畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目： 某輕型貨車(chē)鼓式
制動(dòng)器的設(shè)計(jì)
系 別：
專(zhuān)業(yè)班級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
職 稱(chēng)： 副教授
年 三 月 三十一 日
摘要
鼓式制動(dòng)器也可以稱(chēng)作塊式制動(dòng)器，是通過(guò)張力的作用讓制動(dòng)蹄張開(kāi)，使制動(dòng)片和制動(dòng)鼓接觸產(chǎn)生摩擦力達(dá)到制動(dòng)的效果。
在現(xiàn)代汽車(chē)上，制動(dòng)系統(tǒng)是保證汽車(chē)在各個(gè)工況下的行車(chē)安全、穩(wěn)定等各項(xiàng)因素的保證。制動(dòng)系統(tǒng)伴隨著汽車(chē)的問(wèn)世也開(kāi)始被不斷開(kāi)發(fā)和改進(jìn)，制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)的主要部件，本設(shè)計(jì)介紹了制動(dòng)器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)；以實(shí)際制動(dòng)器為參考對(duì)制動(dòng)器的方案進(jìn)行理論論證和選擇；對(duì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和制動(dòng)器主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和選擇；同時(shí)也涉及到制動(dòng)器設(shè)計(jì)的計(jì)算和主要零件的建議分析。并在最后完成制動(dòng)器的裝配圖和零件圖。
關(guān)鍵詞：鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)蹄片，制動(dòng)系統(tǒng)
Abstract
Drum brake can also be called a block brake, By the effect of tension for brake shoe is open, Make brake and brake drum contact friction braking effect.
In modern cars, The braking system is to ensure a safety car under various conditions、stable, etc. The guarantee of the various factors, The braking system with car was also begins to be continuously develop and improve, Brake is a major part of the braking system, The design of brake are introduced working principle and basic structure, Refer to the actual brake,Brake scheme argumentation and choice,Calculation and selection of brake main parameters and structure, At the same time, It's also about The calculation of the brake design and Analysis and suggested that the major parts.In the last complete brake assembly drawing and part drawing.
Keywords: Drum brakes, Brake shoe, The braking system
目錄
1 緒論 1
1.1 制動(dòng)器的概述 1
1.2 制動(dòng)器現(xiàn)狀 3
1.3 課題背景及主要任務(wù) 5
2 方案分析 6
2.1 汽車(chē)總體參數(shù)的選擇 6
2.1.1 軸數(shù) 6
2.1.2 驅(qū)動(dòng)形式 6
2.1.3 布置形式 6
2.2 汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)的確定 6
2.2.1 質(zhì)量系數(shù) 6
2.2.2 汽車(chē)總質(zhì)量 7
2.2.3 載荷分配 7
2.3汽車(chē)主要數(shù)據(jù)的確定 8
2.3.1 質(zhì)心高度 8
2.3.2 軸距 8
2.2 結(jié)構(gòu)形式選擇 9
2.2.1 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 11
2.2.2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 16
2.2.3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 16
2.2.4 雙從蹄式制動(dòng)器 17
2.2.5 單向增力式制動(dòng)器 18
2.2.6 雙向增力式制動(dòng)器 18
