制动系统毕业设计计算参考

盘式基本参数 5.2 凸轮张开力的确定及蹄自锁性校核 5.2.1 张开力P1与P2的确定 在计算鼓式制动器时，必需建立制动蹄对制动鼓的压紧力与所产生的制动力矩之间的关系。为计算有一个自由度的制动蹄片上的力矩，在摩擦衬片表面上取一横向单元面积，并使其位于与轴的交角为处，单元面积为。，其中b为摩擦衬片宽度，R为制动鼓半径，为单元面积的包角，如图4-1所示。 由制动鼓作用在摩擦衬片单元面积的法向力为 5-1 而摩擦力产生的制动力矩为 在由至区段上积分上式，得 5-2 当法向压力匀称分布时， 5-3 由式46和式47可求出不匀称系数 式（46）和式（47）给出的由压力计算制动力矩的方法，但在实际计算中采纳由张开力P计算制动力矩的方法则更为便利。 增势蹄产生的制动力矩可表达如下 （5-4） 式中 单元法向力的合力； 摩擦力的作用半径见图5-3。 假如已知制动蹄的几何参数和法向压力的大小，便可用式1746算出蹄的制动力矩。 为了求得力与张开力的关系式，写出制动蹄上力的平衡方程式 5-5 式中 轴与力的作用线之间的夹角； 支承反力在x1轴上的投影。 解式49，得 （5-6） 对于增势蹄可用下式表示为 （5-7） 对于减势蹄可类似地表示为 （5-8） 为了确定，及，，必需求出法向力N及其重量。假如将dN见图38看作是它投影在轴和轴上重量和的合力，则依据式（5-5）有 （5-9） （5-10） 因此 式中 。 依据式5-2和式5-4，并考虑到 则有 假如顺着制动鼓旋转的制动蹄和逆着制动鼓旋转的制动蹄的和同，明显两种蹄的和值也不同。对具有两蹄的制动器来说，其制动鼓上的制动力矩等于两蹄摩擦力矩之和，即 对于凸轮张开机构，其张开力可由前述作用在蹄上的力矩平衡条件得到的方程式求出 其中Tf前单0.5Tf1max;Tf后单Tf2max；且前、后制动器B1，B2均相等。代入上式计算得到前、后轮p1、p2分别是 p1前N，p2N，p1N，p2N 5.2.2 检查制动自锁 计算蹄式制动器时，必需检查蹄有无自锁的可能，由式5-2得出自锁条件。当该式的分母等于零时，蹄自锁 （5-11） 假如式 （5-12） 成立，则不会自锁。 已选f0.3，计算得到，即式（5-12）成立，制动蹄不会自锁。 5.3 摩擦衬片衬块的磨损特性计算 摩擦衬片衬块的磨损，与摩擦副的材质、表面加工状况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。 汽车的制动过程是将其机械能动能、势能的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎担当了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度上升。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片衬块的磨损愈严峻。 制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷，它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为W／mm2。 双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为 （5-13） 式中 汽车回转质量换算系数； 汽车总质量； ，汽车制动初速度与终速度，m／s；计算时轿车取km/h27.8m/s；总质量3.5t以下的货车取80km/h22.2m/s；总质量3．5t以上的 货车取65km／h18m／s； j制动减速度，m／s2，计算时取j0．6g； t制动时间，s； Al，A2前、后制动器衬片衬块的摩擦面积； 制动力安排系数。 取制动初速度22.2m/s，代入数据算得e1 W／mm2 ,e2 W／mm2 。 依参考文献【4】，鼓式制动器的比能量耗损率以不大于1.8W／mm2为宜。依据计算所得，前、后制动器的比能量耗散率均符合规定。 磨损和热的性能指标也可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片衬块面积的滑磨功即比滑磨功，来衡量 （62） 式中 汽车总质量，kg； 汽车最高车速，m/s； 车轮制动器各制动衬片衬块的总摩擦面积，cm’； []许用滑磨功，对轿车取[]＝1000～1500J／cm2；对客车和货车取 []＝600～800J／cm2。 取22.2m/s，代入数据算得比滑磨功[]600 J／cm2 。因此该车的磨损和热的性能指标均达标准。 5.4 制动器的热容量和温升的核算 应核算制动器的热容量和温升是否满意如下条件 （5-15） 式中 各制动鼓盘的总质量； 与各制动鼓盘相连的受热金属件如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳 体等的总质量； 制动鼓盘材料的比热容，对铸铁c482J／kgK，对铝合金 c880J／kgK； 与制动鼓盘相连的受热金属件的比热容； 制动鼓盘的温升一次由30km／h到完全停车的剧烈制动， 温升不应超过15℃； L满载汽车制动时由动能转变的热能，因制动过程快速，可以认为制 动产生的热能全部为前、后制动