1、 本科毕业 设计 50t非公路自卸车的后桥湿式制动器设计 燕 山 大 学 2014 年 6月 燕山大学本科生毕业设计 本科毕业 设计 50t非公路自卸车的后桥湿式制动器设计 学 院： 车辆与能源学院 专 业： 10 车辆工程 学生 姓名： 学 号： 指导 教师： 答辩 日期： 2014 年 6月 燕山大学毕业设计任务书 学院： 车辆与能源学院 系级教学单位： 车辆工程系 学 号 学生 姓名 专 业 班 级 车辆 10-2 题 目 题目名称 50t 非公路自卸车的后桥湿式制动器设计 题目性质 1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）； 理论研究型（ ）；计算机软件型（）；综合型（
2、） 2.文管理类（ ）； 3.外语类（ ）； 4.艺术类（ ） 题目类型 1.毕业设计（ ） 2.论文（ ） 题目来源 科研课题 （ ） 生产实际 （ ） 自选题目 （ ） 主 要 内 容 1.调研，查阅资料，撰写开题报告和文献综述，翻译外文资料。 2.了解 非公路用车后桥制动器的结构形式和湿式全盘式制动器的设计计算过程。 3.确定 50t 非公路自卸车 的后桥湿式制动器 的结构形式及设计条件 。 4.进行 湿式全盘式制动器 的设计计算 。 5.绘制 湿式全盘式制动器 的总装配图。 6.绘制 湿式全盘式制动器 的零件图。 基 本 要 求 1.湿式全盘式制动器 的设计计算过程正确，结构合理。 2
3、.设计说明书撰写格式符合燕山大学毕业设计的规范，字数 20000 字以上。 3.翻译的外文资料应与设计内容相关，且不少于 3000 汉字。 4.按时完各个阶段的设计任务。 参 考 资 料 1. 陈家瑞 .汽车构造 .机械工业出版社， 2005.1 2. 赵文清 .湿式多盘制动器的应用及其发展状况 J.起重运输机械， 2001(12):5-7 3. 王晶，冯茂林 .车用多功能湿式多盘制动器 J.矿山机械， 1999： 53-54 4. 刘林 .装载机驱动桥湿式制动器的研究 .(硕士学位论文 ).浙江大学， 2011 周 次 第 1 4 周 第 5 8 周 第 9 12 周 第 13 16 周 第
4、 17 18 周 应 完 成 的 内 容 查阅资料，撰写开题报告和文献综述，翻译外文资料。 确定 50t 非公路自卸车的后桥湿式制动器 的结构形式及设计条件 。 进行 湿式全盘式制动器的设计计算 。 绘制总装配图和零件图。 撰写毕业论 文，准备答辩。 指导教师： 职称： 副教授 2014 年 3 月 1 日 系级教学单位审批： 年 月 日 燕山大学本科生毕业设计 I 摘要 中国的 经济正在飞速的发展，在矿山运输行业，为了提高效益、降低运输成本，大型的工程运输车辆也就相应的应运而生。车辆趋于大型化，载重很大，再加上工程车的工作环境是在泥泞、油水、山道等恶劣环境下，所以传统的制动器不能再满足要求，
5、湿式多盘制动器取代传统制动器势在必行。目前国内在湿式制动器领域的研究很有限，技术还很不成熟，本文目的就是对湿式制动器的结构进 行设计研究。 本文的主要研究内容是对制动系统的合理选型与结构设计、总体布置，然后再通过 对 制动力矩、摩擦片比压、弹簧刚度的计算，对各个零件的尺寸进行设计，利用 CAXA 绘制装配图，最后再用 CATIA 对整个制动系统进行三维建模，并将各个零件通过装配模块组装在一起，形成一套完整的制动系统，达到合理的布置与配合。 关键词 工程车辆；湿式多盘制动器；结构设计；三维建模 II Abstract Chinas economy is booming, in the mine
6、transportation industry, in order to improve the efficiency of transportation and reduce the transportation cost, large engineering transport vehicle is corresponding arises at the historic moment. Cars tend to be larger than befor, load is biger, plus truck working environment is in the mud, oil an
7、d water,and mountain passes under the bad environment, so the traditional brake can no longer meet the requirements, wet multiple disk brake replace traditional brake is imperative. The present domestic research in the field of wet brake is limited, and technology is still very immature.So the purpo
8、se of this article is about the design of the structure of the wet-type brake. The main research content of this article is on the reasonable selection of braking system , structure design and overall arrangement, and then through the calculation of braking torque, friction plate pressure, spring st
9、iffness and then design the size of the various parts. Using CAXA draw assembly drawings, finally, using CATIA to modeling 3D models foe the braking system.And through the assembly module to assembly various parts together, forming a complete set of brake system to achieve a reasonable arrangement a
10、nd cooperation. Keywords engineering vehicles; wet multiple disk brake; structure design; 3D modeling 目 录 摘要 . I Abstract .II 第 1章 绪论 .1 1.1 课题背景 .1 1.2 目的和意义 .1 1.3 研究的主要内容 .2 第 2章 制动器的设计 .3 2.1 制动器的选型 .3 2.1.1 三种制动器选型 .3 2.1.2 轮毂、半轴制动器的选型 .6 2.1.3 三种功能的制动器选型 .7 2.2 制动系统的设计计算 .9 2.2.1 制动 转矩的计算 .9 2
11、.2.2 轮边减速器的计算 .15 2.2.3 摩擦片参数的计算 .19 2.2.4 行车活塞的设计 .21 2.2.5 行车制动弹簧的设计 .23 2.2.6 驻车制动弹簧的设计 .25 第 3章 制动系统的三维建模 .29 3.1 轮边减速器的建模 .29 3.1.1 半轴的建模 .29 3.1.2 行星齿轮机构的建模 .30 3.1.3 轮边减速器端盖的建模 .34 3.1.4 轮毂的建模 .34 3.2 湿式多盘制动器的建模 .36 3.2.1 半轴套的建模 .36 3.2.2 圆锥滚子轴承的建模 .36 3.2.3 制动器左端盖的建模 .37 3.2.3 驻车弹簧的建模 .37 3.
