CA7160后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)

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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書作者姓名：專 業(yè)：指導(dǎo)老師：學(xué) 號(hào)：中 文 摘 要- 1 -標(biāo)題： CA7160 后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書摘要：汽車的制動(dòng)性是汽車的主要性能之一。任何一套制動(dòng)系統(tǒng)均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成.制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，本次設(shè)計(jì)是針對(duì)車型為 CA7160 的后輪制動(dòng)器,類型為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)蹄采用浮式支撐，附裝有駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)。進(jìn)行了主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體的設(shè)計(jì)計(jì)算，零件強(qiáng)度計(jì)算，典型零件工藝分析和總成裝配工藝過(guò)程分析，在文末附上了一篇與 ESP 有關(guān)的英文論文的翻譯。關(guān)鍵詞 制動(dòng)器 設(shè)計(jì) 摩擦 計(jì)算 外 文 摘 要Title： The Design of CA7160’s Brake- 2 -AbstractThe ability of automobile .The braking system is composed of brake and braking actuating mechanisms. Brake is the component of braking system, which is used to produce forces to block the movement of automobile or the movement trend. This design aims at the rear-wheel brake of the CA7160. The break’s type is leading trailing shoe brake. I use the floating shoe as the brake shoe. I also add the parking break in my design. I design the structure of the main parts, the calculation of the brake and the strength calculation of some parts. I also analyze the technique of some parts and the unit assembly. At the end of the article, there is a translation of an English article, which is about ESP. Keywords Brake Design Friction Calculate目 錄1 緒言： .21.1 制動(dòng)系統(tǒng)概述 .21.1.1 制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 .21.1.2 制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類。 .41.1.3 制動(dòng)系設(shè)計(jì)要求 61.2 制動(dòng)器概述 71.3 與制動(dòng)有關(guān)的新技術(shù) 91.3.1 ABS 技術(shù) .91.3.2 ESP 技術(shù) .91.3.3 EBD 技術(shù) .101.4 設(shè)計(jì)意義 102 設(shè)計(jì)部分： 112.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備: 112.2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析 .132.2.1 各式鼓式制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)比較： .132.2.2 制動(dòng)器類型選擇結(jié)果 162.3 CA7160 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .162.4 CA7160 后輪制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 .182.4.1 主要參數(shù)的確定確定方法 182.4.2 CA7160 后輪制動(dòng)器主要參數(shù)選擇結(jié)果 .212.5 CA7160 后輪制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .212.5.1 制動(dòng)鼓 212.5.2 制動(dòng)蹄 222.5.3 制動(dòng)底板 232.5.4 制動(dòng)蹄的支承 232.5.5 制動(dòng)輪缸 242.5.6 摩擦襯片 242.5.7 CA7160 后輪制動(dòng)器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果 .252.5.8 CA7160 后輪制動(dòng)器蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 .262.6 CA7160 后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 .262.6.1 壓力沿襯片的分布規(guī)律 .262.6.2 計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩 .282.6.3 襯片磨損特性的計(jì)算 .282.6.4 制動(dòng)因素分析計(jì)算 .302.6.5 制動(dòng)輪缸直徑與工作容積 .312.7 CA7160 后輪制動(dòng)器零件強(qiáng)度計(jì)算 .322.7.1 強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)備 .32- 1 -2.7.2 緊固摩擦片鉚釘?shù)眉魬?yīng)力驗(yàn)算 .323 工藝部分 333.1 典型零件工藝分析 .333.1.1 毛坯的選擇 .333.1.2 選擇定位基準(zhǔn) 343.2 總成裝配工藝過(guò)程 353.2.1 編排裝配順序的原則是： 353.2.2 制動(dòng)蹄總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖 3-3.353.2.3 輪缸總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖 3-4.353.2.3 總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖 3-5.354 英文論文翻譯 38設(shè)計(jì)總結(jié)： 55致謝 55參考文獻(xiàn)： 55本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 0 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 0 -1 緒言：汽車的制動(dòng)性是汽車的主要性能之一，它為汽車安全行駛提供了重要保證。隨著高速公路的迅速發(fā)展和汽車車速的提高，設(shè)計(jì)一套可靠、穩(wěn)定的制動(dòng)系統(tǒng)將給駕駛者和乘客的人身財(cái)產(chǎn)安全提供有力的保障。改善汽車制動(dòng)性也始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門的重要任務(wù)。1.1 制動(dòng)系統(tǒng)概述人們?yōu)榱藵M足生活和工作的需要，希望汽車行駛速度盡量地快，但必須以保證行駛安全為前提。汽車除能高速行駛外，在即將轉(zhuǎn)向、行經(jīng)不平路面、兩車交會(huì)、遇到障礙或危險(xiǎn)時(shí)，都須減低車速。有時(shí)需要在盡可能短的距離內(nèi)將車速降到很低，甚至為零。