汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)【盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】
汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)【盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS,汽車(chē)制動(dòng)器設(shè)計(jì)【盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,汽車(chē),制動(dòng)器,設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks
洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
前 言
汽車(chē)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域,其獨(dú)有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等眾多指標(biāo),也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)行駛的一個(gè)重要主動(dòng)安全系統(tǒng),其性能的好壞對(duì)汽車(chē)的行駛安全有著重要影響。隨著汽車(chē)的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高,更加需要高性能.長(zhǎng)壽命的制動(dòng)系統(tǒng)。其性能的好壞對(duì)汽車(chē)的行駛安全有著重要影響,如果此系統(tǒng)不能正常工作,車(chē)上的駕駛員和乘客將會(huì)受到車(chē)禍的傷害。
鑒于制動(dòng)系統(tǒng)的重要性,本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是運(yùn)輸車(chē)輛中的制動(dòng)器,目前廣泛使用的是摩擦式制動(dòng)器,摩擦式制動(dòng)器就其摩擦副的結(jié)構(gòu)形式可分成鼓式、盤(pán)式和帶式三種。其中盤(pán)式制動(dòng)器較為廣泛。盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車(chē)固定部位相連的部件與一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)盤(pán)兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動(dòng)盤(pán)工作表面的一小部分的盤(pán)式制動(dòng)器稱(chēng)為鉗盤(pán)式制動(dòng)器;摩擦材料覆蓋制動(dòng)盤(pán)全部工作表面盤(pán)式制動(dòng)器稱(chēng)為全盤(pán)式制動(dòng)器。現(xiàn)代汽車(chē)中以單盤(pán)單鉗式的鉗盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用最為廣泛,僅有個(gè)別大噸位礦用自卸車(chē)采用單盤(pán)三鉗和雙盤(pán)單鉗的鉗盤(pán)式制動(dòng)器,以及全盤(pán)式制動(dòng)器。
鉗盤(pán)制動(dòng)器和浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。式制動(dòng)器分為定鉗盤(pán)式定鉗盤(pán)式為制動(dòng)鉗固定在制動(dòng)盤(pán)兩側(cè),且在其兩側(cè)均設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)。浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器僅在制動(dòng)盤(pán)一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)的制動(dòng)鉗,借其本身的浮動(dòng),而在制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。又分為制動(dòng)鉗可相對(duì)于制動(dòng)鉗可相對(duì)于制動(dòng)盤(pán)軸向滑動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器;與制動(dòng)鉗可在垂直于制動(dòng)盤(pán)的平面內(nèi)擺動(dòng)的擺動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。
本次設(shè)計(jì)共七章內(nèi)容,在田全忠導(dǎo)師的指導(dǎo)下,結(jié)合有關(guān)的書(shū)籍和手冊(cè)而完成。田老師在我的設(shè)計(jì)中做了全程輔導(dǎo),并最后對(duì)本設(shè)計(jì)做了認(rèn)真詳細(xì)的審閱,提出了許多寶貴的意見(jiàn),我在此向他表示誠(chéng)摯的感謝。
由于本人水平有限,設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免,懇請(qǐng)批評(píng)指正。
第一章 盤(pán)式制動(dòng)器概述
§1.1盤(pán)式制動(dòng)器原理及特點(diǎn)
圖.1-1增力式盤(pán)式制動(dòng)器零件圖
1、2—壓盤(pán) 3、7—摩擦盤(pán) 4—半軸殼 5—半軸 6—回位彈簧 8—中間殼體 9—調(diào)整螺栓 10—斜拉桿11—調(diào)節(jié)叉 12—拉桿13—壓盤(pán)凸肩14—?dú)んw肩臺(tái)
上圖是運(yùn)輸車(chē)輛增力式盤(pán)式制動(dòng)器零件圖。在差速器的每一側(cè)半軸上,用花鍵安裝著兩個(gè)粘有摩擦襯面的摩擦盤(pán)3和7,它們能在花鍵軸上來(lái)回滑動(dòng),是制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)部分。在兩摩擦盤(pán)之間有一對(duì)可鍛鑄鐵的圓形壓盤(pán)1和2,它們的表面支承在半軸殼4的三個(gè)凸肩上,并能在較小的弧度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩壓盤(pán)內(nèi)側(cè)面的五個(gè)卵圓形凹坑中裝有五個(gè)鋼球,兩壓盤(pán)用三根彈簧6拉緊。在中間蓋8和摩擦盤(pán)4上,與摩擦盤(pán)相對(duì)著的表面經(jīng)過(guò)加工。摩擦盤(pán)與壓盤(pán)間,以及摩擦盤(pán)與半軸殼和中間蓋間,在不制動(dòng)時(shí)都有一定間隙。制動(dòng)時(shí),制動(dòng)踏板通過(guò)斜拉桿使兩壓盤(pán)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)凹坑中夾著的五個(gè)鋼球就從坑底向坑邊滾動(dòng),將兩壓盤(pán)擠開(kāi),兩壓盤(pán)就將旋轉(zhuǎn)著的兩個(gè)摩擦盤(pán)分別推向半軸殼和中間蓋,使各相對(duì)摩擦表面間產(chǎn)生摩擦扭矩,最終將半軸制動(dòng)。如果放松制動(dòng)踏板,則彈簧6又將兩壓盤(pán)拉緊復(fù)原,使鋼球進(jìn)入坑底,恢復(fù)了摩擦盤(pán)兩側(cè)的間隙。