2.3 制動(dòng)鼓方案確定 19
3 制動(dòng)器參數(shù)選擇 20
3.1 制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) 20
3.2 同步附著系數(shù) 27
3.3 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 27
4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 29
4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 29
4.1.1 制動(dòng)鼓內(nèi)徑D 29
4.1.2 摩擦襯片寬度b和包角 30
4.1.3 摩擦襯片起始角 31
4.1.4 制動(dòng)器中心到張力作用線(xiàn)的距離e 31
4.1.5 制動(dòng)蹄支撐點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c 32
4.1.6 襯片摩擦系數(shù)f 32
4.2 固定凸輪式（S型凸輪）汽式制動(dòng)器的制動(dòng)效能因數(shù)BF的計(jì)算 32
4.3 制動(dòng)力的校核 33
4.3.1 制動(dòng)器所能殘生的制動(dòng)力計(jì)算 34
4.3.2 制動(dòng)器所需的制動(dòng)力 35
4.4 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 36
4.5 磨損特性計(jì)算 40
4.6 行車(chē)制動(dòng)效能計(jì)算 41
4.7 駐車(chē)制動(dòng)計(jì)算 43
5 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
5.1 摩擦材料 45
5.2 制動(dòng)鼓 45
5.3 制動(dòng)蹄 46
5.4 制動(dòng)底板 47
5.5 制動(dòng)蹄的支承 47
5.6 制動(dòng)器間隙 47
結(jié) 論 49
參考文獻(xiàn) 50
致謝 51
附錄 52
1 緒論
1.1制動(dòng)器的概述
汽車(chē)制動(dòng)器對(duì)于車(chē)子本身有著不可缺少的地位，汽車(chē)制動(dòng)的作用就是使車(chē)輛在行車(chē)中達(dá)到減速甚至停下來(lái)的效果，同時(shí)也能夠讓正在下坡的車(chē)子保持穩(wěn)定速度?；蛘呖梢允轨o止的汽車(chē)保持不動(dòng)[1]。目前，車(chē)上采用的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)中，在實(shí)際的應(yīng)用中可以分為鼓式和盤(pán)式兩種，鼓式在汽車(chē)的應(yīng)用比較廣泛，內(nèi)張和外束成為了主要的歸類(lèi)。鼓內(nèi)的起到摩擦作用的面是內(nèi)張型的制動(dòng)鼓的工作面，外束制動(dòng)鼓和內(nèi)張不僅從意義上有所不一，結(jié)構(gòu)也有所不同，是以圓柱面的外面一面為工作面。盤(pán)式的制動(dòng)片人們把它比喻成蝶狀，所以也有人把它稱(chēng)為碟式[2]。它的控制路是一般通過(guò)液壓來(lái)進(jìn)行操作的，制動(dòng)系統(tǒng)由傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)組成。制動(dòng)盤(pán)隨車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，它在機(jī)構(gòu)上固定著分泵，摩擦片依照機(jī)械的方式固定在盤(pán)上面。油管傳送也壓力到分泵，摩擦片受到力的作用，按照軌道向制動(dòng)盤(pán)方向壓緊。由于表面發(fā)生接觸就能產(chǎn)生力，而產(chǎn)生制動(dòng)。
按照控制能量的傳輸方式，機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電氣式等稱(chēng)為分類(lèi)的主流[2]。其中液壓式和氣壓式制動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前最主流的車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)。液壓制動(dòng)有很多不足，比如在行車(chē)過(guò)程中，制動(dòng)器隨著使用的時(shí)間變長(zhǎng)會(huì)變熱，制動(dòng)液受熱后易液化成氣體。在管路中形成氣泡，這樣的結(jié)果就是影響了液壓的傳輸。從側(cè)面影響到制動(dòng)系統(tǒng)的效能。嚴(yán)重時(shí)甚至完全失效。氣壓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，由空壓機(jī)、制動(dòng)閥等裝置，這樣的結(jié)構(gòu)使制動(dòng)器顯得笨重、輪廓在有限條件的影響下變大、造價(jià)高偏高。管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，而且不論是否制動(dòng)，氣泵都要隨著發(fā)動(dòng)起運(yùn)轉(zhuǎn)，這會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)不必要的消耗，工作滯后時(shí)間也稍長(zhǎng)等等。
