1、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，必须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1Tf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，1ybRdR 为制动鼓半径， 为单元面积的包角，如图 4-1 所示。d由制动鼓作用在 摩擦衬片单元面积的法向力为：dbRqdNsinmax(5-1)而摩擦力 产生的制动力矩为fdNdfbRqdfTf sin2max在由 至 区段上积分上式，得(5-2)co(2axfTf当法
2、向压力均匀分布时，bRdqNp(5-3)(2fTf由式(46)和式(47)可求出不均匀系数)cos/()(式（46 ）和式（47 ）给出的由压力计算制动力矩的方法，但在实际计算中采用由张开力 P 计算制动力矩 的方法则更为方便。1Tf增势蹄产生的制动力矩 可表达如下：1Tf（5-4）1NTf式中 单元法向力的合力；1N摩擦力 的作用半径( 见图 5-3)。1f如果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1N1P出制动蹄上力的平 衡方程式：0)sin(cocos11101 fNSPx0fCa(5-5)式中 轴与力 的作用线之间
3、的夹角；11支承反力在 x1 轴上的投影。xS1解式(49)，得（5-6）)sin(co/111 ffhPN对于增势蹄可用下式表示为（5-11111 )i(/ BPfffTf 7）对于减势蹄可类似地表示为（5-22222 )sin(co/fffhPTf 8）为了确定 ， 及 ， ，必须求出法向力 N 及其分量。如果将 dN(见图 38)看作1212是它投影在 轴和 轴上分量 和 的合力，则根据式（5-5）有：xyxdN（5-4/)2sini2(sinsinmax2ma bRqbRqdNx9）（5-/)co(coicoax2ax dy10）因此 )2sini2/()csarctn()rt( xy
4、N式中 。根据式(5-2) 和式(5-4) ，并考虑到21yxN则有22)sini()cos(/)cos(4 R如果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，显然两种蹄的 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2121BPTfff 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：11/5.0Pf22/5.0BTPf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，p2=N，p1=N，p2=N5
5、.2.2 检查制动自锁计算蹄式制动器时，必须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）0)sin(co11 ff如果式 （5-12）11if成立，则不会自锁。已选 f=0.3，计算得到 =？，即式（5-12 ）成立，制动蹄不会自锁。11sinco5.3 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、表面加工情况、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
6、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，制动器几乎承担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，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片(衬块 )的磨损愈严重。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 Wmm 2。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 121)(tAvmea（5-)(2(2ta13） jvt21式中 汽车回转质量换算系数；汽车总质量；am， 汽车制动初速度与终速度，ms；计算时轿车取 km/
7、h(27.8m/s)；1v2 10v总质量 3.5t 以下的货车取 =80km/h(22.2m/s)；总质量 35t 以上的 货车取1v=65kmh(18ms)；1vj制动减速度，ms 2，计算时取 j=06g ；t制动时间，s；Al，A 2前、后制动器衬片(衬块) 的摩擦面积；制动力分配系数。取制动初速度 =22.2m/s，代入数据算得 e1= ?Wmm 2 ,e2= ?Wmm 2 。1v依参考文献【4】 ，鼓式制动器的比能量耗损率以不大于 1.8Wmm 2 为宜。根据计算所得，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
8、片(衬块 )面积的滑磨功即比滑磨功 ，来衡量：fL（62 ）2maxff LAv式中 汽车总质量，kg；am汽车最高车速，m/s；xv车轮制动器各制动衬片(衬块) 的总摩擦面积，cm ；A 许用滑磨功，对轿车取 10001500J cm2；对客车和货车取fLfL 600800Jcm 2。f取 =22.2m/s，代入数据算得比滑磨功 =？ =600 Jcm 2 。因此该车的磨1v ffL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足如下条件：（5-Ltcmhd)(15）式中： 各制动鼓(盘 )的总质量；dm与各制动鼓( 盘)相连的受热金属件(如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳h体等)的总质量；制动鼓(盘) 材料的比热容，对铸铁 c=482J(kgK)，对铝合金dcc=880J(kg K)；与制动鼓(盘) 相连的受热金属件的比热容；h
