買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)（制動(dòng)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)） 2013 年 5 月 30 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 大學(xué)生方程式賽車制動(dòng)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 1978 年在美國(guó)第一次舉辦以來(lái)，現(xiàn)已成為一項(xiàng)頂尖的國(guó)際賽事。 按比賽規(guī)定， 賽車必須在加速，制動(dòng)和操控性能方面表現(xiàn)出色 。其中，為保障車輛和駕駛 人員 的安全， 賽車的 制動(dòng)與行走系統(tǒng)設(shè)計(jì) 顯得 尤為重要。 本文主要闡述了 車的制動(dòng) 與 行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。 本次 設(shè)計(jì)參照上代及其他參賽團(tuán)體的賽車，進(jìn)行了整體優(yōu)化。本文在分 析大賽 規(guī)則及往屆成型賽車的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算分析 設(shè)計(jì) 出制動(dòng) 與 行走系統(tǒng)的總體方案。其中，制動(dòng)系統(tǒng)以制動(dòng)器為核心， 設(shè)計(jì)出 制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu) （踏板裝置） 及制動(dòng)操縱驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) （ 液壓雙回路） 。行走系統(tǒng)以輪胎為核心，依次進(jìn)行輪輞、輪轂、立柱的設(shè)計(jì)。 本次 設(shè)計(jì) 在分析研究國(guó)外經(jīng)典賽車基礎(chǔ)上， 參照實(shí)物及經(jīng)典 模型 ，利用 各零件進(jìn)行三維建模和裝配，利用 軟件建立模型 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析，保證設(shè)計(jì)的合理性及優(yōu)良性。 最后， 本次設(shè)計(jì)運(yùn)用 軟件，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)中的連接件、緊固件、制動(dòng)盤 、 制動(dòng)踏板、 制動(dòng)油路 等和行走系統(tǒng)中的立柱 、輪轂、輪輞進(jìn)行了仿真及有限元分析， 并制造出樣件，對(duì)樣件裝車試驗(yàn)，取得良好效果。最終本設(shè)計(jì)的結(jié)果， 確保了本賽車具有出色的制動(dòng)性和在極限工況下的安全性。 關(guān)鍵詞： 賽車，制動(dòng)及行走系統(tǒng)，優(yōu)化，仿真，有限元分析買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 AE in 978, a s be in in to of is AE to of on on of on of by to as to as in to on to in to G as to of G, of of as in on to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 號(hào) 說(shuō) 明 mm N N N 1N 2N 軸距 ,mm kg mm mm Nm p 管路液壓 ,v 汽車行駛速度 m/s N 2 ,N 制動(dòng)力分配系數(shù) 0同步附著系數(shù) 制動(dòng)輪缸的活塞行程 , 踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 概述 . 1 學(xué)生方程式賽車簡(jiǎn)介 . 1 動(dòng)系統(tǒng)的重要性 . 1 走系統(tǒng)的功用 . 1 第二章 制動(dòng)系設(shè)計(jì) . 3 動(dòng)系應(yīng)滿足的主要要求 . 3 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 . 3 式制動(dòng)器 . 4 式制動(dòng)器 . 5 動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 . 7 動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) . 7 步附著系數(shù) . 10 動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 . 10 動(dòng)器因數(shù) . 11 動(dòng)器的機(jī)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù) . 11 第三章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 13 擦襯塊磨損特性的計(jì)算 . 13 動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 . 14 式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 . 16 車制動(dòng)計(jì)算 . 17 第四章 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 19 動(dòng)盤 . 19 動(dòng)鉗 . 19 動(dòng)塊 . 20 擦材料 . 21 動(dòng)輪缸 . 21 動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) . 21 第五章 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 V 動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 . 23 動(dòng)管路的分路系統(tǒng) . 25 壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 26 5 制動(dòng)輪缸直徑與工作容積 . 26 動(dòng)主缸直徑與工作容積 . 27 動(dòng)踏板力與踏板行程 . 28 動(dòng)主缸的形式 . 29 第六章 行走系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 30 車行駛系統(tǒng)概述 . 30 胎 . 31 輞 . 31 轂 . 32 柱 . 33 度校核 . 34 動(dòng)盤緊固螺栓的校核 . 34 轂螺栓的校核 . 35 第七章 結(jié) 論 . 37 參考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 40 附 錄 . 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第一章 概述 學(xué)生方程式賽車簡(jiǎn)介 目前，中國(guó)汽車工業(yè)已處于大國(guó)地位，但還不是強(qiáng)國(guó)。從制造業(yè)大國(guó)邁向產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)已成為中國(guó)汽車人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一。 大學(xué)生方程式賽車活動(dòng)是以院系的形式組織學(xué)生參與賽事，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造能力、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺(tái)；同時(shí)通過(guò)活動(dòng)創(chuàng)造學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，為院校間提供交流平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科建設(shè)的提升 。 