盤(pán)式制動(dòng)器在上述制動(dòng)過(guò)程中有增力作用。當(dāng)摩擦盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí);作用在壓盤(pán)上的摩擦扭矩將使它們跟隨旋轉(zhuǎn),但當(dāng)壓盤(pán)1由于其凸起13受到半軸殼上的凸肩14的限制而不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),壓盤(pán)2則在摩擦扭矩的作用下將相對(duì)于壓盤(pán)1作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),協(xié)助鋼球繼續(xù)將兩壓盤(pán)擠開(kāi),使操縱省力。當(dāng)摩擦盤(pán)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),和上述過(guò)程相似地起增力作用。因此不管運(yùn)輸車(chē)輛前進(jìn)還是倒退,制動(dòng)時(shí)盤(pán)式制動(dòng)器都有增力作用。
與帶式和蹄式制動(dòng)器相比,盤(pán)式制動(dòng)器除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜外有一系列優(yōu)點(diǎn):如結(jié)構(gòu)緊湊,操縱省力,制動(dòng)效果好,襯面磨損較均勻,間隙不需調(diào)整,封閉性好不易進(jìn)泥水,且散熱容易,故使用壽命較長(zhǎng)等。這些特點(diǎn)使它得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
§1.2 盤(pán)式制動(dòng)器的主要元件
§1.2.1制動(dòng)盤(pán)
一、制動(dòng)盤(pán)直徑D
制動(dòng)盤(pán)直徑D應(yīng)盡可能取大些,這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加,可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力,減少襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制,制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%一79%??傎|(zhì)量大于2t的汽車(chē)應(yīng)取上限。
二、制動(dòng)盤(pán)厚度h
制動(dòng)盤(pán)厚度對(duì)制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小些,制動(dòng)盤(pán)厚度不宜取得很大;為了降低溫度,制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜取得過(guò)小。制動(dòng)盤(pán)可以做成實(shí)心的,或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動(dòng)盤(pán)中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為10—20,通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取為20~50,采用較多的是20—30。在高速運(yùn)動(dòng)下緊急制動(dòng), 制動(dòng)盤(pán)會(huì)形成熱變形, 產(chǎn)生顫抖。為提高制動(dòng)盤(pán)摩擦面的散熱性能, 大多把制動(dòng)盤(pán)做成中間空洞的通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán), 這樣可使制動(dòng)盤(pán)溫度降低20 %~30 %。
三、制動(dòng)盤(pán)的安裝
制動(dòng)盤(pán)安裝在輪轂上, 與車(chē)輪形成整體旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)盤(pán)是旋轉(zhuǎn)部件, 與摩擦襯塊之間只有微小的間隙。從制動(dòng)盤(pán)中心到摩擦襯塊磨合中心稱(chēng)為制動(dòng)盤(pán)有效半徑。根據(jù)杠桿原理,如摩擦力相同,則制動(dòng)盤(pán)的有效半徑越大, 制動(dòng)力就越大。
四、制動(dòng)盤(pán)的維修
制動(dòng)盤(pán)都是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),以使在制動(dòng)盤(pán)使用期限內(nèi)保持制動(dòng)表面各項(xiàng)指標(biāo)的允差,這些指標(biāo)是平行度、平面度以及橫向擺差。保持關(guān)于制動(dòng)表面形狀的精度的允差,有助于盡量減少制動(dòng)粗暴及踏板脈動(dòng)。
制動(dòng)盤(pán)表面粗糙度必須保持在60μm特定范圍內(nèi),或者更小些。需要控制制動(dòng)表面粗糙度,盡量減少踏板費(fèi)力、過(guò)大的制動(dòng)衰退、反常性能的問(wèn)題??刂票砻娲植诙韧瑯幽芴岣吣Σ烈r片的壽命。
每當(dāng)維修制動(dòng)摩擦塊或卡鉗、或者換位車(chē)輪或?yàn)榱似渌?lèi)型工作而拆卸車(chē)輪,總要檢查盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)。不要忘記,伴隨盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)而發(fā)生的許多問(wèn)題,一般用肉眼檢查一下,可能不是很明顯的。制動(dòng)盤(pán)厚度、平行度、擺差、平面度。以及刮痕深度等,只能用準(zhǔn)確的測(cè)量?jī)x和千分尺進(jìn)行測(cè)量。精密的測(cè)量工具及現(xiàn)代的精加工設(shè)備,對(duì)維修好制動(dòng)盤(pán)來(lái)說(shuō),是至關(guān)重要的。
§1.2.2制動(dòng)摩擦襯塊
摩擦襯塊是指鉗夾活塞推動(dòng)擠壓在制動(dòng)盤(pán)上的摩擦材料。摩擦襯塊分為摩擦材料和底板,兩者直接壓嵌在一起。
摩擦襯塊外半徑只與內(nèi)半徑及推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大,工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多,磨損不均勻,接觸面積減少,最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。
對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器襯塊工作面積A,推薦根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車(chē)質(zhì)量在1.6~3.5范圍內(nèi)選用。
由于摩擦,摩擦襯塊會(huì)產(chǎn)生磨損。摩擦材料使用完后, 底板和制動(dòng)盤(pán)直接接觸會(huì)喪失制動(dòng)效果, 損壞制動(dòng)盤(pán)。制動(dòng)盤(pán)損壞后,修理費(fèi)用十分昂貴。
為避免損壞制動(dòng)盤(pán),過(guò)去,用戶(hù)靠定期車(chē)檢來(lái)確定摩擦襯塊的剩余量; 后來(lái), 在底板上安裝摩擦襯塊磨損指示器, 當(dāng)摩擦襯塊已磨損到剩余量很少時(shí), 指示器與制動(dòng)盤(pán)接觸, 當(dāng)司機(jī)踏制動(dòng)踏板時(shí), 就發(fā)出異常的聲響; 現(xiàn)在有一種更加準(zhǔn)確提醒摩擦襯塊磨損的方法, 即安裝電子式磨損指示器, 當(dāng)摩擦襯塊磨損后, 磨損指示器中的線(xiàn)路斷掉,警示燈亮。