如果汽車不具備這—性能，高速行駛就不可能實(shí)現(xiàn)。汽車在下長(zhǎng)坡時(shí)，在重力作用下，有不斷加速到危險(xiǎn)程度的趨向。此時(shí)應(yīng)當(dāng)將車速限制在—定的安全值以內(nèi)，并保持穩(wěn)定。此外，對(duì)已停駛(特別是在坡道上停駛)的汽車，應(yīng)使之可靠地駐留原地不動(dòng)。使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動(dòng)等作用統(tǒng)稱為制動(dòng)。對(duì)汽車起到制動(dòng)作用的只能是作用在汽車上的，方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動(dòng)阻力、上坡阻力、空氣阻力都能對(duì)汽車起制動(dòng)作用，但這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的。因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，通過(guò)外界(主要是路面)在汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力，對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)。這種可控制的對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)的外力稱為制動(dòng)力。這樣的一系列專門裝置即稱為制動(dòng)系。1.1.1 制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理一般制動(dòng)系的工作原理可用圖 l—1 所示的一種簡(jiǎn)單的液壓制動(dòng)系示意圖來(lái)說(shuō)明。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 1 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 1 -—個(gè)以內(nèi)圓面為工作表面的金屬的制動(dòng)鼓 8 固定在車輪輪毅上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動(dòng)的制動(dòng)底板 11 上，有兩個(gè)支承銷 12，支承著兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄10 的下端。制動(dòng)蹄的外圓面上又裝有一般是非金屬的摩擦片 9。制動(dòng)底板上還裝有液壓制動(dòng)輪缸 6，用油管 5 與裝在車架上的液壓制動(dòng)主缸 4 相連通。主缸中的活塞 3 可由駕駛員通過(guò)制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)來(lái)操縱。制動(dòng)系不工作時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面與制動(dòng)卸摩擦片的外圓面之間保持有一定的間隙，使車輪和制動(dòng)鼓可以自由旋轉(zhuǎn)。要使行駛中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動(dòng)踏板 l，通過(guò)推桿 2 和主缸活塞 3，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸6，并通過(guò)兩個(gè)輪缸活塞 7 推使兩制動(dòng)蹄 10 繞支承銷 12 轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開而以其摩擦片 9 壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄就對(duì)旋轉(zhuǎn)著的制動(dòng)鼓作用一個(gè)摩擦力矩 ,其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動(dòng)鼓將該力矩?M傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對(duì)路面作用一個(gè)向前的作?M用力 ，同時(shí)路面也對(duì)車輪作用一個(gè)向后的反作用力，即制動(dòng)力 。制動(dòng)力F BF本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 2 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 2 -由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架及車身，迫使整個(gè)汽車減速。制動(dòng)力愈大，汽BF車減速度也愈大。當(dāng)放開制動(dòng)踏板時(shí)．回位彈簧 13 即將制動(dòng)蹄拉回原位，摩擦力矩 和制動(dòng)力 消失，制動(dòng)作用即行終止。?MBF圖 1-1 所示的制動(dòng)系中，由制動(dòng)鼓 8、摩擦片 9 和制動(dòng)蹄 10 所構(gòu)成的系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)制動(dòng)力矩(摩擦力矩 )以阻礙車輪轉(zhuǎn)動(dòng)該系統(tǒng)稱為制動(dòng)器。?M顯然，阻礙汽車運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力 不僅取決于制動(dòng)力矩還取決于輪胎與路面BF間的附著條件。如果完全喪失附著，則這種制動(dòng)系事實(shí)上不可能產(chǎn)生制動(dòng)汽車的效果的不過(guò)，在討論制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)，一般都假定具備良好的附著條件。上述這種用以使行駛中的汽車減低速度甚至停車的制動(dòng)系稱為行車制動(dòng)系，是在行車過(guò)程中經(jīng)常使用的。用來(lái)使己停駛的汽車駐留原地不動(dòng)的另一套裝置則稱為駐車制動(dòng)系。這兩個(gè)制動(dòng)系是每一輛汽車都必須具備的。此外，許多國(guó)家還規(guī)定汽車必須具有第二制動(dòng)系，其作用是在行車制動(dòng)系失效的情況下保證汽車仍能實(shí)現(xiàn)減速或停車。經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車，若單靠行車制動(dòng)系來(lái)達(dá)到下長(zhǎng)按時(shí)穩(wěn)定車速的目的，則可能導(dǎo)致行車制動(dòng)系的制動(dòng)器過(guò)熱而降低制動(dòng)效能，甚至完全失效，所以山區(qū)用汽車還應(yīng)具備主要在下坡時(shí)用以穩(wěn)定車速的輔助制動(dòng)系。裝設(shè)在車輛上的所有各種制動(dòng)系總稱為制動(dòng)裝置。1.1.2 制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類。制動(dòng)系統(tǒng)可按照制動(dòng)能源來(lái)分類：? 以駕駛員的肌體作為惟一制動(dòng)能源的制功系稱為人力制動(dòng)系(參見圖 1-1)。? 完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的則是動(dòng)力制動(dòng)系。? 制動(dòng)能源可以是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)或油泵，兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系稱為伺服制功系。以上三種都可用作行車制動(dòng)系。駐車制動(dòng)系可以是人力式或動(dòng)力式。專門用本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 3 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 3 -于掛車的還有慣性制動(dòng)系和重力制動(dòng)系。前者的制動(dòng)能源是在牽引車輛先行制動(dòng)的情況下，掛車向牽引車輛靠攏的慣性(功能)。后者的制動(dòng)能源是掛車某個(gè)組成部件或零件的重力(勢(shì)能)。當(dāng)牽引車輛先行制動(dòng)時(shí)，掛車的這一部件或零件便在本身重力作用下降低其重心，致使掛車制動(dòng)。