大賽在提 高和檢驗(yàn)汽車行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才 ,增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動(dòng)合作等方面具有十分廣泛的意義。 動(dòng)系統(tǒng)的重要性 汽車作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，有許多保證其使用性能的大部件，即所謂 “總成 ”組成，制動(dòng)系就是其中一個(gè)重要的總成。它既可以使行駛中的汽車減速，又可以保證停車后的汽車駐留原地不動(dòng)。由此可見汽車制動(dòng)系對(duì)于汽車行駛的安全性和停車的可靠性起著重要的保證作用。 當(dāng)今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)展、汽車車速的提高以及車流密度的增大，對(duì)汽車制動(dòng)系的工作可靠性要 求顯得日益重要。因?yàn)橹挥兄苿?dòng)性能良好、制動(dòng)系工作可靠的汽車才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動(dòng)力性能并保證行駛的安全性。由此可見，制動(dòng)系是汽車非常重要的組成部分，從而對(duì)汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算也就顯得非常重要了。 走系統(tǒng)的功用 汽車行走系統(tǒng)的功用是： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 1、將發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橥苿?dòng)汽車行駛的驅(qū)動(dòng)力，并使驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變成汽車在地面上的移動(dòng)。 2、傳遞并承受路面作用于車輪上的各向反力及其所形成的力矩。 3、盡可能緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車行駛平順性，且與汽車轉(zhuǎn)向系很好地配 合工作，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，以保證汽車操縱穩(wěn)定性。 4、支承汽車的全部重量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第二章 制動(dòng)系設(shè)計(jì) 動(dòng)系應(yīng)滿足的主要要求 設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足的主要要求： 1、具有足夠的制動(dòng)效能； 2、作可靠； 3、在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性 ； 4、防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面； 5、制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好 ； 6、操縱輕便，并具有良好的隨動(dòng)性； 7、制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害； 8、作用滯后性應(yīng)盡可能短； 9、摩擦襯塊應(yīng)有足夠的使用壽命； 10、摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機(jī)構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動(dòng)調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)； 11、當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并使其基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警提示。 動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式及選擇 制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。 摩擦式 制動(dòng)器是 利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面間的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。其 按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式、盤式和帶式三種。帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器；鼓式和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式有多種，如下所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圖 2制動(dòng)器 類型 4 式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器是最早形式汽車制動(dòng)器，當(dāng)盤式制動(dòng)器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類汽車上。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊 固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件作為制動(dòng)鼓。車輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪轂上。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外圓柱表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱為帶式制動(dòng)器。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中央制動(dòng)器，通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié) 構(gòu)。各式鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 下所示： 圖 2鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖 4 (a)領(lǐng)從蹄式 (用凸輪張開 )； (b)領(lǐng)從蹄式 (用制動(dòng)輪缸張開 )； (c)雙領(lǐng)從蹄式 (非雙向，平衡式 )； (d)雙向雙領(lǐng)從蹄式； (e)單向增力式； (f)雙向增力式 式制動(dòng)器 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式和全盤式制動(dòng)器兩大類。 一、鉗盤式 鉗盤式制動(dòng)器的固定摩擦原件是制動(dòng)塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。 按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。(1) (2) (3) 圖 2鉗盤式制動(dòng)器的示意圖 4 (1)固定鉗式 (2)滑動(dòng)鉗式 (3)擺動(dòng)鉗式 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 1、固定鉗式 制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤兩側(cè)均有液壓缸。