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轻型汽车底盘鼓式液压制动器设计.rar

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    编号:20180802233206344    类型:共享资源    大小:3.28MB    格式:RAR    上传时间:2018-08-02
      
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    轻型 汽车底盘 液压 制动器 设计
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    毕业设计(论文)题 目 轻型汽车底盘鼓式制动器设计 学院名称 南华大学船山学院 指导教师 罗 金 良 职 称 副 教 授 班 级 机械 072 班 学 号 20079410211 学生姓名 李 确 2011 年 5 月 30 日南华大学船山学院毕业设计(论文) i轻型汽车底盘鼓式制动器设计摘要:汽车作为陆地上的现代重要交通工具,由许多保证其性能的大部件,即所谓“总成”组成,制动系就是其中一个重要的总成,它直接影响汽车的安全性。随着高速公路的快速发展和车流密度的日益增大,交通事故也不断增加。据有关资料介绍,在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中,制动系统故障引起的事故为总数的 45%。可见,制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外,制动系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率,也就是保证运输经济效益的重要因素。制动系既可以使行驶中的汽车减速,又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。由此可见,汽车制动系对于汽车行驶的安全性,停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。当今,随着高速公路网的不断扩展、汽车车速的提高以及车流密度的增大,对汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要。只有制动性能良好和制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。由此可见,制动系是汽车非常重要的组成部分,从而对汽车制动系的机构分析与设计计算也就显得非常重要了。论文中采用的是前鼓后鼓的制动系方案并且前轮采用双领蹄式制动器,后轮采用领从蹄式制动器,兼顾了制动器效能因数和制动器效能的稳定性。它的工作原理是利用与车身( 或车架) 相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势,亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞,使主缸油液在一定压力下流入轮缸,并通过两轮缸活塞推使制动蹄绕支承销转动,上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。不转的制动蹄对旋转制动鼓产生摩擦力矩,从而产生制动力,使车轮减速直至停车。论文第一章介绍了汽车制动系发展情况和制动系统的组成。第二章主要讲述了汽车的总体设计。第三章讲述了鼓式制动系的主要形式及其方案的选取。第四章分析计算了制动器制动过程中动力学参数的计算。第五章讲述了鼓式制动器的结构参数和主要零部件的设计。第六章是关于鼓式制动器的设计计算。第七章是制动器驱动机构的设计与计算。第八章是鼓式制动器主要零部件的强度分析。关键词:鼓式制动器 ; 驱动机构 ; 制动参数南华大学船山学院毕业设计(论文) ii轻型汽车底盘鼓式制动器设计Abstract As an important modern land.based transport, Automotive components from many large parts ,namely, the so.called “assembly“ which ensure the performance of automotive, and braking system which directly affects the safety of motor vehicles is one of the most important assembly. With the rapid development of highways and increased traffic density, traffic accidents are also increasing. According to the information on the vehicle itself as a result of problems caused by traffic accidents, the brake system failure caused the accident accounting for the total number of 45%. So braking system is an extremely important system to ensure traffic safety. In addition, the braking system has a direct impact on the quality of the average vehicle speed and vehicle transportation efficiency, that is, an important factor ensuring cost.effective transport. It not only can slow down a moving vehicle, but also to ensure that the car can be fixed in situ after parking. This shows that the vehicle braking system plays an important role in traffic safety, the reliability of parking, and transport economic efficiency.Today, with ever.expanding highway network, the improvement of vehicle speed and traffic density, on the work of automotive braking system reliability requirements become increasingly important. Only vehicles which have good braking performance and reliable braking system can give full play to their high.speed dynamic performance and to ensure the safety of traveling. This shows that the braking system is a very important component of the vehicle, thus it’s very important to the analysis and design of brake system bodies.Paper used brake program of the brake drum in front and behind. Front wheel used duo.duplex drum brakes and behind wheel simplex drum brakes, which takes into 南华大学船山学院毕业设计(论文) iiiaccount the effectiveness of the brakes and brake performance factor of stability. Its working principle is to use with the body (or frame) associated with non.rotating components and the wheel (or shaft) connected to the rotating components of friction between the wheels to prevent the trend of turning or rotating, namely by the pedal force of brake pedal passing through the push rod and the master cylinder piston, making master cylinder oil inflow wheel cylinder under a certain pressure, and pushing through the two.cylinder piston brake shoe so