按照制動(dòng)能量的傳輸方式，制動(dòng)系又可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式等；同時(shí)采用兩種以上的傳能方式的制動(dòng)系可稱為組合式制動(dòng)系。傳動(dòng)裝置采用單一的氣壓或液壓回路的制動(dòng)系為單回路制動(dòng)系(圖 1—2)。這種制動(dòng)系中，只要有一處損壞而漏氣(或漏油)，整個(gè)系統(tǒng)即行失效。故自 20世紀(jì) 60 年代中期以來(lái)，越來(lái)越多的汽車在行車制動(dòng)中采用了雙回路結(jié)構(gòu)(圖 1—3，圖 1—4)。在雙回路制動(dòng)系中，所有行車制動(dòng)器的氣壓或液壓管路分屬于兩個(gè)彼此隔絕的回路。這樣，即使其中一個(gè)回路失效，還能利用另一回路獲得較原先小的制動(dòng)力。我國(guó)自 1988 年 1 月 1 日開始，所有汽車均使用雙回路制動(dòng)系。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 4 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 4 -1.1.3 制動(dòng)系設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)制動(dòng)系時(shí)應(yīng)滿足如下主要要求：1)足夠的制動(dòng)能力。行車制動(dòng)能力，用—定制動(dòng)初速度下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定，詳見 JB3939—85；駐坡能力是指汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度，詳見 JB019—85。2)工作可靠。行車制動(dòng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。當(dāng)其中的一套管路失效時(shí)，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動(dòng)能力不低于沒有失效時(shí)規(guī)定值的 30％。行車和駐車制動(dòng)裝置可以有共同的制動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各自獨(dú)立。行車制動(dòng)裝置都用腳操縱，其它制動(dòng)裝置多為手操縱。3)用任何速度制動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，汽車都不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)詳見 JB3939—85。4)防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。5)要求制動(dòng)能力的熱穩(wěn)定性良好。具體要求詳見 JB3935—85 和 JB4200—86。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 5 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 5 -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。作用滯后性是指制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，以制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定的制動(dòng)效能所得的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。氣制動(dòng)車輛反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，要求不得超過(guò) 0.6s，對(duì)于汽車列車不得超過(guò) 0.8s。9)摩擦襯片(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)裝有音響或光信號(hào)等報(bào)警裝置。1.2 制動(dòng)器概述任何一套制動(dòng)系統(tǒng)均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。制動(dòng)器的是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，它的好壞將直接影響制動(dòng)系統(tǒng)的功效，對(duì)不同類型的汽車就需要設(shè)計(jì)合適、高效、經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)器，以滿足其制動(dòng)性能要求。汽車制動(dòng)器絕大多數(shù)為摩擦式制動(dòng)器，一般都是通過(guò)其中的固定元件對(duì)旋轉(zhuǎn)元件施加制動(dòng)力矩，使其后者的旋轉(zhuǎn)角速度降低，同時(shí)依靠車輪與地面附著作用，產(chǎn)生路面對(duì)車輪的制動(dòng)力，以使汽車減速。目前，汽車所用的摩擦式制動(dòng)器可分為兩類鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。前者摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng)鼓，其工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤狀的制動(dòng)盤，以端面為工作表面。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。原因是一般無(wú)自行增力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動(dòng)鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動(dòng)效能，這稱為機(jī)械衰退。制動(dòng)斂的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無(wú)關(guān)，故無(wú)機(jī)械衰退問(wèn)題。因此，前輪采本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 6 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 6 -用盤式制動(dòng)器，汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。2)水穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊對(duì)盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。3)制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。4)易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系．使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。5)尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好。6)壓力在制動(dòng)襯塊上分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。7)更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。8)襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙小(0.05～0.15mm)，這就縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。9)易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：1)難以完全防止塵污和銹蝕(封閉的多片全盤式制動(dòng)器除外)。2)兼作駐車制動(dòng)器時(shí)．所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。3)在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝用助力器。4)因?yàn)橐r塊工作面積小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。