制動(dòng)時(shí)僅兩側(cè)液壓缸中的制動(dòng)塊向盤面移動(dòng)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革，能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。 2、浮動(dòng)鉗式 滑動(dòng)鉗式：制動(dòng)鉗可以相對(duì)制動(dòng)盤作軸向滑動(dòng) ，其中只在制動(dòng)盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動(dòng)塊固裝在鉗體上。具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤 的 內(nèi)側(cè)具有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化的可能性?。怀杀镜?；浮動(dòng)盤的制動(dòng)塊可兼用駐車制動(dòng)。 制動(dòng)鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。由圖 2見，制動(dòng)鉗位于車軸后，能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷 F 減?。恢苿?dòng)鉗位于車軸前，則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺污泥。 (a) (b) 圖 2制動(dòng)鉗的位置對(duì)輪轂軸承載荷的 影響 4 (a)制動(dòng)鉗位于車軸之前 ;(b)制動(dòng)鉗位于車軸之后 1車輪； 2制動(dòng)盤； 3輪轂； Z 路面法向反力； 制動(dòng)力； P ， P Z 的合力及相應(yīng)的支承反力 動(dòng)襯塊對(duì)制動(dòng)盤的摩擦力及相應(yīng)的支承反力； Q 輪轂軸承的徑向合力 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 二、全盤式 全盤式制動(dòng)器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)原件及 固定原件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有鉗盤式制動(dòng)器廣泛。 與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)： 1、熱穩(wěn)定性好； 2、水穩(wěn)定性好； 3、易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性； 4、尺寸小、質(zhì)量小、散熱好； 5、壓力在制動(dòng)襯塊上分布均勻，故襯塊磨損也均勻； 6、更換襯塊簡(jiǎn)單容易； 7、襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙?。?從而縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間； 8、易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。 在本次設(shè) 計(jì)中，我們選擇滑動(dòng)浮鉗盤式。 動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 整車參數(shù)：汽車軸距： L =1680輪滾動(dòng)半徑：47車總質(zhì)量 :02 取 g =10N/載時(shí)前軸負(fù)荷： 1 5 1 0%503 0 2 0%501 載時(shí)后軸負(fù)荷： 1 5 1 0%503 0 2 0%502 載時(shí)質(zhì)心高度：00心距前軸的距離： 1L =840心距后軸的距離： 2L =840汽車制動(dòng)性能有著重要影響的制動(dòng)系參數(shù)有：制動(dòng)力及其分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率、最大制動(dòng)力矩與制動(dòng)器因數(shù)等。 動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 力矩，則任一角速度 0 的車輪，器力矩平衡方程式為 0 （ 2 式中，制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， N/m。 地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反， N。 m。 令 （ 2 并稱之為制動(dòng)器 制動(dòng)力 ，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力。F 的方向相反，當(dāng)車輪角速度 0 時(shí) ，大小亦相等，且寸、摩擦副的摩擦系數(shù) 及車輪有效半徑等，并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓成正比。當(dāng)加大踏板力以加大F 均隨之增大。但地面制動(dòng)力 著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 （ 2 或 m （ 2 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力F 達(dá)到附著力輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩擦力矩，而即成為與 平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到 0 以后，地面制動(dòng)力 到附著力制動(dòng)器制動(dòng)力大而繼續(xù)上升（見圖 2 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷移動(dòng)，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力 1Z ， 2Z 為： g 21 g 12（ 2 汽車總的地面制動(dòng)力為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 21 （ 2 由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為 221 112 （ 2 上式表明：汽車在附著系數(shù) 為任意確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度 q 或總制動(dòng)力 函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即： 1、前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； 2、后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； 3、前、后輪同時(shí)抱死拖滑。 在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用的最好。賽事也規(guī)定必須前、后輪同時(shí)抱死。 由式（ 2 2難求得在任何附著系數(shù) 的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： 1221212121（ 2 由式（ 2知，前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 12 的函數(shù)。 由式（ 2消去 ，得 12122 2421 （ 2 將上式繪成以 12為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線， 簡(jiǎn)稱 I 曲線，如圖 2示。