2022年毕业设计方案汽车制动器设计方案.docx

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1、前 言汽 车 的 设 计 与 生 产 涉 及 到 许 多 领 域 ， 其 独 有 的 安 全 性 、 经 济性 、 舒 适 性等 众多 指标 ， 也对 设计 提出 了 更高 的 要 求； 汽 车 制 动系统 是 汽 车 行驶 的一 个重 要 主动 安全 系统 ， 其性 能 的 好坏 对 汽 车 的行驶 安 全 有 着重 要影 响； 随 着汽 车的 形式 速 度和 路 面 情形 复 杂 程 度的提 高 ， 更 加 需 要高 性 能 . 长 寿 命 的 制 动 系 统 ； 其 性 能 的 好 坏 对 汽 车的 行 驶 安 全有 着重 要影 响 ， 如 果此 系 统 不 能正 常工 作， 车 上的

2、驾驶员 和 乘 客 将会 受到 车祸 的 伤 害 ；鉴 于 制动 系统 的重 要 性， 本次 设计 的 主要 内容 就是 运 输 车 辆中的 制 动 器 ， 目 前广 泛 使 用 的是 摩擦 式制 动 器， 摩擦 式制 动 器 就 其摩擦 副 的 结 构形 式可 分成 鼓 式、 盘式 和 带 式 三种 ； 其 中 盘 式 制动 器较为 广 泛 ； 盘式 制动 器 的 摩 擦力 产生 于 同 汽 车固 定部 位 相 连 的部 件与一 个 或 几 个制 动盘 两端 面 之间 ； 其 中摩 擦 材料 仅 能 掩盖 制 动 盘 工作表 面 的 一 小部 分的 盘式 制 动器 称为 钳盘 式 制动 器

3、； 摩擦 材 料 覆 盖制动 盘 全 部 工作 表面 盘式 制 动器 称为 全盘 式 制动 器 ； 现代 汽 车 中 以单盘 单 钳 式 的钳 盘式 制动 器 应用 最为 广泛 ， 仅有 个 别 大吨 位 矿 用 自卸车 采 用 单 盘三 钳和 双盘 单 钳 的 钳盘 式制 动 器， 以 及 全盘 式 制 动 器 ；钳 盘 制动 器和 浮钳 盘 式制 动器 ； 式 制 动器 分 为 定 钳 盘 式 定 钳 盘式 为 制 动 钳固 定在 制动 盘 两侧 ， 且 在其 两 侧均 设 有 加压 机 构 ； 浮钳盘 式 制 动 器仅 在制 动 盘 一 侧设 有加 压机 构 的制 动钳 ， 借 其 本身

4、 的浮动 ， 而 在 制动 盘的 另一 侧 产生 压紧 力； 又 分为 制 动 钳可 相 对 于 制动钳 可 相 对 于制 动盘 轴向 滑 动钳 盘式 制动 器 ； 与 制 动 钳可 在 垂 直 于制动 盘 的 平 面内 摇摆 的摆 动 钳 盘 式制 动器 ；本 次 设计 共七 章 内 容 ， 在 田全 忠 导 师 的指 导下 ， 结 合 有关 的书籍 和 手 册 而完 成； 田老 师 在我 的设 计中 做 了全 程 辅 导， 并 最 后 对本设 计 做 了 仔细 具体 的审 阅 ， 提 出了 很多 宝 贵的 意 见 ， 我 在 此 向 他表示 诚 挚 的 感谢 ；由 于 本人 水平 有限 ，

5、 设计 中错 误和 不 妥之 处在 所难 免 ， 恳 请 批判 指 正 ；32 / 32第 一 章盘 式 制 动 器 概 述 1. 1 盘式 制 动器 原理及 特 点图 . 1 - 1 增 力 式 盘 式 制 动 器 零 件 图1 、 2 压 盘3 、 7 摩 擦 盘 4 半 轴 壳5 半 轴6 回 位 弹 簧8 中 间壳 体9 调 整 螺 栓1 0 斜 拉 杆 1 1 调 节 叉 1 2 拉 杆 1 3 压 盘 凸 肩1 4 壳 体 肩 台上 图 是 运 输车 辆增 力 式 盘 式制 动器 零 件图 ； 在 差速 器 的 每 一侧半 轴 上 ， 用花 键安 装着 两 个 粘 有摩 擦衬 面