盤式制動(dòng)器已廣泛應(yīng)用于乘用車上，但除了一些高性能的乘用車用于全部車輪以外，大都只能做前輪制動(dòng)器，而與后輪的鼓式制動(dòng)器配合，以期獲得汽車在較高車速下制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。在商用車上，盤式制動(dòng)器目前也有采用，但離普及還有很大距離。此次設(shè)計(jì)的制動(dòng)器屬于鼓式制動(dòng)器。旋轉(zhuǎn)元件固裝在車輪或半軸上，即制動(dòng)力矩分別直接作用于兩側(cè)車輪上的制動(dòng)器，稱為車輪制動(dòng)器。旋轉(zhuǎn)元件固裝在傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸上，其制動(dòng)力矩須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)橋再分配到兩側(cè)車輪上的制動(dòng)器，則稱為中央制動(dòng)器。車輪制動(dòng)器一般用于行車制動(dòng)，也兼用于第二制動(dòng)和駐車制動(dòng)。中央制動(dòng)器一般只用于駐車制動(dòng)和緩速制動(dòng)。很多汽車都采用助力制動(dòng)系統(tǒng)減少駕駛員在制動(dòng)停車時(shí)必須加到踏板上的力。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 7 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 7 -助力制動(dòng)器一般有兩種類型，最常見的一種是利用進(jìn)氣歧管的真空所產(chǎn)生的壓力差，作用在膜片上，以提供助力。另一種類型是采用泵產(chǎn)生液壓提供助力。駐車制動(dòng)器總成用來(lái)進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，防止停放的車輛溜車，在液壓制動(dòng)完全失效時(shí)實(shí)現(xiàn)停車，絕大部分駐車制動(dòng)器用來(lái)制動(dòng)兩個(gè)后車輪。有些前輪驅(qū)動(dòng)的車輛裝有前駐車制動(dòng)器，因?yàn)樵诰o急停車中絕大部分的制動(dòng)力需要用在車輛的前部。駐車制動(dòng)器一般用手柄或腳踏板操作。當(dāng)運(yùn)用駐車制動(dòng)器時(shí)，駐車制動(dòng)鋼素(或稱拉索)機(jī)械地拉緊施加制動(dòng)的杠桿。駐車制動(dòng)器由機(jī)械控制，一般不由液壓控制。1.3 與制動(dòng)有關(guān)的新技術(shù)當(dāng)以很強(qiáng)的壓力進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，車輪可能完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這叫做“車輪抱死” 。車輪抱死并不能幫助車輛停下來(lái)，而是輪胎損失了一些與路面的摩擦接觸，在路面上滑移。輪胎滑移時(shí)，車輛的制動(dòng)不再處于受控制之下，駕駛員處在危險(xiǎn)之中。有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員知道．防讓車輪抱死的對(duì)策是迅速上下踏動(dòng)制動(dòng)踏板。這樣間歇地對(duì)制動(dòng)器提供壓力，使駕駛員在緊急制動(dòng)時(shí)能控制住車輛。1.3.1 ABS 技術(shù)現(xiàn)今許多車輛裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)做的工作與有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員做的相同，只是更快、更精確些.當(dāng)它感受到某個(gè)車輪快要抱死或滑移時(shí)，迅速中斷到該車輪的制動(dòng)壓力。在車輪處的速度傳感器監(jiān)測(cè)車輪速度，并將信息傳遞給車上計(jì)算機(jī)。于是計(jì)算機(jī)控制防抱死制動(dòng)裝置，使輸送給即將抱死的車輪的液壓力發(fā)生脈動(dòng)。1.3.2 EBD 技術(shù) EBD（電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)）能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合 ABS 提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)時(shí)，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 8 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 8 -這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD 用高速計(jì)算機(jī)在汽車制動(dòng)的瞬間，分別對(duì)四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)、計(jì)算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動(dòng)裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中不斷高速調(diào)整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。1.3.3 ESP 技術(shù)ESP 是英文 Electronic Stability Program 的縮寫，這串英文字母的中文含意為“電子穩(wěn)定程序” 。從它的名字來(lái)看，與其說(shuō) ESP 是一套系統(tǒng)，倒不如說(shuō)它是一組程序。ESP 以 ABS 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)外圍的傳感器收集方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向加速度等信息，這些信息經(jīng)過(guò)微處理器加工，再由液壓調(diào)節(jié)器向車輪制動(dòng)器發(fā)出制動(dòng)指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)滑的糾正。因此，ESP 整合了 ABS 和 TCS牽引力控制系統(tǒng)，不僅能防止車輪在制動(dòng)時(shí)抱死和啟動(dòng)時(shí)打滑，還能防止車輛側(cè)滑。此外，ESP 還能以 25 次/秒的頻率對(duì)駕駛員的行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)待命對(duì)車輛的側(cè)滑進(jìn)行控制，保證駕乘者的行車安全。在任何行駛狀態(tài)下，不管是在緊急制動(dòng)還是正常制動(dòng)，以及在車輛自由行駛、加速、油門或載荷發(fā)生變化的時(shí)候，ESP 都能讓車輛保持穩(wěn)定，并確保駕駛員對(duì)車輛操縱自如。ESP 以高頻率(25 次/秒)對(duì)當(dāng)前的行駛狀態(tài)及駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行檢測(cè)和比較，時(shí)刻對(duì)失去穩(wěn)定的情況、過(guò)度轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向不足進(jìn)行記錄，一旦預(yù)定的情況有出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性，ESP 會(huì)立即作出干預(yù)使車輛恢復(fù)穩(wěn)定。因此，ESP 在車輛即將失去穩(wěn)定、糾正車輛姿態(tài)和恢復(fù)穩(wěn)定的過(guò)程中完全是主動(dòng)的，在事故發(fā)生之前起作用，徹底防范事故的發(fā)生，主動(dòng)地提高行車安全。1.4 設(shè)計(jì)意義本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 9 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 9 -本次設(shè)計(jì)是針對(duì)車型為 CA7160 的后輪制動(dòng)器進(jìn)行的。目前世界各國(guó)針對(duì)石油等能源日益緊缺，而在國(guó)內(nèi)大力推行低排量，低能耗的汽車使用。CA7160 的車型排量不大，也擁有較為合適的動(dòng)力性，可以作為一般的個(gè)人用車，隨著人民生活水平日益提高，個(gè)人用車的普及，在我國(guó)這類型號(hào)排量的乘用車擁有很大的市場(chǎng)，當(dāng)前各大汽車廠都生產(chǎn)和銷售這類車型的汽車。