1902年，鼓式制動(dòng)器在早期的馬車(chē)上已經(jīng)有所使用，到1920年工業(yè)發(fā)展相對(duì)進(jìn)步后，才逐漸運(yùn)用到汽車(chē)上。設(shè)計(jì)師考慮到多種因素，如今也如愿以?xún)斪寖?nèi)張式鼓式制動(dòng)器成為了主流制動(dòng)器。它的制動(dòng)塊(剎車(chē)蹄)位于制動(dòng)輪內(nèi)側(cè)，在剎車(chē)的時(shí)候，制動(dòng)器蹄片受到張力作用，推開(kāi)制動(dòng)塊。制動(dòng)塊和內(nèi)壁接觸以后產(chǎn)生相對(duì)摩擦，而產(chǎn)生制動(dòng)力，進(jìn)而達(dá)到剎車(chē)的目的。
由于力的作用方式和安裝條件等原因，鼓式制動(dòng)器在制動(dòng)效能和散熱性都不比盤(pán)式制動(dòng)器好[2]。有于摩擦片材料的原因，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力穩(wěn)定性也不佳。行車(chē)在不同路況下時(shí)，制動(dòng)力的變化有些大，不易于調(diào)整和控制。由于安裝空間和工作環(huán)境的原因，導(dǎo)致其散熱性一直是人們頭痛的問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量。制動(dòng)塊和輪鼓在高溫中工作，較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，這會(huì)讓制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)衰退和抖動(dòng)現(xiàn)象，制動(dòng)效率也會(huì)隨著變化受到影響。另外，鼓式制動(dòng)器隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)，制動(dòng)間隙會(huì)不受控制地變化[3]。這導(dǎo)致人們要定期調(diào)校剎車(chē)蹄的空隙，才能保證其正常工作。當(dāng)然，鼓式制動(dòng)器有一大優(yōu)點(diǎn)，那就是它造價(jià)便宜，設(shè)計(jì)相對(duì)容易。
四輪車(chē)在行車(chē)使用制動(dòng)時(shí)，車(chē)子會(huì)受到慣性往前。這會(huì)讓車(chē)子前軸前輪的負(fù)荷大大增高。通?？梢哉菊?chē)負(fù)荷的%-%，這可以看得出前輪所需力要比后輪所要力大很多，這種時(shí)候后輪制動(dòng)只能起到起輔助幫助系統(tǒng)的作用[4]。因此我們現(xiàn)實(shí)中有很多廠(chǎng)家在轎車(chē)的前輪使用盤(pán)式來(lái)穩(wěn)定和保證整車(chē)穩(wěn)定，后輪使用鼓式來(lái)節(jié)省車(chē)成本。對(duì)于重車(chē)或者載貨車(chē)子來(lái)說(shuō)，由于本身車(chē)子的發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的力和的總質(zhì)量大的問(wèn)題，車(chē)速一般不會(huì)達(dá)到很高，這樣的利處反而是剎車(chē)蹄的使用消耗就能控制好，耐用程度也比盤(pán)式制動(dòng)器高。因此，在當(dāng)代的許多重型車(chē)和貨車(chē)上是依然存在著四輪式鼓式制動(dòng)器的身影。
鼓式的工作原理與盤(pán)的工作原理基本相同：制動(dòng)蹄壓住旋轉(zhuǎn)表面。 這個(gè)表面被稱(chēng)作鼓[4]。
制動(dòng)器再設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該滿(mǎn)足如下要求：
（1）有足夠的制動(dòng)能力。
（2）工作可靠。
（3）車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不確定的，但是在一定的速度需要制動(dòng)的時(shí)候，汽車(chē)本身的穩(wěn)定和可控制性都不應(yīng)該全部喪失或者不受控制。汽車(chē)前面軸和后面的存在著相互之間的關(guān)系，為保證更加良好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)該使力矩合理分配。
（4）不能讓過(guò)多的水或者其他影響制動(dòng)的物質(zhì)工作表面上。水是必防的物質(zhì)之一，對(duì)于這一項(xiàng)可以采取吸水率低的摩擦片的摩擦材料，能使汽車(chē)出水后制動(dòng)～次就可以讓制動(dòng)器的各項(xiàng)性能恢復(fù)穩(wěn)定[5]。在密封上一定要有所保證，防止泥沙污物進(jìn)入摩擦副工作表面，否則會(huì)影響效果，更壞的狀態(tài)下就會(huì)使速磨損不受控制。
（5）制動(dòng)器的穩(wěn)定要控制在和力的范圍之內(nèi)。盡量保證摩擦材料在高溫的時(shí)候的工作穩(wěn)定性。鼓和盤(pán)的熱容量也要盡量增大，這會(huì)對(duì)制動(dòng)有很大幫助。制動(dòng)器散熱狀態(tài)要盡可能好，有條件的可以采用冷卻的裝置來(lái)縮短熱量在制動(dòng)器里面的停留時(shí)間。