§1.3 盤(pán)式制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)
在一般拖拉機(jī)上,制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)幾乎都是機(jī)械式的。制動(dòng)踏板通過(guò)一些桿件與制動(dòng)元件相連。當(dāng)摩擦襯面磨損后,為了調(diào)整踏板的自由行程,有一些桿件的長(zhǎng)度是可調(diào)的,如利用調(diào)節(jié)叉來(lái)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。左右制動(dòng)器的踏板可用連接板連接,以便同時(shí)制動(dòng)兩驅(qū)動(dòng)輪。當(dāng)松開(kāi)制動(dòng)時(shí),制動(dòng)踏板都應(yīng)該有回位彈簧使其自動(dòng)回位。為使運(yùn)輸車(chē)輛能在斜坡上停車(chē)或在作固定作業(yè)時(shí)不讓其隨意移動(dòng)位置,在操縱機(jī)構(gòu)中都有停車(chē)鎖定裝置,它能卡住已踏下的制動(dòng)踏板,使其不能回位,以使制動(dòng)器能在沒(méi)有駕駛員操縱的情況下長(zhǎng)時(shí)間地處于制動(dòng)狀態(tài)。
帶式和蹄式制動(dòng)器踏板的自由行程一般為40~80,盤(pán)式制動(dòng)器踏板的自由行程稍大些,這是因?yàn)楸P(pán)式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件和制動(dòng)元件間的總間隙較小,如果自由行程過(guò)小,駕駛員稍一踏下踏板就已開(kāi)始了制動(dòng),這樣易使摩擦襯面加速磨損。左右踏板的行程必須一致,否則拖拉機(jī)在緊急制動(dòng)時(shí)會(huì)容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)而發(fā)生安全事故。
如果用作直線(xiàn)行駛中降速或停車(chē),則必須注意首先分離主離合器然后再制動(dòng);如果用作協(xié)助履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向,則必須注意首先分離慢速側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器,然后再制動(dòng)該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪。
第二章 盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
§2.1 制動(dòng)器設(shè)計(jì)中的分析
在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中,和是根據(jù)制動(dòng)力矩的大小,允許的表面單位壓力和制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的合理布置等決定的,一般不考慮對(duì)加力效果的影響,當(dāng)摩擦材料選定后,系數(shù)μ也是一個(gè)既定的數(shù)值。因此要使制動(dòng)器滿(mǎn)足一定的加力效果,關(guān)鍵在于合理的確定球槽斜角α。
可以看出,當(dāng)球槽斜角α減少時(shí),加力系數(shù)變大,操縱省力。但是,α的減少受到自剎的限制。如果α較小,則只要壓盤(pán)與摩擦片開(kāi)始接觸后,不需要駕駛員的操縱力,制動(dòng)器就會(huì)自行制動(dòng),這是我們不希望的。因此,不自剎的條件為:
>μ(/) (2-1)
式中 μ-摩擦系數(shù)
-擦力合力的作用半徑;
-鋼球至中心的距離。
加力系數(shù)愈大,表示操縱力減少愈多。但必須指出,加力系數(shù)并不代表操縱力實(shí)際減少的比例。因?yàn)閷?shí)際操縱力取決于主拉桿的拉力,即與的合力,而不是與的代數(shù)和。其中為斜拉桿對(duì)壓盤(pán)1的拉力;為斜拉桿對(duì)壓盤(pán)2的拉力。
從以上分析看出,盤(pán)式制動(dòng)器之所以結(jié)構(gòu)緊湊,在于它在同樣體積下可獲得較多的摩擦面積。它的加力效果顯著,使操縱力很小。并與被制動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。由于摩擦面上的壓力分布比較均勻,因此磨損均勻,延長(zhǎng)了摩擦片的壽命,減少了調(diào)整次數(shù)。壓力分布均勻?qū)τ跍p少結(jié)構(gòu)尺寸也很有利(因?yàn)槟Σ疗哪p取決于最大的單位壓力及單位摩滑功)。此外,在盤(pán)式制動(dòng)器中各徑向力相互平衡,減少了軸和軸承上的載荷。
§2.2 制動(dòng)器的基本參數(shù)
§2.2.1先確定制動(dòng)力矩
一、車(chē)輛在行駛中制動(dòng)
==454.5 (2-2)
式中 —車(chē)輛整機(jī)使用質(zhì)量,=2100kg;
—車(chē)輛驅(qū)動(dòng)附著系數(shù),=0.7;
—車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪胎動(dòng)力半徑,=0.625m
L—車(chē)輛軸距,L=1950mm;
a—車(chē)輛質(zhì)心縱坐標(biāo), a=780mm;
h—車(chē)輛質(zhì)心高度坐標(biāo),h=700mm;
—制動(dòng)器至驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)比,=4.846。
二、車(chē)輛在坡道上停車(chē)
==438 (2-3)
式中 —坡道停車(chē)時(shí)坡度角,=;
—車(chē)輛滾動(dòng)阻力系數(shù),=0.02;
取大值=454.5作為制動(dòng)器計(jì)算力矩。
§2.2.2確定摩擦盤(pán)尺寸
摩擦盤(pán)的外徑和內(nèi)徑的數(shù)值主要取決于單位壓力和單位摩滑功。計(jì)算時(shí)假設(shè)單位壓力是均勻的,摩擦面上的單位壓力可用下式計(jì)算:
==[]=0.30.5 (2-4)
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,摩擦力的合力半徑,近似地可以按內(nèi)外徑的平均值進(jìn)行計(jì)算,即
= (2-5)
若令=0.55即代入式(2-4)后,可得:
= (2-6)
根據(jù)上述關(guān)系,便可按下式求得:
(2-7)
國(guó)內(nèi)的一般運(yùn)輸車(chē)輛<300000~500000,這里=300000,系數(shù)的數(shù)值一般在0.5~0.6范圍內(nèi)選擇,這里選為=0.55 所以,有
=
式中: μ—摩擦片的干摩擦系數(shù),μ=0.3;
—摩擦面對(duì)數(shù), =4。
=0.55×90.6 = 49.83
按上述方法求得的和還應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)安排情況加以修整,查閱國(guó)內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛盤(pán)式制動(dòng)器的有關(guān)參數(shù),現(xiàn)對(duì)和做一些修整,取=50mm,=90mm
