机械设计专业毕业论文-载重汽车鼓式制动器结构分析与设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）载重汽车鼓式制动器结构分析与设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信说明本人郑重声明:本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成设计时所利用的一切资料均已在参考文献中给出。本人签名： 年 月 日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：载重汽车鼓式制动器结构分析与设计 1设计的主要任务及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握载重汽车鼓式制动器主要用途和工作原理。应用所学相关基础知识和专业知识，分析鼓式制动器结构、载荷，对主要受力件强度进行计算分析，应用 CAD 三维造型或二维设计技术完成课题总成和关键零件结构设计和计算说

2、明书。编写毕业设计论文。2设计的基本要求和内容1）掌握鼓式制动器的结构及工作原理。绘制结构简图和原理简图；2）了解鼓式制动器失效模式并分析原因；3）了解摩擦片材料及制造、热处理工艺；4）绘制鼓式制动器的总成图；5）绘制制动鼓零件图；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等。3主要参考文献汽车设计 、 汽车理论 、 汽车构造 、 机械工程设计手册等。4进度安排序号 设计各阶段名称 起 止 日 期1 调研、查阅参考文献，收集资料，理解课题目标，确定设计思路，完成开题报告 3 月 03 日至 3 月 23 日2 毕业设计开题报告检查，毕业设计开题辅导 3 月 24

3、日至 4 月 13 日3 结构原理分析计算，设计毕业，准备中期检查 4 月 14 日至 5 月 04 日4 编写毕业设计论文，准备中期检查 5 月 05 日至 6 月 01 日5 毕业设计论文整理，完成毕业论文答辩 6 月 02 日至 6 月 22 日审核人： 年 月 日II载重汽车鼓式制动器结构分析与设计摘要：随着社会的发展，汽车已经融入到我们生活的各个角落，但是交通事故也越来越频繁。行车安全得到人们的重视，其中制动系统扮演着重要的角色。让行驶中的汽车减小速度甚至停车，让汽车在下坡时速度保持稳定，让停在路边的汽车不会滑走，这些就叫做汽车的制动。汽车产生制动作用的一系列专门装置称为制动系。而制

4、动器是制动系的重要本组成部分。本次研究将通过对已有车型解放牌 CA1046 的鼓式制动器的学习和分析，了解载重汽车鼓式制动器主要用途和工作原理，知道各种不同类型的鼓式制动器的结构和特点，并对鼓式制动器的结构、载荷、主要受力件强度进行分析。关键词：安全性，制动鼓，制动蹄Analysis and design of truck brake drum structureAbstract :With the development of the society, the car has already integrated into every corner of our life, but the

5、traffic accident is also more and more frequently. The traffic safety gets peoples attention, and the brake system plays an important role. Let the car in the car to reduce speed or even stop, so that the car in the downhill when the speed remained stable, so that parked on the road car will not sli

6、p away, these are called car brake. A series of special devices called brake system are called brake system. The brake is the important part of the brake system. This research through study and analysis of drum brake of the existing models Jiefang CA1046, understand load of automotive drum brake mai

7、nly uses and working principle, know the structure and characteristics of various types of drum brake, and the drum brake structure, load and the main stress strength analysis.Keywords: safety, brake drum, brake shoeIII目 录1 前言 .12 鼓式制动器的结构形式及选择 .22.1 鼓式制动器的形式结构型式分析 .22.2 鼓式制动器按蹄的属性分类 .32.2.1 领从蹄式制动器

8、 .32.2.2 双领蹄式制动器 .62.2.3 双向双领蹄式制动器 .72.2.4 双向増力式制动器 .93 制动系的主要参数及其选择 .123.1 解放牌 CA1046 的主要技术参数 .123.2 制动力与制动力分配系数 .123.3 同步附着系数 .183.4 制动器最大制动力矩 .203.5 鼓式制动器的结构参数与摩擦系数 .223.5.1 制动鼓内径 D.223.5.2 摩擦衬片宽度 b 和包角 .233.5.3 摩擦衬片起始角 .2403.5.4 制动器中心到张开力 P 作用线的距离 a.243.5.5 制动蹄支承点位置坐标 k 和 c.243.5.6 衬片摩擦系数 f.244