（6）操縱輕便，隨動(dòng)性良好。制動(dòng)踏板行程要按照用戶(hù)體驗(yàn)有所優(yōu)化，手柄位置和手柄行程應(yīng)符合相關(guān)工程要求，駕車(chē)疲勞程度會(huì)得到一定的緩解，方便性和舒適性也會(huì)有所增加。
（7）人們普遍知道，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多噪音?？刂浦苿?dòng)器的噪音影響也是值得研究和改善的方向，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的有害于人體的物質(zhì)也應(yīng)該盡可能減少。
（8）制動(dòng)器在工作時(shí)，接收到駕駛員的操作后。制動(dòng)滯后應(yīng)該盡可能縮短。包括制動(dòng)滯后時(shí)間和解除制動(dòng)滯后時(shí)間都應(yīng)該盡可能短[5]。這會(huì)在很大程度上改善制動(dòng)器的安全和行車(chē)安全。對(duì)于人們對(duì)車(chē)子的依賴(lài)性有一定的保證。
（9）襯片是直接接觸和摩擦件，所以要在有條件的范圍內(nèi)盡量加強(qiáng)它的耐磨性。
（10）摩擦副的會(huì)隨想著使用時(shí)間的流失而受到其他部件的磨損，摩擦副受到磨損后，制動(dòng)器本身應(yīng)該安裝有能夠消除磨損造成的間隙的機(jī)構(gòu)，由于人工調(diào)整間隙麻煩，最好能加上自動(dòng)調(diào)整間隙的。
1.2制動(dòng)器現(xiàn)狀
汽車(chē)制動(dòng)器一直影響著行車(chē)的安全性，良好的制動(dòng)器能保證車(chē)輛很多功能的實(shí)現(xiàn)和穩(wěn)定。自從汽車(chē)研究開(kāi)始就涉及到制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。早期的研究進(jìn)度中，旨在早很早就經(jīng)歷了很多關(guān)于這方面的研發(fā)，他專(zhuān)門(mén)針對(duì)鼓式制動(dòng)器的缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化研究。分析了很多結(jié)構(gòu)原理，他的工作重點(diǎn)是制動(dòng)器的整體結(jié)構(gòu)和在用戶(hù)實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)制動(dòng)器的各項(xiàng)功能和穩(wěn)定性的影響。當(dāng)然也舉得了很大的成果。在經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的改進(jìn)中，使制動(dòng)器有了很多改善和優(yōu)化。讓這項(xiàng)結(jié)果也成為了制動(dòng)器接下來(lái)發(fā)展的參照和借助。
在90年代，當(dāng)時(shí)還的汽車(chē)機(jī)械性不是很專(zhuān)業(yè)，由于科技和社會(huì)條件的約束。當(dāng)時(shí)候的汽車(chē)還不是很發(fā)達(dá)，很多系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)都是比較偏向簡(jiǎn)單的機(jī)械機(jī)構(gòu)[6]。這也導(dǎo)致當(dāng)時(shí)還的汽車(chē)的行駛速度不是很快。質(zhì)量也不是很高。所以簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)的制動(dòng)器就能夠滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)候的汽車(chē)的要求。隨著世界經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化的飛速發(fā)展，汽車(chē)速度和汽車(chē)本身的各個(gè)系統(tǒng)的不斷完善。助力形式的系統(tǒng)也應(yīng)者人們的駕駛需求而被開(kāi)發(fā)出來(lái)。1932年，V16汽車(chē)采用的制動(dòng)器率先采用了沒(méi)有空氣的助力裝置。1932年，林肯公司也不堪示弱，在V12轎車(chē)上采用若干根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器[6]。這充分象征著科技在汽車(chē)上的進(jìn)步。相信隨著時(shí)間和科技的培育下，汽車(chē)將會(huì)應(yīng)著人們的各種各樣的需求而功能不斷完善。
