩擦蹄片縱向高度，h=a+e=23.5cm； R1為制動時(shí)領(lǐng)蹄的作用半徑； R2為制動時(shí)從蹄的作用半徑； c為摩擦片支承點(diǎn)到輪輞中心的距離c=12.37cm。 、R的計(jì)算如下：圖1圖2由初選的鼓式制動器參數(shù)可以求得：=25.960; ”=125.960；=1000 ；所以，=10.060；R1 = 16.79cm；并由領(lǐng)從蹄的計(jì)算式可得：D1=21.14cm;D2=9.63cm。

30、如果順著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片和逆著制動鼓旋轉(zhuǎn)的蹄片的和”角度不同，很顯然兩塊蹄片的和R1值也不同。制動器有兩塊蹄片，鼓上的制動力矩等于它們的摩擦力矩之和，即：對于領(lǐng)從蹄鼓式制動器：由已求可得知：M=/2=3667.81Nm用液力驅(qū)動時(shí)，F(xiàn)01=F02,所需的張開力為：，并計(jì)算得：F0=11920.08N。自鎖性檢測：計(jì)算鼓式制動器，必須檢查蹄有無自鎖的可能1，即 不會自鎖。由已知條件可知：c=（a2+c2）1/2=12.37cm; =10.06; R1 = 16.79cm所以，ccos1/( R1- csin1)=0.83>f=0.4,即：不會發(fā)生自鎖。2.2.4 前后制動力分配曲線制動時(shí)前

31、、后車輪同時(shí)抱死，對附著條件的利用、制動時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性均較為有利。此時(shí)的前后輪制動器制動力F1和F2的關(guān)系曲線，常稱為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線。在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死的條件是：前、后車輪制動器制動力之和等于附著力，并且前、后輪制動器制動力分別等于各自的附著力，即： F1+F2 =G F1/ F2=( L2+hg)/(L1-hg)由此畫成的曲線即為前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動器制動力的關(guān)系曲線理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱I曲線。式中已知：G=6730*9.8=65954N; L1=2200mm; L2=1615mm; hg=950mm。同步附著系

32、數(shù)0=0.52=0.1時(shí)：F1+F2 =6585.4N 所以：F1=2956.26N F1/ F2=1710/2105=0.0.812 F2=3639.14N=0.2時(shí)：F1+F2 =13190.8N 所以： F1=6240.99N F1/ F2=1805/2010=0.898 F2=6949.80N=0.3時(shí): F1+F2 =19786.2N 所以： F1=9854.20N F1/ F2=1900/1915=0.992 F2=9931.00N=0.4時(shí): F1+F2 =26381.6N 所以： F1=13795.88N F1/ F2=1995/1820=1.10 F2=12585.72N=0

33、.5時(shí): F1+F2 =32977N 所以：F1=18066.04N F1/ F2=2090/1725=1.21 F2=14910.96N=0.6時(shí): F1+F2 =39572.4N 所以： F1=22664.66N F1/ F2=2185/1630=1.34 F2=16907.74N=0.7時(shí): F1+F2 =46167.8N 所以： F1=27591.77N F1/ F2=2280/1535=1.48 F2=18576.03N=0.8時(shí): F1+F2 =52763.2N 所以： F1=32847.34N F1/ F2=2385/1440=1.65 F2=19915.86N=0.9時(shí): F1

34、+F2 =59358.6N 所以： F1=38431.391N F1/ F2=2470/1345=1.84 F2=20927.21N=1.0時(shí): F1+F2 =65954N 所以： F1=44343.26N F1/ F2=2565/1250=2.05 F2=21610.09N線是實(shí)際前、后制動器制動力分配線。此線通過坐標(biāo)原點(diǎn)，其斜率為： tan=(1-)/ 由=0.55可得tan=0.818所以可畫出I曲線和線： 圖32.2.5襯片磨損特性的計(jì)算緊急制動到停車的情況下，雙軸汽車的單個(gè)前輪制動器的比能量耗散率： 其中 鼓式制動器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2為宜1，計(jì)算時(shí)取減速度j=0.

35、6g。制動初速度1：總質(zhì)量3.5t以下的商用車用80km/h（22.2m/s）；總質(zhì)量3.5t以上的商用車用65km/h（18m/s）。對于最高車速低于以上規(guī)定的制動初速度的汽車，按上述條件算出的e值允許略大于1.8W/mm2。根據(jù)已知條件：本設(shè)計(jì)車型的貨車總質(zhì)量為ma=6730kg（即6.73t），大于3.5t，故取本設(shè)計(jì)汽車的制動初始速度為：1 =65km/h（18.06m/s）；減速度j=0.6g；進(jìn)而：=18.06/（0.6*9.8）s=3.07s;并由初選參數(shù)可知：A1=650cm2；=0.55所以后輪：e1=6.73*18.062*0.45/（4*3.07*630）=0.128W/