為該型號(hào)的汽車后輪設(shè)計(jì)制動(dòng)器一方面需要考慮是否能為汽車制動(dòng)提供可足夠的制動(dòng)力，另一方面又需要考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。介于此次設(shè)計(jì)是針對(duì)普通車型的零部件，也就使得這次設(shè)計(jì)具有了廣泛性和通用性的。2 設(shè)計(jì)部分：2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備:1）在制動(dòng)器設(shè)計(jì)中預(yù)定給定的主要技術(shù)參數(shù)如下表：表 2-1汽車總質(zhì)量（kg） 1030整備質(zhì)量（kg） 1420軸距（mm） 2475前 1427輪距（mm）后 1422輪胎 175/70R13T車輪有效半徑 （mm）er 287.6制動(dòng)力分配 ?0.8空載（mm） 520質(zhì)心高度滿載（mm） 500軸荷分配 空載 前軸 60％本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 10 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 10 -后軸 40％前軸 56％滿載后軸 44％設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)示意圖：圖 2-11-楔形調(diào)整塊 2-駐車制動(dòng)推桿 3-制動(dòng)蹄 4-駐車制動(dòng)推桿內(nèi)彈簧 5-駐車制動(dòng)推桿外彈簧 6-限位彈簧座 7-駐車制動(dòng)杠桿 8-制動(dòng)蹄回位彈簧 9-制動(dòng)輪缸 10-制動(dòng)底板 11-柱塞 12-摩擦襯片2.2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析鼓式制動(dòng)器分為領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 11 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 11 -式、雙向增力式等幾種，見圖 2—2，a—f.圖 2-22.2.1 各式鼓式制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)比較：1) 領(lǐng)從蹄式 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間 的間隙工作容易。但領(lǐng)從蹄制動(dòng)器也有兩蹄片上的單位壓力不等（在兩蹄上摩擦襯片面積相同的條件下） ，故兩蹄襯片磨損不均勻，壽命不同的缺點(diǎn)。此外，因只有一個(gè)輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動(dòng)回路作用下工作。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用，特別是轎車和輕型貨車、客車的后輪制動(dòng)器用得較多。2) 雙領(lǐng)蹄式 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩塊蹄片各有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的不同端，如圖 2—2b 所示，領(lǐng)蹄的固定端在下方，從蹄的固定端在上方。每塊本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 12 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 12 -蹄片有各自獨(dú)立的張開裝置，且位于與固定支點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的—方。汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，這種制動(dòng)器的制動(dòng)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(dòng)兩蹄片。除此之外，這種制動(dòng)器還有調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作容易進(jìn)行和兩蹄片上的單位壓力相等，使之磨損均勻，壽命相同等優(yōu)點(diǎn)。雙領(lǐng)路式制動(dòng)器的制動(dòng)效能穩(wěn)定性，僅強(qiáng)于增力式制動(dòng)器。當(dāng)?shù)管囍苿?dòng)時(shí)，由了兩蹄片皆為雙從蹄，使制動(dòng)效能明顯下降。與領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器比較，由于多了一個(gè)輪缸．使結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。這種制動(dòng)器適用于前進(jìn)制動(dòng)時(shí)前軸動(dòng)軸荷及附著力大于后軸．而倒車制動(dòng)時(shí)則相反的汽車前輪上。它之所以不用于后輪，還因?yàn)閮蓚€(gè)互相成中心對(duì)稱的輪缸，難以附加駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3) 雙向雙領(lǐng)蹄式 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩蹄片浮動(dòng)，用各有兩個(gè)活塞的兩輪缸張開蹄片 (圖 2-2 c)。無(wú)論是前進(jìn)或者是倒退制動(dòng)時(shí)，這種制動(dòng)器的兩塊蹄片始終為領(lǐng)蹄．所以制動(dòng)效能相當(dāng)高，而且不變。由于制動(dòng)器內(nèi)設(shè)有兩個(gè)輪缸，所以適用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)一套管路失效后，制動(dòng)器轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。除此之外．雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄片上單位壓力相等，因而磨損均勻，壽命相同。雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器因有兩個(gè)輪缸，故結(jié)構(gòu)上復(fù)雜，且調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙工作困難是它的缺點(diǎn)。這種制動(dòng)器得到比較廣泛應(yīng)用。如用于后輪，則需另設(shè)中央駐車制動(dòng)器。4) 雙從蹄式雙從蹄式制動(dòng)器的兩蹄片各侖一個(gè)固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄片的不同端，并用各有一個(gè)活塞的兩輪缸張開蹄片 (圖 2—2d)。雙從蹄式制動(dòng)器的制動(dòng)器效能穩(wěn)定性最好，但因制動(dòng)器效能最低，所以很少采用。5) 單向增力式本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 13 -單向增力式制動(dòng)器的兩蹄片只有一個(gè)固定支點(diǎn)，兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體，制動(dòng)器僅有—個(gè)輪缸用來(lái)產(chǎn)生推力張開蹄片(圖 2-1e)。汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)，兩蹄片皆為領(lǐng)蹄，次領(lǐng)蹄上不存在輪缸張開力，而且由于領(lǐng)蹄上的摩擦力經(jīng)推桿作用到次領(lǐng)蹄，使制動(dòng)器效能很高，居各式制動(dòng)器之首。與雙向增力式制動(dòng)器比較，這種制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。因兩塊蹄片都是領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性相當(dāng)差。倒車制動(dòng)時(shí)，兩蹄又皆為從蹄，結(jié)果制動(dòng)器效能很低。因兩蹄片上單位壓力不等，造成蹄片磨損不均勻，壽命不一樣。