6、的摩 擦 盘 3 和 7 ， 它 们 能在 花 键 轴 上来 回滑 动， 是 制动 器的 旋转 部 分； 在 两 摩擦 盘 之 间 有一对 可 锻 铸 铁的 圆形 压 盘 1 和 2 ， 它 们 的 表 面 支 承 在 半 轴 壳 4 的 三 个凸 肩 上 ， 并能 在较 小的 弧 度内 转动 ； 两 压 盘内 侧 面 的五 个 卵 圆 形凹坑 中 装 有 五个 钢球 ， 两 压 盘用 三根 弹 簧 6 拉 紧 ； 在 中间 盖 8 和 摩擦 盘 4 上 ， 与 摩 擦 盘 相 对 着 的 表 面经 过 加 工 ； 摩 擦 盘 与压 盘 间 ， 以 及 摩 擦 盘与 半轴 壳和 中 间盖 间，

7、 在不 制 动时 都有 肯定 间 隙 ； 制动时 ， 制 动 踏板 通过 斜拉 杆 使两 压盘 相对 转 动， 此 时 凹坑 中 夹 着 的五个 钢 球 就 从坑 底向 坑边 滚 动， 将两 压盘 挤 开， 两压 盘就 将 旋 转 着的两 个 摩 擦 盘分 别推 向半 轴 壳和 中间 盖， 使 各相 对 摩 擦表 面 间 产 生摩擦 扭 矩 ， 最 终 将 半 轴 制 动 ； 如 果 放 松 制 动 踏 板 ， 就 弹 簧 6 又 将 两压 盘 拉 紧 复原 ， 使 钢 球 进 入坑 底， 恢 复 了 摩擦 盘两 侧的 间 隙；盘 式 制 动 器 在 上 述 制 动 过 程 中 有 增 力 作

8、 用 ； 当 摩 擦 盘 顺 时 针旋 转 时 ； 作用 在压 盘上 的 摩 擦 扭矩 将 使 它 们跟 随旋 转 ， 但 当压 盘 1 由 于 其 凸 起 1 3 受 到 半 轴 壳上 的凸 肩 1 4 的限 制而 不 能 转 动时 ， 压盘 2 就 在摩 擦 扭矩 的作 用下 将相 对 于压 盘 1 作 顺 时 针 转 动， 帮助钢 球 继 续 将两 压盘 挤开 ， 使操 纵省 力； 当 摩擦 盘反 时针 旋 转 时 ， 和上 述 过 程 相像 地起 增力 作 用； 因此 不管 运 输车 辆 前 进仍 是 倒 退 ， 制动 时 盘 式 制动 器都 有增 力 作 用 ；与 带 式 和 蹄 式

9、 制 动 器 相 比 ， 盘 式 制 动 器 除 了 结 构 复 杂 外 有 一系 列 优 点 ： 如 结 构 紧 凑 ， 操 纵 省 力 ， 制 动 效 果 好 ， 衬 面 磨 损 较 匀称 ， 间 隙 不需 调整 ， 封 闭 性好 不易 进泥 水 ， 且 散 热 简单 ， 故 使 用寿命 较 长 等 ； 这 些特 点使 它 得 到 越来 越广 泛 的应 用 ； 1. 2 盘式 制 动器 的 主要 元件 1. 2. 1 制动 盘一 、 制 动 盘直 径 D制 动 盘 直 径 D 应 尽 可 能 取 大 些 ， 这 时 制 动 盘 的 有 效 半径 得 到增 加 ， 可 以 降 低 制 动 钳

10、 的 夹 紧 力 ， 减 少 衬 块 的 单 位 压 力 和 工 作 温度 ； 受 轮 辋 直 径 的 限 制 ， 制 动 盘 的 直 径 通 常 选 择 为 轮 辋 直 径 的7 0 一 7 9 ； 总 质 量大 于 2 t 的 汽车 应 取 上 限 ；二 、 制 动 盘厚 度 h制 动 盘厚 度对 制 动 盘 质量 和工 作 时 的 温升 有影 响； 为 使质 量小些 ， 制 动 盘厚 度不 宜取 得 很大 ； 为 了降 低 温度 ， 制 动盘 厚 度 又 不宜取 得 过 小 ； 制 动盘 可以 做 成实 心的 ， 或 者 为了 散 热 通 风 的 需要 在制动 盘 中 间 铸 出 通 风

11、 孔 道 ； 一 般 实 心 制 动 盘 厚 度 可 取 为 1 0 2 0 ， 通 风 式 制 动 盘 厚度 取 为 2 0 5 0 ， 采 用 较 多 的 是 2 0 3 0； 在 高 速 运 动 下 紧 急 制 动 ,制 动 盘 会 形 成 热 变 形 ,产 生 颤抖 ； 为 提 高 制 动 盘 摩 擦 面 的 散 热 性 能 ,大 多 把 制 动 盘 做 成 中 间 空洞 的 通 风 式制 动盘 ,这 样 可 使 制 动 盘 温 度 降 低 2 0% 3 0%； 三 、 制 动 盘的 安装制 动 盘 安 装 在 轮 毂 上 ,与 车 轮 形 成 整 体 旋 转 ； 制 动 盘 是 旋