隨著科技的與時(shí)俱進(jìn)，液壓制動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目也不斷被研發(fā)。同過(guò)液體的流動(dòng)傳輸了相應(yīng)的機(jī)械命令來(lái)實(shí)施機(jī)械之間的工作。1942年第一臺(tái)使用液壓制動(dòng)的轎車(chē)問(wèn)世。在到20世紀(jì)50年代，液壓助力也被人們不斷認(rèn)識(shí)和發(fā)掘。液壓相對(duì)于通過(guò)機(jī)械來(lái)幫助其作加力和在沒(méi)有大氣壓的狀態(tài)下來(lái)說(shuō)有是比較穩(wěn)定的。在車(chē)上借用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)作源動(dòng)力，這也是一種科技方向。20世紀(jì)80年代后半段，ASD系統(tǒng)也慢慢問(wèn)世，在當(dāng)時(shí)候，ASD稱(chēng)為了汽車(chē)行業(yè)上最領(lǐng)先的技術(shù)。也是汽車(chē)電子化的象征。也標(biāo)志著汽車(chē)要邁向新的篇章[7]。
在理論上，效能和很多數(shù)據(jù)的有很大關(guān)系，有科學(xué)家在理論上論證了他們的關(guān)系是線(xiàn)性關(guān)系，可以用固有的值帶入相關(guān)的關(guān)系，提取出有規(guī)律的一條類(lèi)似于線(xiàn)的規(guī)律。Brian Ingram 是一位外國(guó)著名的汽車(chē)行業(yè)的科學(xué)家，他提出了一種蹄平動(dòng)的制動(dòng)器，這種制動(dòng)器有固定的滑槽，制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器會(huì)按照相應(yīng)的滑槽滑動(dòng)。那么顯而易見(jiàn)就沒(méi)有傳統(tǒng)制動(dòng)器的增勢(shì)和減式的效果[8]。它也只能隨著滑槽運(yùn)動(dòng)，而不能因?yàn)槭艿搅Φ淖饔闷絼?dòng)。這種制動(dòng)器能讓其本身很多主要部件沒(méi)有參與到摩擦工作中。著可以大大延長(zhǎng)機(jī)械的使用時(shí)間。但是這種制動(dòng)器有一個(gè)很大的缺點(diǎn)。就是制動(dòng)效能會(huì)很低。所以有待優(yōu)化。
后來(lái)，人們慢慢發(fā)現(xiàn)很多的電控系統(tǒng)也可以運(yùn)用到汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)中。直到1997年，一種名叫做 “電控制動(dòng)器”的電控系統(tǒng)被人們開(kāi)發(fā)出來(lái)并運(yùn)用到制動(dòng)器中，“自增力”電控系統(tǒng)可以保持制動(dòng)器保持一個(gè)很高的制動(dòng)效能因數(shù)。能讓因數(shù)的變化范圍保持在2～6之間[9]。這對(duì)與制動(dòng)器的制動(dòng)的效果有明顯的提升。它是通過(guò)電控機(jī)械的方法實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器的自增力。這種制動(dòng)器本身運(yùn)用電控機(jī)械裝置來(lái)調(diào)節(jié)和補(bǔ)償摩擦系數(shù)，用這樣的方法使制動(dòng)在穩(wěn)定的情況下提高了很多。同時(shí)也并達(dá)到了很好的效果。其最主要的問(wèn)題還是設(shè)計(jì)本身太過(guò)復(fù)雜。不容易被創(chuàng)新和改進(jìn)，電控系統(tǒng)耗能高；成本高；由于電控系統(tǒng)的復(fù)雜性也讓整個(gè)制動(dòng)器存在著維護(hù)的困難等問(wèn)題。
在制動(dòng)器研究的道路上，效能因數(shù)一直是人們頭疼的問(wèn)題。改善效能的革命顯得尤為重要。在1999年，科學(xué)家們提出并用實(shí)驗(yàn)證明了一種四蹄片式制動(dòng)器[10]。這種制動(dòng)器在結(jié)構(gòu)上有了很大的提升。由于多塊制動(dòng)片的作用，使得結(jié)構(gòu)更加合理化。制動(dòng)在行車(chē)過(guò)程中對(duì)于摩擦的敏感性有了很大的改善。這證明了鼓式制動(dòng)器存在著不僅可以在助力裝置上的優(yōu)化，也存在著在結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題。
制動(dòng)器的摩擦副受力很難以均勻，這是鼓式制動(dòng)一直存在和有待改善的一大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間和嘗試和不斷的更新，從簡(jiǎn)單的機(jī)械到增力式。在2000年，科學(xué)家們提出了一種新型的制動(dòng)器，它有多個(gè)自由度一起組成的。這樣的設(shè)計(jì)讓其制動(dòng)效能因數(shù)有了比較明顯的提高，最為重要的是，這樣的設(shè)計(jì)大大改善了摩擦副之間受力不統(tǒng)一的狀態(tài)[11]。這樣的科技成果有效的使摩擦片的使用壽命延長(zhǎng)了一大截。制動(dòng)器本身的各項(xiàng)參數(shù)也有了較為明顯的改善。同時(shí)，也可以根據(jù)駕駛員需要自行對(duì)制動(dòng)效能的需要而進(jìn)行設(shè)計(jì)。制動(dòng)器在隨著人們的需要不斷被優(yōu)化和創(chuàng)新，隨著人性化的發(fā)展成為了世界的腳步，相信在今后的日子中我們會(huì)體會(huì)到更加豐富可靠的科技產(chǎn)物。