36、mm2<1.8 W/mm2 符合要求。磨損特性指標(biāo)是比摩擦力：為單個(gè)制動器的制動力矩，R為制動鼓半徑，A為單個(gè)制動器的襯片摩擦面積。在j=0.6g時(shí)，鼓式制動器的比摩擦力f0以不大于0.48N/mm2為宜。由以求數(shù)據(jù)知：=3667.81Nm；R=16.79cm；A=630cm2，可求得：f0=0.347N/mm2 < 0.48N/mm2小于合適值，可符合要求。2.3駐車制動計(jì)算計(jì)算同步附著系數(shù)下的角度0=0.52：汽車在上坡路上時(shí)可能停駐的極限上坡路傾角為19.01°汽車在下坡路上時(shí)可能停駐的極限下坡路傾角為14.87°滿足“一般要求各類汽車的最大停駐坡度不小于

37、16%20%，即14.4°-18°,符合要求。2.4液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.4.1制動輪缸直徑d的確定制動輪缸對制動蹄（塊）施加的張開力Fo與輪缸直徑d和制動管路壓力p的關(guān)系為為制動輪缸對制動蹄的作用力，p為制動管路壓力，取812Mpa。制動管路壓力一般不超過1012Mpa，對盤式制動器可更高。壓力越高，對管路(首先是制動軟管及管接頭)的密封性要求越嚴(yán)格。式中：p取10 Mpa； F0=11920.08N。所以：d=38.95mm輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選?。℉G28651997），具體為19mm、22mm、24 mm、25 mm、28 mm、30 mm、32

38、mm、35 mm、38 mm、40 mm、45 mm、50 mm、55 mm。由制動器的使用條件，輪缸直徑d選擇為：d=40mm。2.4.2制動主缸直徑d0的確定第i個(gè)輪缸的工作容積為其中：為第i個(gè)輪缸活塞的直徑，為輪缸中活塞數(shù)目，為第i個(gè)輪缸活塞在完全制動時(shí)的行程初取。取=2mm所有輪缸的總工作容積為 m為輪缸數(shù)目，對于領(lǐng)從蹄式制動器，每個(gè)車輪有一個(gè)輪缸，每個(gè)輪缸有兩個(gè)活塞，對于單向雙領(lǐng)蹄式制動器，每個(gè)車輪有二個(gè)輪缸，每個(gè)輪缸有一個(gè)活塞。 本設(shè)計(jì)采用領(lǐng)從蹄式制動器，故每個(gè)車輪只有1個(gè)輪缸，2個(gè)活塞；即：m=4;n=8; =2mm; d=40mm,故有： V=4*Vi=4*8*202*2mm3

39、=80424.77mm3。制動主缸應(yīng)有的工作容積為 為制動軟管在液壓下變形而引起的容積增量。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，貨車取V0= 1.3V。有：V0= 1.3V=104552.20mm3。主缸活塞行程S0和活塞直徑d0 為 一般 ；主缸的直徑d0應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，具體為19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。取d0 =45mm；由所求數(shù)據(jù)計(jì)算得：=50.56mm; / d0=1.124,符合要求。2.4.3制動踏板工作行程式中, 01為主缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1.52.0mm，02為主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作

40、的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程， 為踏板機(jī)構(gòu)的傳動比。取01=1.5mm；02=1.0mm。制動調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程，只應(yīng)占計(jì)及制動襯片的容許磨損量在內(nèi)的踏板行程的40%60%，即踏板正常工作行程約為制動踏板的全行程的40%60%（取60%），以便保證在制動管路中獲得給定的壓力。對于貨車，踏板全行程不應(yīng)超過170180mm。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可以踏板全行程160mm為目標(biāo)設(shè)計(jì)。由此可得：=160*60%=96mm。由以上數(shù)據(jù)，即：01=1.5mm；02=1.0mm ；=50.56mm，可求得：=/（+01+02）=1.8092.4.4 制動踏板力式中，為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸

41、的機(jī)械效率，可取= 0.820.86取踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率=0.84，p=10Mpa，進(jìn)而：計(jì)算得：=10466.39N助力器設(shè)計(jì)：按上述設(shè)計(jì)時(shí)，對于商用車：制動踏板力應(yīng)在300450N的范圍內(nèi)（取=400N），若超出此范圍，則應(yīng)設(shè)計(jì)真空助力器，以制動踏板力為目標(biāo)，由下式估算助力比：。由上式可得：助力比is=26.17。2.5制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1制動鼓制動鼓應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛性和熱熔度，制動時(shí)氣溫升不應(yīng)超過極限值。制動鼓的材料應(yīng)與摩擦襯片的材料相匹配，以保證具有高的摩擦系數(shù)并使工作表面磨損均勻。制動鼓有鑄造的和組合式的兩種。鑄造制動鼓多選用灰鑄鐵制造。組合式制動鼓圓柱