12、转部 件 , 与 摩 擦 衬 块 之 间 只 有 微 小 的 间 隙 ； 从 制 动 盘 中 心 到 摩 擦 衬块 磨 合 中 心 称 为 制 动 盘 有 效 半 径 ； 根 据 杠 杆 原 理 , 如 摩 擦 力 相 同 , 就 制 动 盘 的有 效半 径越 大 , 制 动 力 就 越 大 ；四 、 制 动 盘的 修理制 动 盘 都 是 标 准 设 计 ， 以 使 在 制 动 盘 使 用 期 限 内 保 持 制 动 表面 各 项 指 标的 允差 ， 这 些 指标 是平 行度 、 平面 度 以 及横 向 摆 差 ； 保持 关 于 制 动表 面形 状的 精 度的 允差 ， 有 助 于尽 量 减

13、少制 动 粗 暴 及踏板 脉 动 ；制 动 盘 表 面 粗 糙 度 必 须 保 持 在 6 0 m 特 定 范 围 内 ， 或 者 更 小些 ； 需 要 掌握 制动 表面 粗 糙度 ， 尽 量 减 少 踏板 费劲 、 过 大 的制 动衰退 、 反 常 性 能 的 问 题 ； 控 制 表 面 粗 糙 度 同 样 能 提 高 摩 擦 衬 片 的 寿命 ；每 当 维 修 制 动 摩 擦 块 或 卡 钳 、 或 者 换 位 车 轮 或 为 了 其 他 类 型 工作 而 拆 卸 车轮 ， 总 要检 查 盘式 制动 器制 动 盘； 不 要 遗忘 ， 伴 随 盘式制 动 器 制 动盘 而发 生的 许 多问

14、题， 一般 用 肉眼 检 查 一下 ， 可 能 不是很 明 显 的 ； 制 动 盘 厚 度 、 平 行 度 、 摆 差 、 平 面 度 ； 以 及 刮 痕 深 度等 ， 只 能 用准 确的 测量 仪 和千 分尺 进行 测 量； 精 密 的测 量 工 具 及现代 的 精 加 工设 备， 对维 修 好 制 动盘 来说 ， 是至 关 重 要的 ； 1. 2. 2 制动 摩 擦 衬 块摩 擦 衬块 是指 钳夹 活 塞推 动挤 压在 制 动盘 上的 摩擦 材 料 ； 摩 擦衬 块 分 为 摩擦 材料 和底 板 , 两 者 直 接 压嵌 在一 起 ；摩 擦 衬 块 外 半 径 只 与 内 半 径 及 推

15、荐 摩 擦 衬 块 外 半 径 与 内 半径 的 比值 不 大于 1. 5 ； 如此 比值 偏 大 ， 工作 时衬 块的 外 缘与 内侧圆 周 速 度 相差 较多 ， 磨 损 不均 匀， 接触 面 积减 少 ， 最终 导 致 制 动力矩 变 化 大 ；对 于 盘式 制动 器衬 块 工作 面积 A， 推 荐根 据制 动 衬 块 单位 面 积占 有 的 汽 车质 量在 1. 6 3. 5范 围 内 选 用 ；由 于 摩 擦 , 摩擦 衬 块 会 产 生 磨 损 ； 摩 擦 材 料 使 用 完 后 , 底 板 和制 动 盘 直 接接 触 会 丧 失 制 动 效 果, 损 坏 制 动 盘 ； 制 动

16、盘 损 坏 后 , 修理 费 用 十 分昂 贵；为 避 免 损 坏 制 动 盘 , 过 去 , 用 户 靠 定 期 车 检 来 确 定 摩 擦 衬 块 的剩 余 量 ； 后 来 , 在 底 板 上 安装 摩擦 衬 块磨 损 指 示 器 , 当 摩擦 衬 块已 磨 损 到 剩 余 量 很 少 时 , 指 示 器 与 制 动 盘 接 触 , 当 司 机 踏 制 动 踏板 时 , 就 发 出 异 常 的 声 响 ； 现 在 有 一 种 更 加 精确 提 醒 摩 擦衬 块 磨损 的 方 法 , 即 安 装 电 子 式 磨 损 指 示 器 , 当 摩 擦 衬 块 磨 损 后 , 磨 损指 示 器 中 的