§2.2.3制動(dòng)器的磨損驗(yàn)算
由(2-4)式可得出:
壓緊力 ==== 5411(2-8)
單位壓力 ===307722 N/m2 (2-9)
單位滑磨功=
式中-線(xiàn)速度
=== (2-10)
式中 —發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速,=2000r/min;
—變速箱最高檔的傳動(dòng)比,=;
—中央傳動(dòng)比,=。
所以,有 ==0.3×303228×4.95=0.5
單位壓力是制動(dòng)器工作壽命的重要參數(shù),取得過(guò)大,制動(dòng)器易磨損,但值過(guò)小將增大制動(dòng)器的尺寸,對(duì)于一般的國(guó)內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛要求<300000~500000,上述中驗(yàn)算的=307722滿(mǎn)足要求,故合適。
在求得和后,還應(yīng)驗(yàn)算單位滑磨功A。單位摩滑功按摩擦片外圓來(lái)計(jì)算,因?yàn)樵撎巿A周速度最高。對(duì)于一般的國(guó)內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛要求< 0.5~0.8,上述中驗(yàn)算滿(mǎn)足要求,故合適。
§2.2.4踏板操縱力
鋼球?qū)罕P(pán)的作用力通過(guò)球槽的法線(xiàn)方向,該力可分為軸向力和圓周力,其關(guān)系為:(圖.2-1)表示受力:
圖.2-1鋼球受力分析圖
= (2-11)
式中 —鋼球的圓周力
在軸向壓力的作用下,摩擦表面之間將產(chǎn)生摩擦力矩即制動(dòng)力矩,其數(shù)值為:
= (2-12)
式中 —摩擦因數(shù);
—摩擦力合力的作用半徑。
由于每個(gè)壓盤(pán)只具有一個(gè)摩擦面,故所受的摩擦力矩為,這就可以求得每個(gè)壓盤(pán)的力矩平衡關(guān)系。
對(duì)于壓盤(pán)1,(圖.2-2)所示:
圖.2-2壓盤(pán)1受力分析圖
=-μQ (2-13)
式中 -斜拉桿對(duì)壓盤(pán)1的拉力;
-斜拉桿的拉力至中心的距離。
對(duì)于壓盤(pán)2,(圖.2-3)所示:
圖.2-3壓盤(pán)2受力分析圖
=+- (2-14)
式中 -斜拉桿對(duì)壓盤(pán)2的拉力,單位;
—?dú)んw凸肩對(duì)壓盤(pán)2的反力,單位;
—作用力F至中心O的距離,單位。
在摩擦片未磨損時(shí),壓盤(pán)從初始位置只轉(zhuǎn)過(guò)極小的角度就靠住了殼體的凸肩,可近似地認(rèn)為拉力P2 和P1 的合力P通過(guò)中(圖.2-4)所示。根據(jù)壓盤(pán)總成的力矩平衡關(guān)系,可以得出:
= (2-15)
圖.2-4壓盤(pán)總成的受力分析圖
將此式代入式(2-14)后看出,這時(shí)=,由于
因此:斜拉桿的拉力== (2-16)
圖.2-5盤(pán)式制動(dòng)器桿件運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖
如圖:根據(jù)正弦定理得
斜拉桿長(zhǎng)度
則
====1399
新車(chē)時(shí)主拉桿的拉力
=2·· (2-17)
=2×1399×
=1057
兩踏板上的操縱力
2=2/ = 2×1057/15.9=133 (2-18)
式中 —球槽斜角,=33°30′;
—鋼球至制動(dòng)器中心的距離, =70;
—初始中心角,=;
—斜拉桿的傾角=65°;
—壓盤(pán)上與斜拉桿連接的銷(xiāo)孔中心至軸線(xiàn)的距離,=103;
—操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比,=15.9。
§2.2.5踏板操縱行程Sc計(jì)算
踏板自由行程取決于主拉桿的位移A0A及操縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比, 即: =A0A· (2-19)
由于 A0A =OA-OA0,而且 OA0 =·λ+· OA =·λ0+·
綜上可得:有關(guān)系式
OA0=·λ+·
=
=106
OA=·λ0+·
=
=110.3
A0A = OA-OA0 = 110.3-106=4.3
= A0A· =4.3×15.9 =68.37
§2.3 制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是決定斜拉桿的位置和尺寸,進(jìn)行操縱力和制動(dòng)行程(即自由行程)的計(jì)算并確定操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。
斜拉桿的位置和尺寸主要是取決于、L和等參數(shù)的大小。這些參數(shù)對(duì)操縱力和制動(dòng)行程有直接的影響。
愈大操縱力愈小,但結(jié)構(gòu)不緊湊,因此不宜增大的方法來(lái)減小操縱力。根據(jù)對(duì)國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)的統(tǒng)計(jì),當(dāng)、L、ΔL不變時(shí),所取初始中心角愈大,則制動(dòng)后斜拉桿的傾角β也較大,故操縱省力。但隨著增加,若、不變,則要求斜拉桿長(zhǎng)度L愈長(zhǎng),使結(jié)構(gòu)不緊湊,因此要求選擇適當(dāng),一般在39°~40°左右選取,現(xiàn)選取為=39°。
必須指出,當(dāng)摩擦面磨損后,自由行程增加,就要進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)整之后,初始中心角減少,這說(shuō)明盤(pán)式制動(dòng)器的操縱力將隨著摩擦面的磨損而愈來(lái)愈大。
操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須避免運(yùn)動(dòng)的干涉,因此要求與壓盤(pán)的運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的主拉桿必須有擺動(dòng)的可能性;斜拉桿不應(yīng)防礙壓盤(pán)的軸向位移。為此,主拉桿上一般具有球面運(yùn)動(dòng)副,兩個(gè)斜拉桿相鉸接處應(yīng)有足夠的端面間隙來(lái)適應(yīng)軸向移動(dòng)的要求。
第三章 盤(pán)式制動(dòng)器摩擦盤(pán)的設(shè)計(jì)
§3.1 摩擦盤(pán)結(jié)構(gòu)
本次設(shè)計(jì)采用的是石棉纖維類(lèi)摩擦材料,用膠合的方法將摩擦襯片膠在2~3毫米的摩擦盤(pán)上。這種結(jié)構(gòu)摩擦材料可得充分利用(襯片磨損不受鉚釘頭的限制),也不易產(chǎn)生裂縫,但更換襯片較為困難,摩擦盤(pán)輪轂的結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)焊式,結(jié)構(gòu)和制造都較簡(jiǎn)單,但輪轂寬度不大,因而花鍵受力較大。
查閱盤(pán)式制動(dòng)器摩擦盤(pán)的一些數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度單位:mm)
摩擦襯片: 材料石棉離合器片 外徑180
厚度5.8±0.1
摩擦盤(pán)總成: 厚度13±0.15 兩側(cè)面平面度允差0.03
側(cè)面跳動(dòng)允差0.20
