鼓式制动器毕业设计.doc

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装备制造学院毕业设计任务书

学生姓名：

张斌专业：

工程机械运用与维护

设计（论文）题目：

轻型车鼓式后制动器设计

设计方案及参数：

主要技术参数：

整车空载质量：

1672；（空载时轴荷分配：

前轴60%，后轴40%）；

满载质量：

4180；（满载时的轴荷分配：

前轴52%，后轴48%）；

质心高度：

0.7m（空）0.85m（满）

轴距：

3.1m

轮胎规格：

245/65R15

同步附着系数选择：

0.65

要求：

满载下，30KM/h初速，制动距离7m

设计内容

1、根据给定的设计参数，选择设计方案，计算并确定零部件各参数绘出驱动桥的装配图及典型零件图。

2、工程绘图量一般不少于折合成图幅为A0号的图纸3张，其中手工绘图不少于1张。

3、查阅相关参考文献15篇以上。

翻译与课题有关的2万印刷字符的外文资料，约5000个汉字。

4、撰写设计说明书一份，正文字数不少于2万字。

指导教师

系、部主任

教学院长

目录

中文摘要 I

英文摘要 II

第1章鼓式制动器结构形式及选择 1

1.1鼓式制动器的形式结构 1

1.2鼓式制动器按蹄的属性分类 2

1.2.1领从蹄式制动器 2

1.2.2双领蹄式制动器 6

1.2.3双向双领蹄式制动器 7

1.2.4单向増力式制动器 9

1.2.5双向増力式制动器 9

第2章制动系的主要参数及其选择 13

2.1制动力与制动力分配系数 13

2.2同步附着系数 18

2.3制动器最大制动力矩 20

2.4鼓式制动器的结构参数与摩擦系数 21

2.4.1制动鼓内径D 22

2.4.2摩擦衬片宽度b和包角β 22

2.4.3摩擦衬片起始角 24

2.4.4制动器中心到张开力P作用线的距离a 24

2.4.5制动蹄支承点位置坐标k和c 24

2.4.6衬片摩擦系数f 24

第3章制动器的设计计算 25

3.1浮式领—从蹄制动器（平行支座面）制动器因素计算 25

3.2制动驱动机构的设计计算 27

3.2.1所需制动力计算 27

3.2.2制动踏板力验算 28

3.2.3确定制动轮缸直径 29

3.2.4轮缸的工作容积 29

3.2.5制动器所能产生的制动力计算 30

3.3制动蹄片上的制动力矩 31

3.4制动蹄上的压力分布规律 35

3.5摩擦衬片的磨损特性计算 37

3.6制动器的热容量和温升的核算 40

3.7行车制动效能计算 41

3.8驻车制动的计算 42

第4章制动器主要零件的结构设计 45

4.1制动鼓 45

4.2制动蹄 46

4.3制动底板 46

4.4制动蹄的支承 47

4.5制动轮缸 47

4.6摩擦材料 47

4.7制动器间隙 48

结论 50

致谢 51

参考文献 52

附录1 53

附录2 54

河北工程大学毕业设计

摘要

鼓式制动也叫块式制动，现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动蹄位于制动轮内侧，刹车时制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。

制动系统在汽车中有着极为重要的作用，如果失效将会造成灾严重的后果。

制动系统的主要部件就是制动器，在现代汽车上仍然广泛使用的是具有较高制动效能的蹄—鼓式制动器。

本设计就摩擦式鼓式制动器进行了相关的设计和计算。

在设计过程中，以实际产品为基础，根据我国工厂目前进行制动器新产品开发的一般程序，并结合理论设计的要求，首先根据给定车型的整车参数和技术要求，确定制动器的结构形式及、制动器主要参数，然后计算制动器的制动力矩、制动蹄上的压力分布、蹄片变形规律、制动效能因数、制动减速度、耐磨损特性、制动温升等，并在此基础上进行制动器主要零部件的结构设计。

最后，完成装配图和零件图的绘制。

关键词：

鼓式制动器，制动力矩，制动效能因数，制动减速度，制动温升

ABSTRACT

Drumbrake,alsoknownasblock-typebrake,drumbrakes,nowwithinthemainstreamstylesheets,anditsbrakeshoeslocatedinsidethebrakewheel,brakebrakeblocksoutwhenopen,theinsidewheelfrictionbrake,toachievethepurposeofthebrakes.