17、线 路断 掉 , 警 示灯 亮 ； 1. 3 盘式 制 动器 操纵机 构在 一 般 拖 拉 机上 ， 制 动 操 纵 机构 几 乎 都 是 机 械式 的； 制 动踏板 通 过 一 些杆 件与 制动 元 件 相 连； 当 摩 擦 衬面 磨损 后 ， 为 了调 整踏板 的 自 由 行程 ， 有 一些 杆 件 的 长度 是可 调 的， 如 利 用调 节 叉 来 调 节长 度 ； 左 右制 动器 的踏 板 可 用 连接 板 连 接 ， 以 便同 时 制 动 两驱 动轮 ； 当 松 开制 动时 ， 制 动 踏 板 都应 该有 回 位弹 簧 使 其自 动 回 位 ； 为使 运 输 车 辆能 在斜 坡上 停

18、 车 或 在作 固定 作 业时 不 让 其随 意 移 动 位置 ， 在 操 纵机 构中 都有 停 车 锁 定装 置， 它 能卡 住 已 踏下 的 制 动 踏板 ， 使 其 不能 回位 ， 以 使 制 动 器能 在没 有 驾驶 员 操 纵的 情 况 下 长 时间 地 处 于 制动 状态；带 式 和 蹄 式 制动 器 踏 板 的 自 由行 程 一 般 为 4 0 8 0， 盘式制 动 器 踏 板的 自由 行程 稍 大 些 ， 这 是因 为 盘式 制 动 器的 旋 转 元 件 和制 动 元 件 间的 总间 隙较 小 ， 如 果自 由行 程 过小 ， 驾 驶员 稍 一 踏 下 踏板 就 已 开 始了

19、制动 ， 这 样 易 使 摩擦 衬面 加 速磨 损 ； 左右 踏 板 的 行 程必 须 一 致 ， 否 就拖 拉 机 在 紧急 制动 时会 容 易发 生偏 转而 发 生 安 全 事故 ；如 果 用 作 直 线行 驶 中 降 速 或 停 车 ， 就 必 须 注 意 首 先分 离 主 离合 器 然 后 再制 动； 假如 用 作 协 助履 带拖 拉 机转 向 ， 就必 须 注 意 首 先分 离 慢 速 侧的 转向 离 合 器 ， 然 后再 制 动 该 侧驱 动轮 ；第 二 章盘 式 制 动 器 设 计 2. 1制动 器 设计 中 的分 析在 制动 器 的设 计 中 ， 和 是根 据 制 动 力 矩

20、的大 小 ， 允 许 的 表 面单 位 压 力 和制 动器 结构 的 合理 布置 等决 定 的， 一 般 不考 虑 对 加 力成效 的 影 响 ， 当 摩擦 材料 选 定后 ， 系 数 也 是一 个既 定 的 数 值； 因此要 使 制 动 器 满 足 一 定 的 加 力 效 果 ， 关 键 在 于 合 理 的 确 定 球 槽 斜 角 ；可 以 看 出 ， 当 球槽 斜 角 削减 时 ， 加 力系 数 变 大 ， 操 纵 省 力 ；但 是 ， 的减 少受 到 自 刹 的限 制； 如 果 较小 ， 就 只 要 压 盘与 摩擦片 开 始 接 触后 ， 不 需要 驾 驶员 的操 纵力 ， 制动 器 就

21、 会自 行 制 动 ， 这是 我 们 不 期望 的； 因此 ， 不 自 刹的 条件 为 ： / 2 -1 式中 - 摩 擦系 数- 擦 力合 力的 作 用 半 径；- 钢 球 至 中 心的 距 离 ；加 力 系数 愈大 ， 表 示 操纵 力减 少愈 多 ； 但 必需 指出 ， 加 力 系数并 不 代 表 操纵 力实 际减 少 的比 例； 由于 实 际操 纵力 取 决 于 主拉 杆的拉 力 ， 即 与 的合 力 ， 而 不 是 与 的 代 数 和 ； 其 中 为 斜 拉杆 对 压 盘 1 的 拉力 ； 为 斜拉 杆对 压 盘 2 的 拉 力 ；从 以 上分 析看 出， 盘 式制 动器 之所 以

22、结构 紧 凑 ， 在 于 它在 同 样体 积 下 可 获 得 较 多 的 摩 擦 面 积 ； 它 的 加 力 效 果 显 著 ， 使 操 纵 力 很小 ； 并 与 被制 动轴 的转 动 方向 无关 ； 由 于 摩擦 面 上 的压 力 分 布 比较均 匀 ， 因 此磨 损均 匀， 延 长了 摩擦 片的 寿 命， 减 少 了调 整 次 数 ； 压力 分 布 均 匀 对 于 减 少 结 构 尺 寸 也 很 有 利 式 中 车辆 整机 使 用质 量,= 2 1 0 0 k g ； 车 辆 驱 动 附 着 系数 ,= 0. 7 ； 车辆 驱动 轮 胎 动 力 半 径,= 0. 6 2 5 m L 车 辆