如圖3-1所示制動(dòng)器摩擦盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
圖3-1制動(dòng)器摩擦盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
§3.2 摩擦材料類(lèi)型
制動(dòng)器中的一個(gè)回轉(zhuǎn)零件一般為鋼鐵制造的,而與回轉(zhuǎn)零件相接觸,使起制動(dòng)作用的零件,其材料一般為摩擦材料所造的。這摩擦元件是制動(dòng)器的主要組成部分,它性能直接影響到制動(dòng)和結(jié)合過(guò)程。對(duì)摩擦材料性能的基本要求是:
一、摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定,尤其是在一定溫度范圍內(nèi),具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù),具有良好的恢復(fù)和保持原有摩擦值的能力。制動(dòng)摩擦片的摩擦系數(shù)過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響汽車(chē)的制動(dòng)性能。尤其是汽車(chē)在高速行駛中需緊急制動(dòng)時(shí),摩擦系數(shù)過(guò)低就會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)不靈敏,而摩擦系數(shù)過(guò)高就會(huì)出現(xiàn)輪胎抱死現(xiàn)象,進(jìn)而造成車(chē)輛甩尾和打滑,對(duì)行車(chē)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),制動(dòng)摩擦片的適宜工作溫度為100~350℃。但許多劣質(zhì)制動(dòng)摩擦片在溫度達(dá)到250℃時(shí),其摩擦系數(shù)就會(huì)急劇下降,而此時(shí)制動(dòng)就會(huì)完全失靈。一般來(lái)說(shuō),按照SAE標(biāo)準(zhǔn),制動(dòng)摩擦片生產(chǎn)廠(chǎng)商都會(huì)選用FF級(jí)額定系數(shù),即摩擦額定系數(shù)為0.35~0.45。
二、耐摩性好。為了減輕磨損,除提高材料和粘結(jié)劑的耐熱性、耐摩性外,還應(yīng)使摩擦表面光滑。
三、有一定的表面硬度和良好的加工工藝性。制動(dòng)摩擦片的壽命與表面硬度并沒(méi)有一定的關(guān)系。但如果表面硬度高時(shí),制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)盤(pán)的實(shí)際接觸面積小,往往會(huì)影響使用壽命。而影響制動(dòng)摩擦片壽命的主要因素包括硬度、強(qiáng)度、摩擦材料的磨損性等。一般情況下,前制動(dòng)摩擦片的壽命為3萬(wàn)km,后制動(dòng)摩擦片的使用壽命為12萬(wàn)km。
四、有一定的耐油、耐濕、抗腐蝕和抗膠合性能。
摩擦材料有金屬摩擦材料和非金屬摩擦材料兩大類(lèi)。
1. 金屬摩擦材料
金屬摩擦材料有:粉末冶金材料、鑄鐵、鋼和青銅,其中粉末冶金有較高的摩擦系數(shù),導(dǎo)熱性好,工作溫度可達(dá)680℃,許多強(qiáng)度可達(dá)2.8~4.0MPa,耐磨,有良好的熱穩(wěn)定性和磨合性,廣泛用于重載機(jī)器。
金屬摩擦材料強(qiáng)度高,對(duì)水的浸入不敏感,溫度升高時(shí)摩擦系數(shù)下降快,膠合趨勢(shì)大,因而制動(dòng)不穩(wěn)定。
2. 非金屬摩擦材料
這類(lèi)材料有:石棉摩擦材料,它的應(yīng)用最廣,有機(jī)摩擦材料,如橡膠、皮革和木材主要用于小功率低速機(jī)器制動(dòng);紙基摩擦材料,主要用在油介質(zhì)中工作的制動(dòng)器,它有摩擦系數(shù)穩(wěn)定,磨損小,靜和動(dòng)
摩擦系數(shù)很接近的特點(diǎn);碳基摩擦材料,是較晚出現(xiàn)的一種材料,耐高溫性能好,可在800~1000℃,摩擦系數(shù)穩(wěn)定,耐磨性好。
制動(dòng)器上用的摩擦材料,絕大多數(shù)是石棉制品,其基本成分是石棉、粘結(jié)劑和用以調(diào)節(jié)摩擦性能的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)填料。石棉摩擦材料又分為紡織類(lèi)和纖維類(lèi):
(1)紡織類(lèi)石棉制品有石棉橡膠制動(dòng)器片、石棉浸油或耐油制動(dòng)器片、石棉銅絲和石棉樹(shù)脂制動(dòng)器片等,這類(lèi)制品抗沖擊強(qiáng)度好,在常溫下有較高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù),但耐高溫性能較差,磨損較快。
(2)纖維類(lèi)是將短纖維石棉、粘結(jié)劑和各種添加劑等混合后,再經(jīng)熱壓而成,有時(shí)根據(jù)需要也加入少量有色金屬,統(tǒng)稱(chēng)石棉制品,應(yīng)用較廣。
由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有致癌公害問(wèn)題已被逐漸淘汰,取而代之的各種無(wú)石棉型材料相繼進(jìn)行研制,這也是近年來(lái)的發(fā)展方向。摩擦材料尚在不斷發(fā)展,由于材料的組成及制造工藝不同,其摩擦性能往往差別很大,在使用各種摩擦材料時(shí),應(yīng)注意從制造廠(chǎng)取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)再進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。
第四章 盤(pán)式制動(dòng)器壓盤(pán)的設(shè)計(jì)
§4.1 壓盤(pán)的結(jié)構(gòu)
壓盤(pán)是盤(pán)式制動(dòng)器中比較復(fù)雜的零件,加工精度也較高,國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)上大部分用球墨鑄鐵制造,也有用可鍛鑄鐵或灰鑄鐵的。壓盤(pán)厚度15~17毫米,其摩擦表面有較低的粗糙度和較小的不平度。壓盤(pán)上有三個(gè)定心凸臺(tái)與殼體相應(yīng)的內(nèi)圓配合,作為支持并使壓盤(pán)與被制動(dòng)軸同心。壓盤(pán)一般有兩個(gè)凸起,當(dāng)凸起碰到殼體凸肩時(shí),表示摩擦盤(pán)已磨損至極限,應(yīng)更換摩擦襯片。
查閱盤(pán)式制動(dòng)器壓盤(pán)的有關(guān)資料,并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況確定為以下數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度單位:)
制動(dòng)器壓盤(pán): 材料 QT40—10; 厚度 16.5;
摩擦面粗糙度0.8; 平面度允差0.10;
定心凸臺(tái)粗糙度6.3。
如圖4-1所示制動(dòng)器壓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
如圖4-1所示制動(dòng)器壓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
§4.2 壓盤(pán)的球槽