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力 12 曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù) 的路面上制動(dòng)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 時(shí)，都能使前、后車輪同時(shí)。 圖 2制動(dòng)力與踏板力4 圖 2某載貨汽車的 I 曲線與 線 4 同步附著系數(shù)： 線與 I 曲線交點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的路面附著系數(shù)。 汽車滿載時(shí)的同步附著系數(shù)0=1。 同步附著系數(shù)下，前后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)器制動(dòng)力： gf N gf N 制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) ： 步附著系數(shù) 附著條件的利用情況可用附著系數(shù)利用率 來(lái)表示： （ 2 式中， 汽車總的地面制動(dòng)力； G 汽車所受重力； q 制動(dòng)強(qiáng)度。 當(dāng) 0 時(shí)， 0q ， 1 ，利用率最 高。 動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 應(yīng)合理地確定前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，以保證汽車良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 最大的制動(dòng)力是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的。對(duì)于選取較大值得各類汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。當(dāng)0時(shí)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度 q ，故所需的前軸和后軸的最大制動(dòng)力矩為： 22 4 7 61m a Nm 32 4 32m a m 單個(gè)前輪和后輪所需的最大制動(dòng)力制動(dòng)力矩為： 4 1 62 22 m a a Nm 62 32 m a a T Nm 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩： m a x ef f N Nm T T 設(shè)計(jì)能夠滿足汽車安全制動(dòng)的要求。 動(dòng)器因數(shù) f （ 2 式中，制動(dòng)器的摩擦力矩； R 制動(dòng)盤的總用半徑； P 輸入力，一般取加于兩制動(dòng)塊的壓緊力的平均值為輸入力。 對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均為，則制動(dòng)盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為，此處為盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)，于是鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因 數(shù)為： 動(dòng)器的機(jī)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù) 一、 制動(dòng)盤的直徑 當(dāng)輸入力 P 一定時(shí)，制動(dòng)盤的直徑越大，則制動(dòng)力矩亦愈大，散熱性能愈好。但直徑 D 的尺寸受輪輞內(nèi)徑的限制，而且 D 的增大也 使制動(dòng)盤的質(zhì)量買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 增大，使汽車非懸掛質(zhì)量增大，而不利于汽車的行駛平順性。制動(dòng)盤與輪輞之間應(yīng)有相當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙一般不應(yīng)小于 20 30本次設(shè)計(jì)根據(jù)具體情選 ，以利于散熱通風(fēng)，也可避免輪輞過(guò)熱而損壞輪胎。一般制動(dòng)盤直徑是輪輞直徑的 70% 79%。 二、摩擦片的摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)高些，更要求其熱穩(wěn)定性好，受溫度和壓力的影響小。 各種摩擦材料的摩擦系數(shù)穩(wěn)定值約為 計(jì)計(jì)算制動(dòng)器時(shí)一般 取 般說(shuō)來(lái)，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。本設(shè)計(jì)選取 35.0f 。 三、摩擦襯塊的面積 由摩擦襯塊外半徑 2R 與內(nèi)半徑 1R 的比值不大于 以取 751R 152R 果比值過(guò)大工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差很多，摩擦不均勻，接觸面積減小，最后將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 在確定摩擦襯塊工作面積時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車的質(zhì)量，在 13A 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 第三章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 擦襯塊磨損特性的計(jì)算 摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)盤的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因 素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。但試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。 從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車制動(dòng)過(guò)程即是汽車的機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)槎纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了汽車全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來(lái)不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)盤溫度升高。這就是所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯片的磨損越嚴(yán)重。 制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又稱單位功負(fù)荷，它表示單位時(shí)間內(nèi)襯片單位摩擦 面積耗散的能量，通常所用的計(jì)量單位為 W/ 。 雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器及單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 221211122am v 2212221 122am v 12j（ 3 式中， 汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； 汽車總質(zhì)量； 1v , 2v 汽車制動(dòng)初速度和終速度， m/s；計(jì)算時(shí)轎車取 1001 v km/h（ s）； t 制動(dòng)時(shí)間， s； j 制動(dòng)減速度， m/計(jì)算時(shí)??