12、2.4 驻车活塞的建模 .38 3.2.5 摩擦片的建模 .39 3.2.6 制动器外壳的建模 . 40 3.2.7 行车活塞的建模 . 40 3.2.8 回位弹簧导杆的建模 . 41 3.2.9 制动 器右端盖的建模 . 41 3.2.10 制动器的总装图 . 43 3.3 制动系统的总装配 . 43 结论 . 44 参考文献 . 45 致谢 . 47 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 1.1 课题背景 中国的经济正在飞速的发展，在矿山运输行业，为了提高效益、降低运输成本，大型的工程运输车辆也就相应的应运而生。车辆趋于大型化，载重很大，再加上 工程车的工作环境是在泥泞、油水、山道等恶劣
13、环境下， 以往车辆上广泛采用的鼓式制动器存在磨损严重，需要经常调整间隙 ;易产生热衰退现象，从而影响制动性能的稳定性等缺点，其已不能完全满足对车辆制动性能的要求，所以逐渐采用了制动性能较好的干盘式制动器。干盘式制动器虽具有制动性能稳定，能承受温度、水和车速的影响，抗衰退性能好等优点，但其只具有 1 个盘，摩擦面积小，单位压力高，散热条件差，因此，随着对制动性能要求十分严格的工程建设机械的不断发展，干盘式制动器逐步被制动性能更好的湿式多盘制动器所取代。 所以传统的制动器不能再满 足要求，湿式多盘制动器取代传统制动器势在必行。 近年来，国外 很 重视多盘制动器的研究，已研制出 了 多种形式的湿式多
14、盘制动器，应用越来越广泛。国外 很多 工程机械公司，如瑞典的 VOLVO 公司和美国的 CATERPILLAR、 CLARK 公司已在整机设计时采用 了 湿式多盘制动器，德国 KESSLER 公司及美国 RONKWELL 公司在车桥产品中也采用了湿式多盘制动器 1。装载机、叉车等已广泛采用湿式多盘制动器的车桥，而井下矿用自卸 车则已全面采用湿式多盘制动器系统，湿式制动器取代 传统 制动器成为一种趋势。国内与国外装载机驱动桥产品相 比，技术还很不成熟，制动冲击大，性能不稳定，使用寿命短，维修困难。而同期引进的国外 湿式制动器 产品，均为内置式湿式制动器，技术水平具有明显优势。 1.2 目的和意义
15、 中国工程机械 行业发展很快，其中轮胎式自卸车在国内工程机械行业占据主导地位，年销售量已突破 160， 000 辆，其中八大主机生产商 2008 年的销量占整个市场的 80%以上。国产自卸车在国内市场占主体地位，从数量上看我国已是工程机械大国，但从其质量水平和技术水平来看，国产自卸车与燕山大学本科生毕业设计 2 国外产品还存在较大的差距，同类产品的销价差别很大。国内自卸车行业的技术还处于较 低的技术水平。行业要壮大和发展，必须进一步提高自主创新水平，提高核心竞争力 2。由于技术壁垒，我们无法从国外获得相应的技术和资料。而且，从自卸车的发展方向来看，大型机器和小型机器将是自卸车发展的趋势，大型和
16、小型自卸车对机器的体积和布置将更为严格，对制动性能和可靠性的要求也非常高，因此，对内置式湿式制动器在自卸车上的应用进行研究，进一步提高国产自卸车的技术水平，缩小与国外先进产品的差距，对提高国产重要技术装备的技术水平具有重大的指导意义和实践意义。 1.3 研究的主要内容 （ 1） 50t 非公路自卸车的后桥湿式制动器 的结构形式及设计条件； 根据自卸车的结构和参数选用适当的制动器类型（如 轮毂制动器与半轴制动器或 普通型湿式多盘制动器、失压型湿式多盘制动器、多功能湿式多盘制动器），对制动器中的油路、密封以及活塞的形状等进行设计。 （ 2） 进行 湿式全盘式制动器 的设计计算 ； 对制动性能的设计
17、计算（如制动转矩的确定、衬片压力的确定、摩擦副数量的确定、液压系统制动油压力的确定），活塞相关参数的确定，回位弹簧刚度的确定等。 （ 3） 绘制湿式全盘式制动器的总装配图、零件图。 根据设计和计算所得的数据利用 CAXA 绘制装配图 与二维图 ，最后再用CATIA 对整个制动系统进行三维建模，并将各个零件通过装配模块组装在一起，形成一套完整的制动系统，达到合理的布置与配合。 第 2 章 制动器的设计 3 第 2 章 制动器的设计 2.1 制动器的选型 2.1.1 三种制动器选型 （ 1） 鼓式制动器 鼓式制动器的结构简图如图 2-1所示，它由制动鼓、摩擦衬片 、制动蹄三部分组成。其中，制动鼓与
18、车轮相连接，随着车轮一起转动，制动蹄固定在车架上，而摩擦衬片通过铆钉 与制动蹄固定在一起 或者是 粘接在一起。当需要制动时，通过液压促使制动蹄张开， 摩擦衬片与旋转运动的制动鼓内表面接触摩擦以提 供车辆所需制动力矩 3。 图 2-1 鼓式制动器 （ 2）钳 盘式制动器 钳盘 式制动器的结构简图如图 2-2所示 ，它由 液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等 。 制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动，制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧，分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。