在壓盤(pán)上均勻地分布著3~5個(gè)球槽,其位置在摩擦面中部,使摩擦片均勻地壓緊。許多運(yùn)輸車(chē)輛中廣泛采用卵形槽,這種槽的曲率半徑小,保證鋼球的良好接觸,減少擠壓應(yīng)力,這幾個(gè)球槽間的位置精度有較高的要求,一般用測(cè)量鋼球來(lái)檢驗(yàn)。查閱運(yùn)輸車(chē)輛壓盤(pán)上的球槽以及鋼球的有關(guān)資料,并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)際情況現(xiàn)確定為以下數(shù)據(jù)(長(zhǎng)度單位:mm)
鋼 球: 個(gè)數(shù) 5 規(guī)格 7/8″C IV
球槽的分布: ¢140 位置精度0.05
槽 體: α為 dg22.225
用測(cè)量鋼球檢驗(yàn)時(shí)的測(cè)量值:28.7±0.03
粗糙度6.3
[注] 測(cè)量鋼球均為7/8″AⅢ,直徑為¢22.225-0.002
如圖4-2所示制動(dòng)器球槽結(jié)構(gòu)圖
如圖4-2所示制動(dòng)器球槽結(jié)構(gòu)圖
在壓盤(pán)上還開(kāi)出3~5個(gè)彈簧拉耳,以便不操作時(shí),兩壓盤(pán)在彈簧作用下回位,這些彈簧總的預(yù)拉力約150~250 N。制動(dòng)器殼體內(nèi)有三對(duì)稱(chēng)布置的凸肩,凸肩的內(nèi)圓表面用來(lái)保證壓盤(pán)的對(duì)中定位。其中有兩凸肩在制動(dòng)時(shí)用來(lái)承受壓盤(pán)凸起給予的作用力。通常凸肩與殼體鑄成一體,可保證足夠的鋼度和強(qiáng)度, 但該傳力表面的加工較為困難。
第五章 盤(pán)式制動(dòng)器彈簧
§5.1圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式
彈簧的節(jié)距為P,在自由狀態(tài)下,各圈之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g距,以便彈簧受壓時(shí),有產(chǎn)生相應(yīng)變形的可能。為了使彈簧在壓縮后仍能保持一定的彈性,設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮在最大載荷作用下,各圈之間仍需保留一定的間距。的大小一般推薦為
=0.1d0.2mm
式中 d—彈簧絲的直徑,mm。
彈簧的兩個(gè)端面圈應(yīng)與領(lǐng)圈并緊(無(wú)間隙),只起支承作用,不參與變形,故稱(chēng)為死圈。當(dāng)彈簧的工作圈數(shù)n7時(shí),彈簧每端的死圈約為0.75圈;n>7時(shí),每端的死圈約為11.75圈。彈簧絲的直徑d0.5mm時(shí),彈簧的兩支承端面可不必磨平。d>0.5mm的彈簧兩支承端面則需磨平。磨平部分應(yīng)不少于元周長(zhǎng)的,端頭厚度一般不小于,端面粗糙度應(yīng)低于。
圓柱螺旋拉伸彈簧空載時(shí),各圈應(yīng)相互并攏。另外,為了節(jié)省軸向工作空間,并保證彈簧在空載時(shí)各圈相互壓緊,常在卷繞的過(guò)程中,同時(shí)使彈簧絲繞其本身的軸線(xiàn)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。這樣制成的彈簧,各圈相互間即具有一定的壓緊力,彈簧絲中也產(chǎn)生了一定的預(yù)應(yīng)力,故稱(chēng)為有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧。這種彈簧一定要在外加的拉力大于初拉力后,各圈才開(kāi)始分離,故可較無(wú)預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧節(jié)省軸向的工作空間。拉伸彈簧的端部制有掛鉤,以便安裝和加載。但因在掛鉤過(guò)渡處產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力,故只宜用于彈簧絲直徑10mm的彈簧中。
§5.2 圓柱螺旋彈簧的制造
螺旋彈簧的制造工藝包括:卷制、掛鉤的制作或端面圈的精加工、熱處理、工藝性試驗(yàn)和強(qiáng)壓處理等。
卷制分冷卷及熱卷兩種。冷卷用于經(jīng)預(yù)先熱處理后拉成的直徑d<(810)mm的彈簧絲;直徑較大的彈簧絲制作的強(qiáng)力彈簧則用熱卷。熱卷時(shí)的溫度隨彈簧絲的粗細(xì)在8001000 的范圍內(nèi)選擇。
對(duì)于重要的壓縮彈簧,為了保證兩端的承壓面與其軸線(xiàn)垂直,應(yīng)將端面圈在專(zhuān)用的磨床上磨平。對(duì)于拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧,為了便于聯(lián)接和加載,兩端應(yīng)制有掛鉤或桿臂。彈簧制成后,如再進(jìn)行一次強(qiáng)壓處理,一般可提高其承載能力的25%。
彈簧在完成上述工序后,均應(yīng)進(jìn)行熱處理。冷卷后的彈簧只做回火處理,以消除卷制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。熱卷是需經(jīng)淬火及中溫回火處理。熱處理后的彈簧,表面不應(yīng)出現(xiàn)顯著的脫碳層。
此外,彈簧還需要進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行精度、沖擊、疲勞等試驗(yàn),以檢驗(yàn)彈簧是否符合技術(shù)要求。特別指出的是,彈簧的持久強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度,在很大程度上取決于彈簧絲的表面狀況,所以彈簧絲表面必須光潔,無(wú)裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳會(huì)嚴(yán)重影響材料的疲勞強(qiáng)度和抗沖擊性能。
為了提高承載能力,還可在彈簧制成后進(jìn)行強(qiáng)壓處理或噴丸處理。強(qiáng)壓處理是使彈簧在超過(guò)極限載荷作用下持續(xù)648h,以便在彈簧絲截面的表層高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生塑形變形和有益的與工作應(yīng)力反向的殘余應(yīng)力,使彈簧在工作時(shí)的最大應(yīng)力下降,從而提高彈簧的承載能力。但用于長(zhǎng)期振動(dòng)、高溫或腐蝕性介質(zhì)中的彈簧,不宜進(jìn)行強(qiáng)壓處理。
§5.3 圓柱螺旋彈簧參數(shù)
為了使彈簧能夠正??煽康毓ぷ?,彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限,同時(shí)應(yīng)具有足夠的韌性和塑性,以及良好的可熱處理性。
在本次的運(yùn)輸車(chē)輛制動(dòng)器設(shè)計(jì)中用到了五種圓柱螺旋彈簧,分別為壓盤(pán)回位彈簧、踏板回位彈簧等,現(xiàn)將這五種彈簧的各種參數(shù)列為表5-1所示:
表5-1彈簧參數(shù)
名稱(chēng)
參數(shù)
壓盤(pán)回
位彈簧
鎖 定
爪扭簧
踏板回
位彈簧
差速鎖
搖臂扭簧
差速鎖拔叉回位彈簧
材 料
彈簧鋼
絲—
彈簧鋼
絲—
彈簧鋼
絲—
彈簧鋼
絲—
彈簧鋼
絲—
彈簧絲直徑
2.5
2.5
4
4
彈簧外徑
210.4
20.5
27.5
彈簧內(nèi)徑
25
200.35
自由長(zhǎng)度
23.5
1300.5
17
550.35
旋向
任意
左
任意
右
任意
工作圈數(shù)
3
1
25
3
7
總?cè)?shù)
8.5
實(shí)驗(yàn)高度
(或長(zhǎng)度)
31.5
192
32
實(shí)驗(yàn)載荷
(公斤)
16.5
16.81.68
64.8