that rotating around the branch managers, the top separately to both sides pressed in its friction plate brake drum surface of the inner circle. Non.rotating brake shoe produced friction torque to rotating drum brake resulting in braking force to slow down until the wheels stop.The first chapter of this paper describes the development of automotive braking system. Chapter II focuses on the overall design of the car. Chapter III is about the main form and program selection of the drum brake. Chapter IV is about analysis and calculation of kinetic parameters of the brake during braking process. Chapter V described the structure of drum brake components and the design of the main parameters. Chapter VI described design and calculation of drum brake. Chapter VII is about the analysis and calculation of drum brake drive mechanism. Chapter VIII is about strength checking on the main components of drum brake. : Drum brake Drive mechanism Brake Parameters南华大学船山学院毕业设计(论文) iv目录1 绪论 .................................................................11.1 汽车制动系统的发展概况 ...........................................11.2 汽车制动系统的组成 ...............................................12 汽车总体参数的选择及计算 ........................................32.1 总体设计应满足的基本要求 ........................................32.2 汽车形式的确定 ...................................................42.3 汽车质量参数的确定 ...............................................52.4 汽车主要尺寸的确定 ...............................................62.5 汽车性能参数的确定 ...............................................92.6 发动机的选择 .....................................................92.7 轮胎的选择 ......................................................143 鼓式制动器的方案选择 ............................................163.1 鼓式制动器的结构形式 ...........................................163.1.1 领从蹄式制动器 ............................................173.1.2 单向双领蹄式制动器 ........................................203.1.3 双向双领蹄式制动器 ........................................213.1.4 双从蹄式制动器 ............................................223.1.5 单向增力式制动器 ..........................................223.16 双向增力式制动器 ...........................................233.2 鼓式制动器方案的确定 ............................................243.2.1 制动效能因素 ..............................................243.2.2 本设计中鼓式制动器方案的优选 ..............................254 制动过程的动力学参数的计算 .....................................264.1 制动过程车轮所受的制动力 ........................................264.2 制动距离与制动减速度计算 ........................................26南华大学船山学院毕业设计(论文) v4.3 同步附着系数与附着系数利用率计算 ................................334.4 制动器的最大制动力矩 ............................................354.5 制动器因素与制动蹄因素 ..........................................385 制动器的结构及主要零部件设计 .............................425.1 鼓式制动器的结构参数 ...........................................425.2 鼓式制动器主要零部件的设计 ......................................465.2.1 制动蹄 ....................................................465.2.2 制动鼓 ....................................................465.2.3 摩擦衬片 ..................................................475.2.4 摩擦材料 ..................................................485.2.5 蹄与鼓之间的间隙自动调整装置 ..............................495.2.6 制动支承装置 ..............................................505.2.7 制动轮缸 ..................................................505.2.8 张开机构 ..................................................516 鼓式制动器的设计计算 ......................................516.1 驻车制动能力的计算 .............................................516.2 中央制动器的计算 ...............................................536.3 压力沿衬片长度方向的分布规律 ....................................546.4 制动蹄片上的制动力矩 ...........................................566.5 摩擦衬片磨损特性计算 ...........................................606.6 制动因素的计算 .................................................616.6.1 支承销式领— 从蹄制动器的制动因数 ..........................626.6.2 支承销式双领蹄制动器的制动因数 ............................637 制动器驱动机构分析与计算 ..................................647.1 驱动机构的方案选择 .............................................667.2 制动管路的选择 .................................................667.3 液压驱动机构的设计计算 .........................................687.3.1 