； 1A ， 2A 前、后制動(dòng)襯塊的摩擦面積； 制動(dòng)力分配系數(shù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 在緊急制動(dòng)到 02v 時(shí)，并可近似地認(rèn)為 1 ，則有 a 142212（ 3 根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算得到 7348960 082760 21 . s 26310267344 687 508273024 221211 .a W/ 2730214 221222 .a W/用車的盤式制動(dòng)器在 1001 v km/h 和 的條件下，比能量耗散率應(yīng)不大于 因此滿足要求。 磨損特性指標(biāo)也可以用襯塊的比摩擦力即單位摩擦面積的摩擦力來(lái)衡量。 單個(gè)車輪 制動(dòng)器 的比摩擦力為 0 3 式中，單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩； 制動(dòng)盤有效半徑； A 單個(gè)制動(dòng)器的襯塊的摩擦面積， 30A 則 盤式制動(dòng)器 的比摩擦力為 20 23 0 3 . 6 5 0 . 1 1 0 0 . 4 81 0 1 2 9 1 0F N/此滿足要求。 動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件 d d h hm c m c t L （ 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 式中， 各制動(dòng)盤的總質(zhì)量； 與各制動(dòng)盤相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等）的總質(zhì)量； 制動(dòng)盤材料的比熱容，對(duì)鑄鐵 c =482J/（ ） ,對(duì)鋁合金 c =880J/（ ）； 與制動(dòng)盤相連的受熱金屬件的比熱容； t 制動(dòng)盤的溫升；（一次由 30av km/h 到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過(guò) 15）； L 滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，因制動(dòng)過(guò)程迅速，可以認(rèn)為制動(dòng)產(chǎn)生的熱能全部為前、后制動(dòng)盤所吸收，并按前、后軸制動(dòng)力的分配比率分配給前、后制動(dòng)器，即 21 2 22 12aa （ 3 式中， 汽車制動(dòng)時(shí)的初速度，可取 44 /h=40m/s 汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)， =得 ， 5221 1066112 6 8 7 50403022 .J 5222 107 5 506 8 7 5012403 0 212 .J 已知，t=15C=15k 則每個(gè) 制動(dòng)器 的熱容量： 50 . 5 8 8 0 7 8 8 0 1 5 1 . 1 9 1 0d d h hm c m c t J 對(duì)于 前軸 的單個(gè)車輪： 552211 10191108 3 0 5022 6 8 7 50403 0 22212 .J 對(duì)于 后軸 的單個(gè)車輪： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 552222 10191103 7 5 506 8 7 50122403 0 212212 .J 因此，此 制動(dòng)器 滿足熱容量和溫升的要求。 式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖 所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 （ 3 式中， f 摩擦系數(shù)； N 單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力 (見圖 3R 作用半徑。 圖 3盤式制動(dòng)器的計(jì)算用圖 4 圖 3鉗盤制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算用 4 對(duì)于常見的扇形摩擦襯塊，如 果其徑向尺寸不大，則取 R 為平均半徑圖 3示，平均半徑為 2 21 m （ 3 902 10575 中： 1R , 2R 扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。 根據(jù)圖 3示，在任一單元面積 的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為 式中 q 為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 21 2 3 321223f f q R d R d f q R R （ 3 單側(cè)襯塊給 制動(dòng)盤 的總摩擦力為 21 2221 f q R d R d f q R R （ 3 得 有效半徑 為 3321 1 2 1 2e 22221 1224 3 2f R R R （ 3 令12R ，則有 e 24 m（ 3 由上述給出的參數(shù)可求出 72.0m 將 1R , 2R , m 代入式 (3 上述知 : 制動(dòng)盤單 側(cè)壓 緊力的確定，即制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)襯塊的壓緊力。 則單側(cè)壓緊力為 wN （ 3 式中 , p 考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，取 6p 動(dòng)輪缸的截面積 4232 （ 3 則 3690N N 摩擦襯塊的摩擦系數(shù) : 35.0f 制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩為： m a x ef f N Nm 車制動(dòng)計(jì)算 汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力簡(jiǎn)圖如下圖所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 圖 3汽車在上坡路上停駐時(shí)的受力簡(jiǎn)圖 4 由上圖可得出汽車在上坡停駐時(shí)的后軸車輪的附著力為 s hc （ 3 同樣可求出汽車下坡時(shí)的后軸車輪的附著力為 21 c o s s i na （ 3 根據(jù)后軸車輪附著力與后軸車輪駐車制動(dòng)的制動(dòng)力相等的條件可求 的汽車在上坡路和下坡路上停駐時(shí)的坡度極限傾角 ， ，即由 1 c o s s i n s i na h m （ 3 求得汽車在上坡時(shí)可能停駐的極限上坡傾角為 6313001 6 0 0 800ar ct ct g 汽車在下坡時(shí)可能停駐的極限下坡傾角為 8223 0 01 6 0 0 8 0 0ar ct ct g 一般要 求各類汽車的最大停駐坡度不應(yīng)小于 16 20。 駐車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中，在安裝制動(dòng)器的空間、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源等條件允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上駐車制動(dòng)力矩接近于 1 所確定的極限值1ea 保證小坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 第四章 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動(dòng)盤 制動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)形狀有平