第六章 盤(pán)式制動(dòng)器花鍵設(shè)計(jì)
§6.1 花鍵的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用
花鍵連接可用于靜連接或動(dòng)連接。按其齒形的不同,可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線(xiàn)花鍵兩類(lèi),均已標(biāo)準(zhǔn)化。
花鍵連接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成,工作時(shí)依靠鍵齒的側(cè)面來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。由于它是多齒傳遞載荷,所以花鍵連接的承受能力高,同時(shí)齒槽較淺,故對(duì)軸的削弱較小,且定心與導(dǎo)向性良好,但其加工復(fù)雜,需要專(zhuān)用設(shè)備。花鍵聯(lián)接適用于定心精度要求高,載荷大或輪轂經(jīng)常作軸向滑移的聯(lián)接。
漸開(kāi)線(xiàn)花鍵的齒廓為漸開(kāi)線(xiàn),分度圓壓力角有和兩種,齒頂高分別為0.5m和0.4m,此處m為模數(shù)。壓力角為的漸開(kāi)線(xiàn)花鍵,由于齒形鈍而短,與壓力角為的漸開(kāi)線(xiàn)花鍵相比,對(duì)連接件的削弱較少,但齒的工作面高度較小,故承載能力較低,多用于載荷較輕,直徑較小的靜連接。
在本設(shè)計(jì)中摩擦盤(pán)的輪轂就采用了分度圓壓力角有的漸開(kāi)線(xiàn)花鍵聯(lián)接形式。
§6.2 花鍵參數(shù)的確定與強(qiáng)度校核
(1)結(jié)合考慮現(xiàn)有刀具,這里初步定為齒數(shù)=14 =18
(2)查閱《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》,表8-22 漸開(kāi)線(xiàn)花鍵的尺寸系列,依據(jù)直徑=35 =45和齒數(shù)=14 =18可以確定模數(shù)m=2.5
(3)查閱《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》,表8-21 漸開(kāi)線(xiàn)花鍵聯(lián)接的要素、代號(hào)及公式,可知:分度圓壓力角 α=30°;理論工作齒高h(yuǎn)=m;分度圓直徑=35 =45;分度圓弧齒厚==5.37
(4)定心方式:⒈一般情況下,推薦優(yōu)先采用齒形定中心,因?yàn)檫@種定心方式對(duì)中性好,能獲得多數(shù)齒同時(shí)接觸。⒉按外徑定中心,(如徑向負(fù)荷較大,齒形配合又需選用動(dòng)配合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu))。這種定心方式:d=m(z+1.4);外花鍵齒頂?shù)菇巧疃萬(wàn)=0.2m;為獲得較大定位面積,推薦模數(shù)m不小于2.5,漸開(kāi)線(xiàn)花鍵參數(shù)如表6-1所示:
表6-1 漸開(kāi)線(xiàn)花鍵參數(shù)
標(biāo)號(hào)
參數(shù)
a
b
孔
軸
孔
軸
齒數(shù)
14
14
18
18
模數(shù)
2.5
2.5
2.5
2.5
分度圓壓力角
分度圓直徑
35
35
45
45
齒條原始齒形位移
1.25
1.25
1.25
1.25
花鍵外徑
花鍵內(nèi)徑
34
44
分度圓弧齒厚或齒槽寬
量棒直徑
量棒間距離
定心方式
齒形
齒形
齒形
齒形
定心表面粗糙度
摩擦盤(pán)與軸的材料都是鍛鋼,用花鍵構(gòu)成聯(lián)接,裝摩擦盤(pán)處的軸徑=35 =45,摩擦盤(pán)輪轂寬度為L(zhǎng)=18,需傳遞的轉(zhuǎn)矩T=454.5,許用壓力[p]=60, [p]=40試確定花鍵的齒數(shù)Z
由公式 p= (6-1)
式中 L—齒的工作長(zhǎng)度,這里取L=18mm;
h—花鍵齒側(cè)面的工作高度,漸開(kāi)線(xiàn)花鍵,=30°查設(shè)計(jì)手冊(cè)取h=m=2.5mm;
d—花鍵的平均直徑,這里取=35mm =45mm;
[p]—花鍵聯(lián)接的許用壓力,單位MPa,查手冊(cè)取[p]=50MPa。
可得出,齒數(shù)Z:
==13.74
==16.03
這里取為=14、 =18。
花鍵聯(lián)接其主要失效形式是工作面被壓潰(靜聯(lián)接)或工作面過(guò)度磨損(動(dòng)聯(lián)接)。因此,靜聯(lián)接通常按工作面上的擠壓應(yīng)力通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算,動(dòng)聯(lián)接則按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。
計(jì)算時(shí),假定載荷在鍵的工作面上分布均勻,每個(gè)齒工作面上壓力的合力F作用在平均直徑處,并引入系數(shù)ψ來(lái)考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒上分配不均的影響,則花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為:
靜聯(lián)接 ===58.9MPa<
===35.6MPa<
動(dòng)聯(lián)接 ===58.9MPa<
===35.6MPa<
靜聯(lián)接、動(dòng)聯(lián)接均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,故合適。
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)是盤(pán)式制動(dòng)器部分。制動(dòng)器器是車(chē)輛不可或缺的一部分,其中制動(dòng)器設(shè)計(jì)發(fā)展到今天,其技術(shù)已經(jīng)成熟,但對(duì)于我們還沒(méi)有踏出校門(mén)的學(xué)生來(lái)說(shuō),其中的設(shè)計(jì)理念還是很值得我們?nèi)ヌ接?、學(xué)習(xí)的。
我在盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中給予了分塊處理:制動(dòng)器概述、主要參數(shù)的確定、摩擦材料、摩擦盤(pán)、壓盤(pán)、彈簧以及花鍵的設(shè)計(jì)和校核。在設(shè)計(jì)中以制動(dòng)器的作用和意義為主線(xiàn),來(lái)確定較為合理的方案和參數(shù),以使制動(dòng)器的合理性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性得到保證。
盤(pán)式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是:
1、熱穩(wěn)定性較好。因?yàn)橹苿?dòng)摩擦襯塊的尺寸不長(zhǎng),其工作表面的面積僅為制動(dòng)盤(pán)面積的12%~6%,故散熱性較好。
2、水穩(wěn)定性較好。因?yàn)橹苿?dòng)襯塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高,易將水?dāng)D出,同時(shí)在離心力的作用下沾水后也易于甩掉,再加上襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用,因而,出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常;而鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)過(guò)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)正常制動(dòng)效能。