這種制動(dòng)器只有一個(gè)輪缸，故不適合用于雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；另外由于兩蹄片下部聯(lián)動(dòng)，使調(diào)整助片間隙工作變得困難。少數(shù)輕、中型貨車用來(lái)做前制動(dòng)器。6) 雙向增力式雙向增力式制動(dòng)器的兩蹄片端部各有—制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的共用支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有一輪缸，內(nèi)裝兩個(gè)活塞用來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)張開兩蹄片，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體(圖 2—2f)。與單向增力式不同的是次領(lǐng)蹄上也作用有來(lái)自輪缸活塞推壓的張開力，盡管這個(gè)張開力的作用效果較小，但因次領(lǐng)蹄下端受有來(lái)自主領(lǐng)蹄經(jīng)推桿作用的張開力很大，所以次領(lǐng)蹄上的制動(dòng)力矩能大到主領(lǐng)蹄制動(dòng)力矩的 2～3 倍。因此，采用這種制動(dòng)器以后，即使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中不用伺服裝置，也可以借助很小的踏板力得到很大的制動(dòng)力矩。這種制動(dòng)器前進(jìn)與倒退的制動(dòng)效果不變。雙向增力式制動(dòng)器因兩蹄片均為領(lǐng)蹄，所以制動(dòng)器效能穩(wěn)定性比較差。除此之外，兩蹄片上單位壓力不等，故磨損不均勻，壽命不同。調(diào)整間隙工作與單向增力式一樣比較困難。因只有一個(gè)輪缸，故制動(dòng)器不適合用于有的雙回路驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。制動(dòng)器的效能因數(shù)由高至低的順序?yàn)椋涸隽κ街苿?dòng)器，雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器和雙從蹄式制動(dòng)器。而制動(dòng)器效能穩(wěn)定性排序則恰好與上述情況相反。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 14 -鼓式制動(dòng)器的效能并非單純?nèi)Q于根據(jù)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦因數(shù)計(jì)算出來(lái)的制動(dòng)器效能因數(shù)值，而且還受蹄與鼓接觸部位的影響。蹄與鼓僅在蹄的中部接觸時(shí)，輸出制動(dòng)力矩就小，而在蹄的端部和根部接觸時(shí)輸出制動(dòng)力矩就較大。制動(dòng)器的效能因數(shù)越高，制動(dòng)效能受接觸情況的影響也越大，故正確的調(diào)整對(duì)高性能制動(dòng)器尤為重要。2.2.2 制動(dòng)器類型選擇結(jié)果由于 CA7160 制動(dòng)器是后輪制動(dòng)器，雙領(lǐng)蹄式和單向增力式一般適用于前輪，所以不采用。從經(jīng)濟(jì)性和通用性方面考慮決定仍采用較為常見的蹄式制動(dòng)器：領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。采用該制動(dòng)器作為后輪制動(dòng)器的經(jīng)典乘用車車型有德國(guó)大眾公司生產(chǎn)的桑塔納轎車、捷達(dá)轎車，奧迪 100 型以及中國(guó)第一汽車集團(tuán)最新生產(chǎn)的威志 1.6 MT 小轎車等等。2.3 CA7160 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 15 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 15 -AACCB12456711561781920 B 3圖 2-3CA7160 后輪制動(dòng)器為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)蹄采用浮式支撐。制動(dòng)蹄上下支撐面均加工成弧面，下端支靠在固定于制動(dòng)底板上的支撐板上。輪缸活塞通過(guò)支撐塊對(duì)制動(dòng)蹄的上端施加促動(dòng)力。這種支撐結(jié)構(gòu)可使整個(gè)制動(dòng)蹄沿支撐平面有一定的浮動(dòng)量，制動(dòng)蹄可以自動(dòng)定心，保證能夠與制動(dòng)鼓全面接觸。這種結(jié)構(gòu)的另一特點(diǎn)是，該行車制動(dòng)系可兼充駐車制動(dòng)器，因此在制動(dòng)器中還裝設(shè)了駐車制動(dòng)機(jī)械促動(dòng)裝置。駐車制動(dòng)杠桿 6 上端用平頭銷 2 與后制動(dòng)蹄 7 連接，其上部卡入駐車制動(dòng)推桿 5 右端的切槽中作為中間支點(diǎn)，下端與拉繩連接。前、后制動(dòng)蹄的腹板卡在駐車制動(dòng)推桿 5 兩端的切槽中。駐車制動(dòng)推桿外彈簧 4 左端鉤在推桿 5 的左彎舌上，本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 16 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 16 -而右端鉤在后制動(dòng)蹄 7 的腹板上，駐車制動(dòng)推桿內(nèi)彈簧 3 的左端鉤在前制動(dòng)蹄17 的腹板上，而右端則鉤在推桿 5 的右彎舌上。進(jìn)行駐車制動(dòng)時(shí)，須將駕駛室中的手動(dòng)駐車制動(dòng)操縱桿拉到制動(dòng)位置，經(jīng)一系列杠桿和拉繩傳動(dòng)，將駐車制動(dòng)杠桿 6 下端向前拉，使之繞上端支點(diǎn)（平頭銷2）轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其中間支點(diǎn)推動(dòng)制動(dòng)推桿 5 左移，將前制動(dòng)蹄 17 向左推向制動(dòng)鼓，繼而制動(dòng)杠桿 6 的上端右移，通過(guò)平頭銷使后制動(dòng)蹄 7 上端靠向制動(dòng)鼓，直到兩蹄都?jí)嚎康街苿?dòng)鼓上，從而實(shí)現(xiàn)了駐車制動(dòng)。解除制動(dòng)時(shí)，應(yīng)將駐車制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)推回到不制動(dòng)位置，制動(dòng)杠桿 6 在回位彈簧作用下回位，同時(shí)制動(dòng)蹄回位彈簧 11 將兩蹄拉攏。推桿內(nèi)、外彈簧 3 和 4除可將兩蹄拉回到原始位置之外，還可以防止制動(dòng)推桿在不工作時(shí)竄動(dòng)，碰撞制動(dòng)蹄而產(chǎn)生噪聲。2.4 CA7160 后輪制動(dòng)器主要參數(shù)的確定2.4.1 主要參數(shù)的確定確定方法1）制動(dòng)鼓內(nèi)徑 D輸入力 一定時(shí)，制動(dòng)鼓內(nèi)徑越大，制動(dòng)力矩越大，且散熱能力也越強(qiáng)。0F但增大 D(圖 8—7)受輪輞內(nèi)徑限制。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于 20mm，否則不僅制動(dòng)鼓散熱條件太差．而且輪輞受熱后可能粘住內(nèi)胎或烤壞氣門嘴。制動(dòng)鼓應(yīng)有足夠的壁厚，用來(lái)保證有較大的剛度和熱容量，以減小制動(dòng)時(shí)的溫升。制動(dòng)鼓的直徑小，剛度就大．并有利于保證制動(dòng)鼓的加工精度。制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比 D/ 的范圍如下：rD轎車：D/ ＝0.64～0.74 貨車：D/ ＝0.70～0.83r r制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZBT24005－89 《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》選取。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 17 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 17 -圖 2-4 鼓式制動(dòng)器主要技術(shù)參數(shù)2)摩擦襯片寬度 b 和包角 β摩擦襯片寬度尺寸 b 的選取對(duì)摩擦襯片的使用壽命有影響。襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速度快，襯片壽命短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量大．不易加工，并且增加了成本。制動(dòng)鼓半徑 R 確定后，襯片的摩擦面積為 ＝Rβb.制動(dòng)器各蹄襯片總的摩pA擦面積 越大，制動(dòng)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?pA性越好。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料分析，單個(gè)車輪鼓式制動(dòng)器的襯片面積隨汽車總質(zhì)量增大而增大，具體數(shù)據(jù)見表 2—2。表 2—2汽車類別 汽車總質(zhì)量 am單個(gè)制動(dòng)器總的襯片摩擦面積/pA2cm本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 18 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 18 -乘用車 0.9～1.51.5～2.5100～200200～300貨車及客車1.0～1.51.5～2.52.5～3.53.5～7.07.0～12.012.0～17.0120～200150～250（多為 150～200）250～400300～650550～1000600～1500（多為 600～1200）試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角 β＝ 時(shí)，磨損最小，制動(dòng)鼓溫度最低，??10~9且制動(dòng)效能最高。β 角減小雖然有利于散熱，但單位壓力過(guò)高將加速磨損。實(shí)際上包角兩端處單位壓力最小，因此過(guò)分延伸襯片的兩端以加大包角，對(duì)減小單位壓力的作用不大，而且將使制動(dòng)不平順，容易使制動(dòng)器發(fā)生自鎖。因此，包角—般不宜大于 120。襯片寬度 b 較大可以減少磨損，但過(guò)大將不易保證與制動(dòng)鼓全面接觸。尺寸系列見 ZB T24005—89。3)摩擦襯片起始角 0?摩擦襯片起始角 如圖 2-3 所示。通常是將摩擦襯片布置在制動(dòng)蹄外緣的中央，并令 。有時(shí)為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對(duì)于2/90???最大壓力點(diǎn)對(duì)稱布置，以改善制動(dòng)效能和磨損的均勻性。4)張開力 P 的作用線到制動(dòng)器中心的距離 e在滿足輪缸或制動(dòng)凸輪能夠布置于制動(dòng)鼓內(nèi)的條件下，應(yīng)使距離 a(圖 2-3)盡可能地大，以提高其制動(dòng)效能。初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫取 e＝0.8R 左右。5)制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)坐標(biāo) a 和 c應(yīng)在保證兩蹄支撐端毛面不致互相干涉的條件下，使 a 盡可能的大而 c 盡可能的小（圖 2-3） 。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可暫定 a=0.8R.本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 19 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 19 -2.4.2 CA7160 后輪制動(dòng)器主要參數(shù)選擇結(jié)果主要參數(shù)選擇結(jié)果列表如下制動(dòng)鼓內(nèi)徑 D 200mm寬度 b 5mm包角 β ?90起始角 0?45摩擦襯片摩擦面積 pA188.5 2cm張開力 P 的作用線到制動(dòng)器中心的距離 e 80mma 80mm制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)坐標(biāo)c 10mm2.5 CA7160 后輪制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.5.1 制動(dòng)鼓制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過(guò)極限值。制動(dòng)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(dòng)鼓有鑄造和組合式兩種。鑄造制動(dòng)鼓多選用灰鑄鐵制造具有機(jī)械加工容易、耐磨、熱容量大等優(yōu)點(diǎn)。為防止制動(dòng)鼓工作時(shí)受載變形，常公制動(dòng)鼓的外圓周部分鑄有肋，用來(lái)加強(qiáng)剛度和增加散熱效果(圖 2－4a)。精確計(jì)算制動(dòng)鼓望厚既復(fù)雜又困難，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。轎車制動(dòng)鼓壁厚取為 7—12mm，貨車取為13—18mm。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 20 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 20 -圖 2-52.5.2 制動(dòng)蹄轎車和輕型貨車的制動(dòng)蹄廣泛采用 T 形型鋼輾壓或用鋼板焊接制成，重型貨車的制動(dòng)蹄則多用鑄鐵或鑄鋼鑄成。制動(dòng)蹄的斷面形狀和尺寸應(yīng)保證其剛度。但小型汽車用鋼板制成的制動(dòng)蹄腹板上往往開一條或兩條徑向槽，使蹄的彎曲剛度小些．其目的是襯片磨損較為均勻，并減小制動(dòng)時(shí)的尖叫聲。重型汽車的制動(dòng)蹄斷面有工字形、山字形和 Π 字形幾種。制動(dòng)蹄腹板和翼緣的厚度，轎車為3～5mm．貨車約為 5～8mm。為了提高效率，增加制動(dòng)蹄的使用壽命和減輕磨損，在中、重型貨車的鑄造制動(dòng)蹄靠近張開凸輪一端，設(shè)置有滾輪或者鑲裝有支持張開凸輪的墊片 (圖 2-5)。制動(dòng)蹄和摩擦片可以鉚接，也可以粘接。粘接的優(yōu)點(diǎn)在于襯片更換前允許磨損的厚度較大，又缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜、且不易更換襯片。鉚接的噪聲較小。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 21 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 21 -圖 2-62.5.3 制動(dòng)底板制動(dòng)底板是除制動(dòng)鼓外制動(dòng)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(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)有足夠的剛度。為此，由鋼板沖壓成形的制動(dòng)底板均具有凸凹起伏的形狀。重型汽車則采用可鑄鐵 KTH370-12 的制動(dòng)底板。剛度不足會(huì)使制動(dòng)力矩減小，踏板行程加大，襯片磨損也不均勻。2.5.4 制動(dòng)蹄的支承二自由度制動(dòng)蹄的支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并能使制動(dòng)蹄相對(duì)制動(dòng)鼓自行定位。為了使具有支撐銷的一個(gè)自由度的制動(dòng)蹄的工作表面與制動(dòng)鼓的工作表面同軸心，應(yīng)使支撐位置可調(diào)。例如采用偏心支撐承銷或偏心輪。支撐銷由 45 號(hào)鋼制造并高頻淬火。其支座為可鍛鑄鐵（KHT370-12）或球墨鑄鐵（QT400-18）件。青銅偏心輪可保持制動(dòng)蹄腹板上的支承孔的完好性并防止這些零件的腐蝕磨損。具有長(zhǎng)支承銷的支承能可靠的保持制動(dòng)蹄的正確安裝位置，避免側(cè)向偏擺。有時(shí)在制動(dòng)底板上附加一壓緊裝置，使制動(dòng)蹄中部靠向制動(dòng)底板，而在輪缸活塞頂塊上或在張開機(jī)構(gòu)調(diào)整推桿端部開槽供制動(dòng)腹板張開端插入，以保持制動(dòng)蹄的本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 22 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 22 -正確位置。