23、 轴 距, L = 1 9 5 0 m m ；a 车辆 质心 纵 坐 标 , a= 7 8 0 m m ；h 车辆 质心 高 度 坐 标 , h = 7 0 0 m m ； 制 动器 至驱 动 轮 的 传 动 比 ,= 4. 8 4 6 ；二 、 车 辆 在坡 道上 停车= 4 3 8 2 - 3 式 中 坡 道 停车 时 坡 度 角,=； 车 辆滚 动阻 力 系 数 ,= 0. 0 2 ；取 大 值= 4 5 4. 5作 为 制动 器计 算 力 矩 ； 2. 2. 2 确定 摩 擦 盘 尺寸摩 擦 盘 的 外径 和内 径 的 数 值 主 要 取决 于 单 位 压 力 和 单 位 摩滑 功 ；

24、 计 算时 假 设 单 位压 力 是 均 匀 的 ， 摩 擦 面 上 的 单 位 压 力 可 用下 式 计 算 ：= = 0. 30. 5 2 - 4 在 实 际 设 计 中 ， 摩 擦 力 的 合 力 半 径， 近 似 地 可 以 按 内 外 径的 平 均 值 进行 运算 ， 即= 2 - 5 如 令 = 0. 5 5 即代 入 式 根 据 上述 关系 ， 便 可 按下 式求 得： 2 - 7 国 内 的 一 般 运 输 车 辆 3 0 0 0 00 5 0 0 0 0 0， 这 里= 3 0 0 0 0 0， 系 数 的 数 值 一 般 在 0. 5 0. 6 范 围 内 挑选 ， 这里

25、选 为 = 0. 5 5所 以 ， 有=式 中 ： 摩 擦片 的 干 摩 擦系 数, = 0.3 ； 摩 擦 面 对 数,= 4 ；= 0. 5 5 9 0.6 = 4 9. 8 3按 上 述 方 法求 得的 和 仍 应 根 据 结 构安 排 情 况 加 以 修 整 ， 查阅 国 内 运 输车 辆 盘 式 制 动 器 的 有 关 参数 ， 现对 和 做 一 些修 整 ， 取 = 5 0 mm， = 9 0 mm 2. 2. 3 制动 器 的 磨 损验 算由 2单 位 压 力= 3 0 7 7 2 2N/ m 2 -9 ）单位 滑磨 功=式 中 - 线 速 度= 2 - 1 0 式 中 发 动

26、机 标 定转 速 , = 2 0 0 0 r / mi n ； 变 速箱 最 高 档 的传 动 比 ,=； 中 央 传 动 比 ,=；所 以 ， 有 = = 0. 3 3 03 2 2 8 4. 9 5 = 0. 5单 位 压 力 是 制 动 器 工 作 寿 命 的 重 要 参 数 ， 取 得 过 大， 制 动 器易 磨 损 ， 但 值 过 小 将 增大 制 动 器 的尺 寸 ， 对 于一 般 的 国 内 运 输 车辆 要 求 3 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0， 上 述 中 验 算 的 = 3 0 7 7 2 2满 足 要 求 ， 故 合适 ；在 求 得 和 后 ， 仍应 验 算

27、 单 位 滑 磨功 A； 单 位 摩 滑 功按 摩擦片 外 圆 来 运算 ， 因 为该 处 圆周 速度 最高 ； 对于 一般 的 国 内 运输 车辆要 求 0. 5 0. 8， 上 述 中 验 算 满 足要 求， 故合 适 ； 2. 2. 4 踏板 操 纵 力钢 球 对 压 盘的 作用 力 通 过 球 槽 的法 线 方 向 ， 该 力可 分 为 轴 向 力和 圆 周 力 ， 其 关系 为： 图. 2 - 1 ） 表 示受 力 ：图 . 2 - 1 钢 球 受 力 分 析 图= 2 - 1 1 ）式 中 钢 球 的圆 周力在 轴 向 压 力的 作 用下 ， 摩 擦 表 面 之间 将 产生 摩 擦

28、 力 矩 即 制动力 矩， 其 数 值 为 ：= 2 - 1 2 ）式 中 摩 擦因 数 ； 摩擦 力合 力 的 作 用 半 径 ；由 于 每 个 压 盘 只 具 有 一 个 摩 擦 面 ， 故 所 受 的 摩 擦 力 矩 为， 这 就 可以 求 得 每 个 压 盘 的 力矩 平 衡 关 系 ；对 于 压 盘 1 ， 图. 2 - 2 ） 所 示：图 . 2 - 2 压 盘 1 受 力 分 析 图= Q 2 - 1 3 ）式 中 斜 拉 杆 对 压 盘 1 的拉 力 ； 斜 拉 杆 的 拉 力 至 中 心的 距 离 ；对 于 压 盘 2 ， 图. 2 - 3 ） 所 示：图 . 2 - 3 压