制动轮缸直径 d的确定 ......................................68南华大学船山学院毕业设计(论文) vi7.3.2 制动主缸直径 0d的确定 ......................................687.3.3 制动踏板力 pF..............................................707.3.4 制动踏板工作行程 S........................................717.3.5 真空助力器的设计计算 ......................................718 鼓式制动器主要零部件强度分析 ..............................748.1 制动蹄支承销剪切应力计算 .......................................748.2 紧固摩擦片铆钉的剪切应力验算 ....................................75结论 ........................................................77参考文献 ....................................................78谢辞 ........................................................79附录 ........................................................80南华大学船山学院毕业设计(论文) 11 绪论1.1 汽车制动系统的发展概况从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多,形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。它们的工作原理基本都一样,都是利用制动装置,用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能,以达到车辆制动减速,或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发,汽车动力系统发生了很大的改变,出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。例如电动汽车没有内燃机,无法为真空助力器提供真空源,一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的,制动系统的每个组成部分都发生了很大变化。1.1.1 汽车制动系统的组成制动系统主要由下面的 4 个部分组成:(1)供能装置:也就是制动能源,包括供给、调节制动所需能量以及各个部件,产生制动能量的部分称为制动能源;(2)控制装置:包括产生制动动作和控制制动效果的部件;(3)传动装置:包括把制动能量传递到制动器的各个部件;(4)制动器:产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件,也包括辅助制动系统中的部件。现代的制动系统还包括制动力调节装置和报警装置,压力保护装置等辅助装置。供能装置的发展供能装置主要是指制动能源,制动能源有人力制动、伺服制动、动力制动或者上述任两者的结合使用。人力制动是开始有制动系统时的制动能源,它有机械式制动、液压式制动两种形式。机械式制动主要用于驻车制动系统中,驻车制动系统中要求用机械锁止方法保证汽车在原地停止不动,在任何情况下不至于滑动。液压式制动是通过制动踏板推动制动主缸,进而使制动器进入工作状态。伺服制动兼用人力和发动机作为制动南华大学船山学院毕业设计(论文) 2能源,正常情况下制动能量由动力伺服系统供给,动力伺服系统失效时可由人力供给制动能量,这时伺服制动就变为人力制动。伺服制动可用气压能、真空能(负气压能)以及液压能作为伺服能量,形成各种形式的助力器。动力制动系统的制动能源是发动机所驱动的油泵或者气泵,人力仅作为控制来源,可分为气压制动、气顶液制动、液压制动。其中气压制动是发展最早的一种动力制动系统。它用空气压缩机提供气压,气顶液制动是用气压推动液压动作,产生制动作用。液压制动是目前得到广泛应用的一种制动系统,技术已经非常成熟。目前正在发展的电液复合制动以及电子制动中使用了电机作为制动能源,人力踩制动踏板作为控制来源。控制装置的发展最早的人力制动,通过机械的连接产生制动动作。发展到人力控制制动,通过踩制动踏板启动制动,再由传力装置把制动踏板力传到真空助力器,经过真空助力器的助力扩大后,传递到制动主缸产生液压力,然后通过油路把液压力传递到每个轮缸,开始制动。随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用,以及电子技术在汽车上面的广泛应用,制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势,其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理,会使汽车制动系统发生革命性的变化,它采用电子控制,可以更加准确、更高效率地实现制动。传动装置的发展人力制动时代是采用机械式的传动装置,气(液)压制动是利用气(液)压力和连接管路把制动力传递到制动器。电子制动则是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器,它的控制信号来自控制单元(ECU),用信号线传递制动信号和制动力信息。制动器的发展制动器是制动的主要组成部分,目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器,按照摩擦副中旋转元件的不同,分为鼓式和盘式两大类制动器。鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器有固定钳式、浮动钳式、浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好,可靠性和安全性也好,而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低,无法完全防止尘污和锈蚀,兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构,因而在后轮上的应用受到限制,很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机,在回收制动能量时起制动作用,它引入了新型的制动器。作为一种新的制动器型式,势必引起制动器型式的变革。电制动系统制动器是基于传统的制动器,也分为盘式电制动器和鼓式电制动器,鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点,将来汽车上会以盘式电制动器为主。南华大学船山学院毕业设计(论文) 32 汽车总体参数的选择及计算2.1 总体设计应满足的基本要求由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等四部分组成的汽车,是用来载送人员和货物的运输工具。汽车主要在宽度有限的道路上行驶,同时与汽车比较,还有人、自行车、摩托车等弱势群体也在使用同一道路,因此存在交通隐患。为了在有限的道路上容纳更多的车辆运行、减少交通事故以及从汽车造型和减轻质量等方面考虑,对汽车的外形尺寸需要予以限制。使用汽车加快了人得生活节奏,提高了工作效率,出门远行也更方便;与使用火车、飞机、船舶等交通工具相比较,受到的约束减少了很多。因此,更多的人愿意选择汽车作为交通工具。几十年来,汽车的保有量始终居高不下,凡是人类密集的地方,汽车也密集,由此而引起的环境污染问题也日益严重。共同保护好人类的生存环境已经受到全世界的重视,各国政府普遍采用制定相关法规的形式来从事交通方面的管理工作。交通工具具有在自然环境条件下使用的特点,汽车也不例外。自然环境的变化因素很多,有些还没有规律,如温度、湿度、雾、白昼与黑夜、干燥的硬路面与泥泞深浅不定的软路面等等,要求汽车能适应这些环境而安全地行驶,就必须制定有关法规强制企业执行,这也是工程技术人员从事设计的工作依据之一。进行汽车总体设计工作应满足如下基本要求:(1)汽车的各项性能、成本等,要求达到企业在商品计划中所确定的指标。(2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定,注意不要侵犯专利。(3)尽最大可能地去贯彻三化,即标准化、通用化、系列化。(4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。(5)拆装与维修方便。我国制定的有关方面的法规、标准正在得到不断的完善,它们中有些是结合我国具体条件制定的,有些是参照国外的法规、标准制定的。这些法规、标准涉及的面很广,如有关汽车外廓尺寸标准(GB1589—1989 汽车外廓尺寸限界) 、汽车的污染物排放标准以及有关公路法规对汽车轴荷限定的要求等等。在进行总体设计工作时,要特别注意正在实施的强制性标准,我国目前已有 40 项,随着时间的迁移还会有变化。这些强制性标准与汽车类型有关,设计师要严格遵守。
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