9、制动器的设计计算 .254.1 浮式领 从蹄制动器(平行支座面) 制动器因素计算 .254.2 制动驱动机构的设计计算 .284.2.1 所需制动力计算 .284.2.2 确定制动轮缸直径 .284.2.3 制动主缸直径的确定 .294.3 制动蹄片上的制动力矩 .304.4 制动蹄上的压力分布规律 .36IV4.5 摩擦衬片的磨损特性计算 .384.6 行车制动效能计算 .414.7 驻车制动的计算 .425 制动器主要零件的结构 .455.1 制动鼓 .455.2 制动蹄 .455.3 制动器间隙 .466 结 论 .47参考文献 .48致 谢 .49附录 .5011 前言在这个鼓式制动器

10、渐渐被其他新的更优秀的制动器取代的时代里，鼓式制动器在新型车上出现的次数已经越来越少了，但是我觉得对它的研究依旧是非常有意义的，以古为镜可以知得失。只有深刻了解原有的东西才能发明创造出新的东西。汽车的发展涉及到很多东西，其中重要的有环保、舒适性、经济性、娱乐性、操作性、安全性等众多方面，也对研究设计人员的设计提出了更高的要求。而制动系统是汽车行驶的一个重要主要安全系统，它的性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的行驶速度和路面情况复杂程度的提高，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，如果这个系统不设计好的话，会严重影响到人们的生命安全。现在的汽车

11、大多使用盘式制动器，稍微经济型的也采用前盘后鼓的设计，一些老式的载货汽车还在使用鼓式制动器。鼓式制动器逐渐走出了汽车的神坛，主要是因为它的散热能力较差，不能及时散热就会严重影响后续的制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象。虽然如此，它也不会汽车设计者们淡忘。22 鼓式制动器的结构形式及选择2.1 鼓式制动器的形式结构型式分析鼓式制动器由制动鼓、制动蹄、传力杠杆和驱动装置构成。制动鼓在最外面，随车轮转动。摩擦片固定在制动鼓上，安装在制动底板上。开始刹车时，制动鼓在外力的作用下向外张开，摩擦片和制动鼓接触、摩擦，将汽车的动能转化为热能散发到空气中，使汽车发生减速。在不工作的时候，摩擦片和制动鼓要避

12、免接触。制动蹄有不同的张开装置：液压轮缸式、凸轮式、楔块式，还可用气动或电动方式作为制动蹄驱动装置。鼓式制动器较其他制动器占的空间较小，制动效果好，刹车系统使用的油压不用太高，制造成本低廉，而且技术成熟，所以至今还在各种车上使用。但是鼓式制动器也有散热困难，比较容易产生热失效，构造复杂零件多，刹车间隙须做调整，使得维修不易等缺点。鼓式制动器按其结构和工作特点不同可分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领从蹄式、双从蹄式、单向增力式和双向增力式，如图 1.1 所示。3图 1.1 鼓式制动器示意图(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

13、双领蹄式；（e）单向增力式；（ f）双向増力式2.2 鼓式制动器按蹄的属性分类2.2.1 领从蹄式制动器如 1.1（a），（b）图所示，若图上的箭头代表汽车行驶时车轮的旋转方向（制动鼓正向旋转），那么蹄 1 就是领蹄，蹄 2 就是从蹄。汽车倒车时由于制动蹄所受摩擦力的改变，蹄 2 变为领蹄，蹄 1 变为从蹄。这种当制动鼓正、反向转动时总具有一个蹄受力较大、一个蹄受力较小的里张型鼓式制动器，称为领从蹄式制动器。如图 1.1（b）所示，两蹄压紧制动鼓的法向反力应相等。但是在刹车的时候，领蹄上的摩擦力对它的支点的力矩方向和液压缸或凸轮对其支点的力矩方向是相同的，所以由于摩擦力的作用，使其和制动鼓压的更紧，故也称增势蹄。相应的，从蹄也称碱势蹄。对于如图 1.1（a）所示的制动器，由于凸轮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1p2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1p2 12N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。不过带动凸轮所需的力大，而且效率不高，约为 0.60.8。因为凸轮需要气压驱动，因此这种结构仅使用于总质量大于或等于 10t 的货车和客车上。