Inthevehiclebrakingsystemhasaveryimportantrole,failurewillresultindisasterifseriousconsequences.Themainpartsofthebrakingsystemisthebrake,inthemoderncarisstillwidelyusedinhighperformancebrakeshoe-brakedrum.Thedesignofthefrictiondrumbrakeswererelatedtothedesignandcalculation.Inthedesignprocess,basedontheactualproduct,accordingtoourcurrentbrakefactorygeneralnewproductdevelopmentprocess,andtheoreticaldesignrequirements,thefirstmodelofthevehicleaccordingtothegivenparameterandthetechnicalrequirements,determinethebrakestructureand,brakemainparameters,andthencalculatethebrakingtorquebrake,brakeshoesonthepressuredistribution,deformationshoe,brakeeffectivenessfactor,brakingdeceleration,wearcharacteristics,braketemperature,etc.,andinthisbrakeonthebasisofthestructuraldesignofmajorcomponents.Finally,assemblydrawingsandpartstocompletemapping.

KEYWORDS：

drumbrake,brakingtorque,brakeefficiencyfactor,brakingdeceleration,braketemperaturerising

I

第1章鼓式制动器结构形式及选择

除了辅助制动装置是利用发动机排气或其他缓速措施对下长坡的汽车进行减缓或稳定车速外，汽车制动器几乎都是机械摩擦式的，既是利用固定元件与旋转元件工作表面间的摩擦而产生制动力矩使汽车减速或停车的。

鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。

内张型鼓式制动器的固定摩擦元件是一对带有摩擦蹄片的制动蹄，后者又安装在制动底板上，而制动底板则又紧固于前梁或后桥壳的突缘上（对车轮制动器）或变速器壳或与其相固定的支架上（对中央制动器）；其旋转摩擦元件固定在轮毂上或变速器第二轴后端的制动鼓，并利用制动鼓的圆柱表面与制动蹄摩擦片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故称为蹄式制动器。

外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外圆柱表面和制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。

在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作某些汽车的中央制动器，现代汽车已经很少使用，所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，而通常所说的鼓式制动器即是指这种内张型鼓式制动器。

1.1鼓式制动器的形式结构

鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分类（见图1.1），它们的制动效能，制动鼓的受力平衡状况以及对车轮旋转方向对制动效能的影响均不同。

图1.1鼓式制动器简图

（a）领从蹄式（用凸轮张开）；（b）领从蹄式（用制动轮缸张开）；（c）双领蹄式（非双向，平衡式）；（d）双向双领蹄式；（e）单向增力式；（f）双向増力式

制动蹄按其张开时的转动方向和制动鼓的转动方向是否一致，有领蹄和从蹄之分。

制动蹄张开的转动方向与制动鼓的旋转方向一致的制动蹄，称为领蹄；反之，则称为从蹄。

1.2鼓式制动器按蹄的属性分类

1.2.1领从蹄式制动器

如图1.1（a），（b）所示，若图上的旋转箭头代表汽车前进时的制动鼓的旋转方向（制动鼓正向旋转），则蹄1为领蹄，蹄2为从蹄。

汽车倒车时制动鼓的旋转方向改变，变为反向旋转，随之领蹄与从蹄也就相互对调。

这种当制动鼓正，反向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器，称为领从蹄式制动器。

由图1.1（a），（b）可见，领蹄所受的摩擦力矩使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。

“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。

图1.2PERROT公司的S凸轮制动器

图1.3俄KamA3汽车的S凸轮式车轮制动器

1制动蹄；2凸轮；3制动底板；4调整臂；5凸轮支座及制动气室；6滚轮

对于两蹄的张开力的领从蹄式制动器结构，如图1.1（b）所示，两蹄压紧制动鼓的法向反力应相等。

但当制动鼓旋转并制动时，领蹄由于摩擦力矩的“增势”作用，使其进一步压紧制动鼓使其所受的法向反力加大；从蹄由于摩擦力矩的“减势”作用而使其所受的法向反力减少。

这样，由于两蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值要由车轮轮毂承受。

这种制动时两蹄法向反力不能相互平衡的制动器称为非平衡式制动器。

液压或锲块驱动的领从蹄式制动器均为非平衡式结构，也叫简单非平衡式制动器。

非平衡式制动器对轮毂轴承造成附加径向载荷，而且领蹄摩擦衬片表面的单位压力大于从蹄的，磨损较严重。

为使衬片寿命均匀。

可将从蹄的摩擦衬片包角适当地减小。

对于如图1.1（a）所示具有定心凸轮张开装置的领从蹄制动器，在制动时，凸轮机构保证了两蹄等位移，因此作用于两蹄上的法向反力和由此产生的制动力矩应分别相等，而作用于两蹄的张开力，则不等，并且必然有<。

由于两蹄的法向反力在制动鼓正，反两个方向旋转并制动时均成立，因此这种结构的特性是双向的，实际上也是平衡式的。

其缺点是驱动凸轮的力要大而效率却相对较低，约为0.6~0.8。

因为凸轮要求气压