29、 盘 2 受 力 分 析 图= 2 - 1 4 ）式 中 斜 拉杆 对压 盘 2 的 拉 力 ， 单 位； 壳 体 凸 肩 对 压 盘 2 的 反 力 ， 单 位； 作用 力 F 至 中 心 O 的 距 离 ， 单 位；在 摩 擦 片 未 磨 损 时 ， 压 盘 从 初 始 位 置 只 转 过 极 小 的 角 度 就 靠住 了 壳 体 的凸 肩， 可近 似 地 认 为拉 力 P2和 P 1的 合 力 P 通 过中图 . 2 - 4 ） 所示 ； 根 据 压盘 总成 的力 矩 平稳 关系 ， 可 以 得出 ：=2 - 1 5 ）图 . 2 - 4 压 盘 总 成 的 受 力 分 析 图将 此 式

30、 代 入式 图 . 2 - 5 盘 式 制 动 器 杆 件 运 动 关 系 图如 图 ： 根 据正 弦定 理得斜 拉 杆 长度就= 1 3 9 9新 车 时 主 拉杆 的拉 力= 2 式 中 球槽 斜 角 ,= 3 3 3 0 ； 钢 球 至 制 动 器 中 心 的 距 离 ,= 7 0； 初 始 中 心 角 ，=； 斜拉 杆的 倾 角= 6 5 ； 压 盘 上 与 斜 拉 杆 连 接 的 销 孔 中 心 至 轴 线 的 距离 ,= 1 0 3； 操 纵 机 构 传 动比 ,= 1 5. 9 ； 2. 2.5 踏板 操 纵 行 程 Sc 计 算踏 板 自 由 行 程取 决 于 主 拉 杆 的

31、位 移A0 A及 操 纵 机 构 传 动 比，即 ：= A0 A 2 - 1 9 ）由 于 A 0 A= OA - OA 0 ， 而 且OA0= +OA= 0 +综 上 可 得 ： 有 关系 式OA 0 = += 1 0 6OA= 0 += 1 1 0. 3A 0 A=OA OA0=1 1 0. 3 1 0 6 =4. 3=A0 A= 4. 3 1 5. 9= 6 8. 3 7 2. 3制动 器 操纵 机 构设 计操 纵 机 构 的 设 计 主 要 是 决 定 斜 拉 杆 的 位 置和 尺 寸 ， 进 行 操 纵 力和 制 动 行 程 即 自 由 行程 ） 的 计 算 并 确定 操 纵 机 构

32、 的 传 动 比 ；斜 拉 杆 的 位 置 和 尺寸 主 要 是 取 决 于、 L和等 参 数 的 大 小 ；这 些 参 数 对操 纵力 和制 动 行 程 有直 接的 影 响；愈 大 操 纵 力 愈 小 ， 但 结 构 不 紧 凑 ， 因 此 不 宜 增 大 的方 法 来减 小 操 纵 力 ； 依据 对 国产 拖 拉 机的 统 计， 当 、 L 、 L 不变 时 ， 所 取 初 始 中心 角 愈 大 ， 就 制 动 后 斜拉 杆 的倾 角 也 较 大 ， 故 操 纵省 力 ； 但 随 着 增 加 ， 如 、 不 变 ， 就 要 求 斜 拉 杆 长 度 L 愈长 ， 使 结 构不 紧 凑 ， 因

33、 此 要 求 选 择 适 当 ， 一 般 在 3 9 4 0 左右 选 取 ， 现选 取为 = 3 9 ；必 须 指 出 ， 当 摩 擦 面 磨 损 后 ， 自 由 行 程 增加 ， 就 要 进 行 调 整 ；在 调 整 之 后， 初 始 中 心 角 减 少， 这说 明 盘式 制动 器 的 操 纵 力 将 随着 摩 擦 面 的磨 损而 愈来 愈 大 ；操 纵 机 构 的 设 计 必 须 避 免 运 动 的 干 涉 ， 因此 要 求 与 压 盘 的 运 动相 应 的 主 拉杆 必需 有摆 动 的可 能性 ； 斜 拉 杆不 应 防 碍 压 盘 的轴 向位移 ； 为 此 ， 主 拉杆 上一 般 具有