2.5.5 制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸為液壓制動(dòng)系采用的活塞式制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵 HT250 制成。其缸筒為通孔，需鏜磨?；钊射X合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_槽頂塊，以支承插入槽中的制動(dòng)蹄腹板端部或端部接頭處。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡皮密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動(dòng)輪缸有兩個(gè)等直徑活塞；少數(shù)有四個(gè)等直徑活塞；雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器的兩蹄則各用一個(gè)單活塞制動(dòng)輪缸推動(dòng)。2.5.6 摩擦襯片摩擦襯片(襯塊)的材料應(yīng)滿足如下要求：1)具右一定的穩(wěn)定的摩擦因數(shù)。在溫度、壓力升高扣工作速度發(fā)生變化時(shí)，摩擦因數(shù)變化盡可能小。2)具有良好的耐磨性。不僅摩擦襯片(塊)應(yīng)有足夠的使用壽命，而且對(duì)偶摩擦副的磨耗也要求盡可能小。如盤式制動(dòng)器的摩擦襯塊硬度過(guò)高．則制動(dòng)盤磨損嚴(yán)重，所以這樣的襯塊并不可取。通常要求制動(dòng)盤的磨耗不大于襯塊的 1/10。3)要有盡可能小的壓縮率和膨脹率。壓縮變形太大影響制動(dòng)主缸的排量和踏板行程，降低制動(dòng)靈敏度。熱膨脹率過(guò)大，摩擦襯塊和制動(dòng)盤要產(chǎn)生拖磨，龍其對(duì)鼓式制動(dòng)器襯片受熱膨脹消除間隙后，可能產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。4)制動(dòng)時(shí)不易產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。5)應(yīng)采用對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。6)有較高的耐擠壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，以及足夠的抗剪切能力。7)摩擦襯塊的熱傳導(dǎo)率應(yīng)控制在一定范圍。要求摩擦襯塊在 300℃加熱板上作用 30min后，背板的溫度不超過(guò) 。防止防塵罩、密封圈過(guò)早老化和制動(dòng)液溫度迅速C?190升高。以前制動(dòng)器摩擦襯片使用的是由增強(qiáng)材料(石棉及其它纖維)、粘結(jié)劑、摩擦本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 23 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 23 -性能調(diào)節(jié)劑組成的石棉摩阻材料。它有制造容易、成本低、不易刮傷對(duì)偶等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗钟心蜔嵝阅懿?，隨著溫度升高而摩擦因數(shù)降低、磨耗增高和對(duì)環(huán)境有污染，特別是石棉能致癌．所以已逐漸遭受淘汰。由金屬纖維、粘結(jié)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成的半金屬摩阻材料，具有較高的耐熱性和耐磨性，特別是因?yàn)闆]有石棉粉塵公害．近來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。粉末冶金無(wú)機(jī)質(zhì)金屬摩阻材料，雖然具有耐熱性好、摩擦性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)樗闹圃旃に噺?fù)雜、成本高、容易產(chǎn)生噪聲和刮傷對(duì)偶等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用并不廣泛，僅用于重型貨車上。2.5.7 CA7160 后輪制動(dòng)器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果材料 HT200外徑 264mm許用不平衡度 18 cmN?制動(dòng)鼓壁厚 7cm材料 Q235制動(dòng)蹄腹板厚度 5mm材料 Q235制動(dòng)底板厚度 5mm材料 QT400-18制動(dòng)蹄支撐尺寸 見設(shè)計(jì)圖紙材料 殼體為 HT250 其余為 Q235制動(dòng)輪缸結(jié)構(gòu)尺寸 見設(shè)計(jì)圖紙材料 半金屬摩阻材料摩擦襯片結(jié)構(gòu)尺寸 見設(shè)計(jì)圖紙2.5.8 CA7160 后輪制動(dòng)器蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置CA7160 采用楔塊式間隙自調(diào)裝置。如圖 2-3 所示，間隙自調(diào)裝置的楔形調(diào)節(jié)塊 20 夾在前制動(dòng)蹄 17 和駐車制動(dòng)推桿 5 之間形成的切槽中。在正常的制動(dòng)間本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 24 頁(yè) 共 57 頁(yè)- 24 -隙(0.2～0.3mm)下制動(dòng)時(shí)，外彈簧 4 被拉伸，兩制動(dòng)蹄靠到制動(dòng)鼓上、施以制動(dòng)。此時(shí)，由于內(nèi)彈簧 3 的剛度大于外彈簧 4 的剛度，故不被拉伸，內(nèi)彈簧 3 連同駐車制動(dòng)推桿 5 與前制動(dòng)蹄 17 一起左移靠到制動(dòng)鼓上。當(dāng)制功蹄磨損、制動(dòng)器間隙過(guò)大并進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，外彈簧 8 首先被拉伸到一定程度，內(nèi)彈簧 11 也被拉伸，使駐車制動(dòng)推桿與前制動(dòng)蹄間形成的切槽寬度增大．則切槽與楔形調(diào)節(jié)塊之間的間隙也就增大了，于是楔形調(diào)節(jié)塊在彈簧 3 的拉力作用下向下移動(dòng)，從而填補(bǔ)了上述間隙增量，使制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓又恢復(fù)到正常制動(dòng)器間隙量。這種制動(dòng)器間隙自調(diào)裝置也屬一次調(diào)準(zhǔn)式。制動(dòng)器中的過(guò)量間隙并不充全是由于摩擦副磨損所致，還有一部分是出于制動(dòng)鼓熱膨脹而直徑增大所致。制動(dòng)時(shí)所需活塞行程增大到超過(guò)間隙△所限定的數(shù)值．原因也不僅是制動(dòng)器的過(guò)量間隙，還有鼓和蹄的彈性變形。所以，確定冷態(tài)制動(dòng)器間隙自調(diào)裝置中的間隙△時(shí)，就要盡量將可能產(chǎn)生的制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓的彈性變形和熱變形考慮在內(nèi)。但是，為了不使制動(dòng)踏板行程增加過(guò)多，確定△值時(shí)并沒有計(jì)入上述種種變形的最大值。因此，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)大的上述各項(xiàng)變形時(shí)，一次調(diào)準(zhǔn)式自調(diào)裝置將不加區(qū)別地一律隨時(shí)加以補(bǔ)償．造成“調(diào)整過(guò)頭” 。這樣，當(dāng)制動(dòng)器恢復(fù)到冷態(tài)時(shí)，即使完全放松制動(dòng)踏板，制動(dòng)器也不會(huì)徹底放松，而是發(fā)生“拖磨”甚至“抱死” ，因?yàn)樽哉{(diào)整裝置只能將間隙調(diào)小而不能調(diào)大。2.6 CA7160 后輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算2.6.1 壓力沿襯片的分布規(guī)律CA7160 制動(dòng)器制動(dòng)蹄有兩個(gè)自由度，其緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律分析如下：如圖所示將坐標(biāo)原點(diǎn)取在制動(dòng)鼓中心 O 點(diǎn)。 坐標(biāo)軸線通過(guò)蹄片瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中1y心 點(diǎn)1A