3、制動(dòng)力矩與汽車(chē)前進(jìn)和后退行駛無(wú)關(guān)。
4、在輸出同樣大小的制動(dòng)力矩的條件下,盤(pán)式制動(dòng)器的質(zhì)量和尺寸比鼓式要小。
5、盤(pán)式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后更易更換,結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單,維修保養(yǎng)容易。
6、制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小(0.05~0.15mm),這就縮短了油缸活塞的操作時(shí)間,并使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能。
7、制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹不會(huì)像制動(dòng)鼓熱膨脹那樣引起制動(dòng)踏板行程損失,這也使間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。
盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是:制動(dòng)比較粗暴。兩個(gè)粘有摩擦襯面的摩擦盤(pán)能在花鍵軸上來(lái)回滑動(dòng),是制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)部分。當(dāng)制動(dòng)時(shí),能在極短時(shí)間使車(chē)輛停止。再加上壓盤(pán)上球槽的傾斜角不可能無(wú)限大,所以制動(dòng)不平順。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2001:158~200
[2] 張洪欣.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981:106~126
[3] 陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:40~61
[4] 張文春.汽車(chē)?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:70~83
[5] 彭文生,張志明,黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,2002:96~138
[6] 董寶承.汽車(chē)底盤(pán).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004:32~81
[7] 陳煥江,徐雙應(yīng).交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)英語(yǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002:20~30
[8] 劉鴻文.簡(jiǎn)明材料力學(xué).北京:高等教育出版社,1997:254~259
[9] 陳殿云,張淑芬,楊民獻(xiàn).工程力學(xué).蘭州:蘭州大學(xué)出版設(shè), 2003:182~196
[10] 葛志祺.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:冶金工業(yè)出版社,1985:14~16,113~115
[11] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京:高等教育出版社,2005:109~111 387~406
[12] 王昆,何小柏,汪信遠(yuǎn).課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:高等教育出版社,1995:47~49
[13] 侯洪生,王秀英.機(jī)械工程圖學(xué).北京:科學(xué)出版社,2001:225~333
[14] 徐灝等,新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
[15] 馬玉錄 劉東學(xué) 主編,專(zhuān)業(yè)英語(yǔ), 北京:化學(xué)工業(yè)出版社2001.8
[16] 鄭玉華 主編,典型機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)造,北京:科學(xué)出版社,2001
[17] 孟憲源,姜琪 主編,機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002
[18] 吳社強(qiáng),吳政清,姜斯平 主編,汽車(chē)構(gòu)造,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2002
[19] 文九巴 主編,機(jī)械工程材料,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3
[20] 李新城 主編,材料成形學(xué),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.8
[21] 鄧文英 宋力宏 主編,金屬工藝學(xué),北京:高等教育出版社,2005.11
致 謝
緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)三年來(lái)的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗(yàn),也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我學(xué)習(xí)和鞏固了專(zhuān)業(yè)課知識(shí)而且了解了不少相關(guān)專(zhuān)業(yè)的知識(shí),個(gè)人能力得到很大提高。同時(shí)也鍛煉了與人協(xié)作的精神,為以后我踏入社會(huì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在此感謝田全忠教授在設(shè)計(jì)中給予的輔導(dǎo)與幫助,田老師在這一學(xué)期中給我傳授了許多知識(shí),如何做設(shè)計(jì)工作,在其過(guò)程中應(yīng)考慮到的指標(biāo),如經(jīng)濟(jì)性、合理性、可靠性和安全性等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中田老師及時(shí)發(fā)現(xiàn)我出現(xiàn)的問(wèn)題,使我能早早的改正,節(jié)省了許多時(shí)間和精力,而且給我提供了一些有價(jià)值的資料。
另外,在大學(xué)三年的學(xué)習(xí)中,我各科的任課老師辛勤的備課,耐心地為我們講解學(xué)術(shù)知識(shí),使我學(xué)到了許多專(zhuān)業(yè)知識(shí),在此向他們表示由衷的感謝!在設(shè)計(jì)中楊磊、馬澤偉和鄭奎等同學(xué)提出了許多意見(jiàn)和建議,在此表示謝意!
此外,在此我對(duì)在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中所引用的眾多參考文獻(xiàn)的作者表示感謝。
30
收藏