34、 球面 运动 副 ， 两 个 斜 拉杆 相 铰 接 处应有 足 够 的 端面 间隙 来适 应 轴向 移动 的 要 求 ；第 三 章 盘 式 制 动 器 摩 擦 盘 的 设 计 3. 1摩擦 盘 结构本 次 设 计 采 用 的 是 石 棉 纤 维 类 摩 擦 材 料 ， 用 胶 合 的 方 法 将 摩 擦衬 片 胶 在 2 3 毫 M 的摩 擦盘 上； 这种 结 构摩 擦材 料可 得 充 分 利用 衬 片 磨 损 不受 铆 钉 头 的 限 制） ， 也 不 易 产 生 裂 缝 ， 但 更 换衬 片 较为 困 难 ， 摩擦 盘轮 毂的 结 构采 用点 焊式 ， 结构 和 制 造都 较 简 单 ，

35、但轮 毂 宽 度 不大 ， 因 而花 键 受 力 较大 ；查 阅 盘 式 制动 器摩 擦盘 的 一 些 数据 长度 单 位 ： m m ） 摩 擦 衬 片 ： 材 料 石 棉离 合 器 片 外 径 1 8 0厚 度 5. 8 0. 1摩 擦 盘 总 成：厚 度 1 3 0. 1 5两 侧 面平 面 度 允 差 0. 0 3侧 面 跳 动 允 差 0. 2 0如 图 3 - 1 所 示制 动器 摩 擦 盘 结构 图图 3 - 1 制 动 器 摩 擦 盘 结 构 图 3. 2摩 擦 材料 类 型制 动 器 中 的一 个回 转 零 件 一 般 为钢 铁 制 造 的 ， 而与 回 转 零 件 相接 触

36、 ， 使 起制 动作 用的 零 件， 其材 料一 般 为摩 擦 材 料所 造 的 ； 这摩擦 元 件 是 制动 器的 主要 组 成部 分， 它性 能 直接 影 响 到制 动 和 结 合过程 ； 对 摩 擦材 料性 能的 基 本 要 求是 ：一 、 摩擦 系数 高而 稳 定， 特殊 是在 一 定温 度范 围内 ， 具 有 稳固的 摩 擦 系 数， 具有 良好 的 复原 和保 持 原 有 摩擦 值的 能 力 ； 制 动 摩 擦片 的 摩 擦 系数 过高 或过 低 都会 影响 汽车 的 制动 性 能 ； 尤 其 是 汽 车在高 速 行 驶 中需 紧急 制动 时 ， 摩 擦系 数过 低 就会 出 现

37、制动 不 灵 敏 ， 而摩 擦 系 数 过高 就会 显现 轮 胎抱 死现 象 ， 进 而造 成 车 辆 甩 尾 和打 滑， 对 行 车 安 全构 成严 重 威 胁 ； 按 照国 家标 准 ， 制 动摩 擦片 的 适 宜 工作温 度 为 1 0 0 3 5 0 ； 但 许 多 劣 质 制 动 摩 擦 片 在 温 度 达 到 2 5 0 时 ， 其 摩 擦系 数就 会急 剧 下降 ， 而 此时 制 动就 会 完 全失 灵 ； 一 般来说 ， 按 照 SAE 标 准 ， 制 动 摩 擦 片生 产 厂商 都会 选 用 F F 级额 定系数 ， 即 摩 擦额 定系 数为 0. 3 5 0. 4 5 ；二

38、 、 耐 摩 性 好 ； 为 了 减 轻 磨 损 ， 除 提 高 材 料 和 粘 结 剂 的 耐 热性 、 耐 摩 性外 ， 仍 应使 摩 擦 表 面光 滑；三 、 有 一 定的 表面 硬 度 和 良好 的加 工 工 艺 性； 制 动 摩 擦片 的寿命 与 表 面 硬度 并没 有一 定 的关 系； 但如 果 表面 硬 度 高时 ， 制 动 摩擦片 与 制 动 盘的 实际 接触 面 积小 ， 往 往会 影 响使 用 寿 命； 而 影 响 制动摩 擦 片 寿 命的 主要 因素 包 括硬 度、 强度 、 摩擦 材料 的 磨 损 性等 ； 一般 情 况 下 ， 前 制动 摩擦 片 的 寿 命为 3 万

39、 k m， 后制 动 摩 擦 片的 使用寿 命 为 1 2 万 k m；四 、 有 一 定 的 耐油 、 耐 湿 、 抗 腐 蚀 和 抗 胶 合 性 能 ；摩 擦 材 料 有金 属摩 擦材 料 和 非 金属 摩擦 材 料两 大 类 ；1. 金 属摩 擦材 料金 属 摩 擦 材 料 有 ： 粉 末 冶 金 材 料 、 铸 铁 、 钢 和 青 铜 ， 其 中 粉 末冶 金 有 较 高的 摩擦 系数 ， 导 热 性好 ， 工 作 温度 可 达 6 8 0 ， 许 多 强度 可 达 2. 8 4. 0 M P a, 耐 磨， 有良 好 的 热 稳固 性和 磨 合 性 ， 广 泛 用于 重 载 机 器；