42、部份可以用鑄鐵鑄造出，腹部部份用鋼板沖壓成型，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小，工作面耐磨，并且有較高的摩擦因數(shù)。所以本設(shè)計(jì)選擇組合式的制動鼓。用鋼板沖壓的制動鼓內(nèi)測離心澆鑄上合金鑄鐵內(nèi)鼓筒，制動鼓厚度按商用車1318mm范圍選擇為15mm。2.5.2制動蹄乘用車和輕型載貨汽車的制動蹄廣泛采用T形鋼輾壓或鋼板沖壓焊接制成。制動蹄的結(jié)構(gòu)尺寸和斷面形狀應(yīng)保證其剛度好，用鋼板制的制動蹄腹板上有時(shí)開有一、兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些，使制動蹄摩擦襯片與制動鼓之間的接觸壓力均勻，因而使襯片的磨損較為均勻，并可減少制動時(shí)的尖叫聲。對于尺寸，制動蹄腹板和翼緣的厚度，按商用車58mm范圍，選取7mm。摩擦襯片厚度選取8mm。

43、制動蹄厚度選取120mm。襯片可鉚接在制動蹄上，噪聲比較小。2.5.3制動底板制動底板是除制動鼓外制動器各零件的安裝基體，應(yīng)保證各安裝零件相互間的正確位置。制動地板承受這制動器工作時(shí)的制動反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓形成的制動底板均具有凹凸起伏的形狀。2.5.4制動蹄支承制動蹄的支承，結(jié)構(gòu)簡單，并能使制動蹄相對制動鼓自行定位。為了是具有支承銷的一個(gè)自由度的制動蹄的工作表面與制動鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支承位置可調(diào)?？梢圆捎闷闹С袖N或偏心輪。支承銷由45號鋼制造并高頻淬火。2.5.5摩擦材料制動摩擦材料應(yīng)具有較高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，摩擦材料應(yīng)有好的耐熱性，盡可能

44、小的的壓縮率和膨脹率，較低的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹率，較高的抗壓、抗拉、抗剪力、抗彎曲性能和耐沖擊性能；制動時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕叮瑧?yīng)盡量采用污染小對人體無害的摩擦材料。 由于石棉材料對人有害，所以采用金屬纖維、粘接劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的半金屬磨阻材料，具有較高的耐熱性和耐磨性。2.5.6制動器間隙一般鼓式制動器的設(shè)定間隙為0.2-0.5mm。在這里我們選取間隙為0.3mm，以滿足間隙盡可能小的要求。 3. 設(shè)計(jì)總結(jié) 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了兩周，回顧下設(shè)計(jì)過程，我發(fā)現(xiàn)又收獲了不少。平時(shí)，沒能認(rèn)真學(xué)習(xí)，但這次課程設(shè)計(jì)讓我重新掌握了那些知識。上汽車設(shè)計(jì)課程的時(shí)候，總覺得課程本身理論性很強(qiáng)且

45、枯燥，敷衍了很多學(xué)習(xí)任務(wù)。但在設(shè)計(jì)過程中我努力地去學(xué)習(xí)理論知識，在查資料的過程中，我了解了許多關(guān)于汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)以及成熟車型的具體參數(shù)，這是我在平時(shí)的課程學(xué)習(xí)中了解不到的，然而這次課程設(shè)計(jì)讓我補(bǔ)足了這些知識，我相信這些對我今后的學(xué)習(xí)和工作將會有很大的幫助。這次課程設(shè)計(jì)，主要弄清楚了汽車設(shè)計(jì)的一般過程，樹立了正確的設(shè)計(jì)思想。整車設(shè)計(jì)時(shí)學(xué)會了各種參數(shù)的選取和輪胎性能的應(yīng)用，設(shè)計(jì)后制動器時(shí)，通過選擇參數(shù)以及制動器各項(xiàng)參數(shù)的校核，我對制動器的設(shè)計(jì)和組成有了更加全面的了解，也得到了汽車設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪圖能力有了很好的提高。最后，值得感謝一下我們課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師王松明老師，以及在

46、這次課程設(shè)計(jì)過程中給我?guī)椭母魑煌瑢W(xué)！ 參考文獻(xiàn) 1 王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 劉惟信.驅(qū)動橋.人民交通出版社，1987.3 余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.4 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊.人民交通出版社，2001.5 陳家瑞.汽車構(gòu)造.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.6 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.附錄1 典型車型的主要參數(shù)汽車型號尺寸參數(shù)質(zhì)量參數(shù)發(fā)動機(jī)輪胎最高車速(Km/H)備 注外形尺寸(mm)L*W*H貨廂內(nèi)部尺寸(mm)L*W*H軸距(mm)前/后輪距(mm)前/后懸(mm)總質(zhì)量(Kg

47、)載質(zhì)量(Kg)整備質(zhì)量(Kg)型號最大功率(KW/rmp)最大扭矩(N.m/rmp)數(shù)量規(guī) 格SC1023D5020*1800*21303360*1700*36026001440/137528759501730YND485Q36/3200118.2/221066.00-15或6.50-1680平頭、單排駕駛室BJ1032V3JA4-15040*1750*21703350*1660*36026509904802966.50-16平頭、單排駕駛室SC1030H5215*1856*21503600*1760*38027251420/1387339014801910490QC44/3200156.8/180066.50-1690平頭、單排駕駛室NKR77GL