40、金 属 摩 擦 材 料 强 度 高 ， 对 水 的 浸 入 不 敏 感， 温 度 升 高 时 摩 擦 系数 下 降 快 ， 胶 合趋 势大 ， 因 而 制动 不稳 定 ；2. 非 金 属 摩 擦 材 料这 类 材 料 有 ： 石 棉 摩 擦 材 料 ， 它 的 应 用 最广 ， 有 机 摩 擦 材 料 ， 如 橡 胶 、 皮 革 和 木 材 主 要 用 于 小 功 率 低 速 机 器 制 动 ； 纸 基 摩 擦 材料 ， 主 要 用 在 油 介 质 中 工 作 的 制 动 器 ， 它 有 摩 擦 系 数 稳 定 ， 磨 损小 ， 静 和 动摩 擦 系 数 很接 近的 特点 ； 碳基 摩擦 材料

41、 ， 是较 晚 出 现的 一 种 材 料，耐 高 温 性 能好 ， 可 在 8 0 0 1 0 0 0 ， 摩 擦 系 数 稳 定， 耐磨 性 好 ；制 动 器 上 用 的 摩 擦 材 料 ， 绝 大 多 数 是 石 棉制 品 ， 其 基 本 成 分 是石 棉 、 粘 结剂 和用 以调 节 摩擦 性能 的各 种 有机 或 无 机填 料 ； 石 棉摩擦 材 料 又 分为 纺织 类和 纤 维 类 ： 1 ） 纺 织 类 石 棉 制 品 有 石 棉 橡 胶 制 动 器 片 、 石 棉 浸 油 或耐 油 制动 器 片 、 石 棉 铜 丝 和 石 棉 树 脂 制 动 器 片 等 ， 这 类 制 品 抗

42、冲 击 强 度好 ， 在 常 温下 有较 高而 稳 定的 摩擦 系数 ， 但耐 高 温 性能 较 差 ， 磨损较 快 ； 2 ） 纤 维 类 是 将 短 纤 维 石 棉 、 粘 结 剂 和 各 种 添 加 剂 等 混合 后 ， 再 经 热 压 而 成 ， 有 时 根 据 需 要 也 加 入 少 量 有 色 金 属 ， 统 称 石 棉 制品 ， 应 用 较广 ；由 于 含 有石 棉 的 摩 擦材 料 存在 石 棉 有致 癌 公害 问 题 已 被 逐 渐剔除 ， 取 而 代之 的各 种无 石 棉型 材料 相继 进 行研 制 ， 这也 是 近 年 来的发 展 方 向 ； 摩 擦材 料 尚 在 不断

43、进展 ， 由 于 材料 的组 成及 制 造 工 艺不同 ， 其 摩 擦性 能往 往差 别 很大 ， 在 使用 各 种摩 擦 材 料时 ， 应 注 意从制 造 厂 取 得相 应的 数据 再 进 行 设计 和计 算 ；第 四 章 盘 式 制 动 器 压 盘 的 设 计 4. 1压 盘的 结 构压 盘 是盘 式制 动器 中 比较 复杂 的零 件 ， 加 工精 度也 较 高 ， 国产拖 拉 机 上 大部 分用 球墨 铸 铁制 造， 也 有 用 可锻 铸铁 或 灰 铸 铁的 ； 压盘 厚 度 1 5 1 7 毫 M， 其 摩 擦 表 面 有 较 低 的 粗 糙 度 和 较 小 的 不 平度 ； 压 盘

44、上有 三个 定心 凸 台与 壳体 相应 的 内圆 配 合 ， 作 为 支 持 并使压 盘 与 被 制 动 轴 同 心 ； 压 盘一 般 有 两 个 凸 起 ， 当 凸起 碰 到 壳 体 凸肩 时 ， 表 示摩 擦盘 已磨 损 至 极 限， 应更 换 摩擦 衬 片 ；查 阅 盘 式 制 动 器 压 盘 的 有 关 资 料 ， 并 结 合本 次 设 计 的 实 际 情 况确 定 为 以 下数 据 长 度单 位 ：）制 动 器 压 盘： 材料 Q T 4 0 1 0 ； 厚度 1 6. 5 ； 摩 擦 面 粗 糙度 0. 8 ； 平 面度 允差 0. 1 0 ；定 心 凸 台 粗糙 度 6. 3 ；如 图 4 - 1 所 示制 动器 压 盘 结 构图如 图 4 - 1 所 示