總之，在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展至今，制動(dòng)器離不開(kāi)人們的視野，在一代接著一代的更進(jìn)中，傳統(tǒng)的鼓式制動(dòng)器在汽車(chē)上的地位還是沒(méi)有辦法取代的。制動(dòng)器本身相對(duì)于復(fù)雜機(jī)械來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)還是有很多方面可以值得開(kāi)發(fā)和提升的。傳統(tǒng)的制動(dòng)器也可為后續(xù)設(shè)計(jì)提供理論參考。
1.3課題背景及主要任務(wù)
汽車(chē)的發(fā)展一直處于比較快速的狀態(tài)，想要在發(fā)展中取得優(yōu)勢(shì)，那必定要不斷創(chuàng)新和完善，汽車(chē)制動(dòng)器研究將會(huì)在一定程度上促進(jìn)汽車(chē)創(chuàng)新和發(fā)展。越來(lái)越發(fā)展的社會(huì)里，人們更加看重物質(zhì)的質(zhì)量和安全性，而眼觀(guān)汽車(chē)本身，制動(dòng)系統(tǒng)很明顯稱(chēng)為了保證車(chē)輛在各個(gè)工況下正常運(yùn)行的必不可少的系統(tǒng)。對(duì)于分量這么高的汽車(chē)配件進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，這無(wú)疑對(duì)汽車(chē)知識(shí)的了解和促進(jìn)有著重要的意義。隨著與時(shí)俱進(jìn)的汽車(chē)行業(yè)，越來(lái)越人性化的設(shè)計(jì)體驗(yàn)已經(jīng)是人們追求的方向，那么對(duì)制動(dòng)器的相關(guān)設(shè)計(jì)。無(wú)疑對(duì)汽車(chē)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)是有著深刻的意義。
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)商用貨車(chē)的制動(dòng)器，內(nèi)容根據(jù)所選的車(chē)型的自身的特點(diǎn)，對(duì)制動(dòng)器系統(tǒng)的理論力、結(jié)構(gòu)、主要數(shù)據(jù)和主要零件等等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和選擇。并校核所選數(shù)據(jù)的結(jié)果，最后在二維或者三維軟件中完成所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器的裝配圖和主要零件的繪制。
在完成設(shè)計(jì)需要閱讀大量關(guān)于汽車(chē)設(shè)計(jì)的書(shū)籍和文本，總結(jié)知識(shí)，掌握基本方法和繪圖方法。
2 方案分析
2.1汽車(chē)總體參數(shù)的選擇
2.1.1軸數(shù)
汽車(chē)的軸數(shù)有著對(duì)整車(chē)各項(xiàng)性能很大影響的數(shù)據(jù)，目前是根據(jù)車(chē)輛自身總質(zhì)量的大小來(lái)選取汽車(chē)的軸數(shù)的多少。一般汽車(chē)的軸數(shù)分為兩軸、三軸、四軸或者更多。為保證車(chē)輛的合理性，和不違反道路法規(guī)，在正常情況下，一般車(chē)輛小于19T的情況下，都選擇兩軸的布置形式。一般總質(zhì)量超過(guò)19T就按照實(shí)際情況和有關(guān)規(guī)定來(lái)適當(dāng)增加汽車(chē)的軸數(shù)。這個(gè)選擇也應(yīng)該充分考慮各種因素和有關(guān)的條例對(duì)車(chē)的規(guī)定。
本設(shè)計(jì)的汽車(chē)總質(zhì)量是5545kg，屬于是在5t噸噸位的載貨車(chē)，所以采用2軸布置方案。
2.1.2驅(qū)動(dòng)形式
參照有關(guān)表格后，5T噸噸位的汽車(chē)一般采用4×2的驅(qū)動(dòng)形式。所以本社及選擇4×2的驅(qū)動(dòng)形式。
2.1.3布置形式
貨車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)位置會(huì)相對(duì)與駕駛室有一個(gè)相對(duì)位置，傳統(tǒng)分為短頭、長(zhǎng)頭和偏置式等歸類(lèi)。在車(chē)上發(fā)動(dòng)機(jī)放置位置肯定不同，有些車(chē)子發(fā)動(dòng)機(jī)放在車(chē)架的前面，那么稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)放在前面，同理可知發(fā)動(dòng)機(jī)中置和發(fā)動(dòng)機(jī)后置。
平頭式貨車(chē)由于空間的充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)放在駕駛室內(nèi)，這樣的放置方式主要優(yōu)點(diǎn)是：汽車(chē)總長(zhǎng)得到改善，也有利于軸距的設(shè)計(jì)調(diào)整，機(jī)動(dòng)性能較高；發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板可以在由于有了駕駛室的覆蓋就不需要了，這樣可以在一定程度上減小了汽車(chē)由于自身零件的重量而整備質(zhì)量加大。駕駛員在駕駛艙里駕車(chē)的時(shí)候，所能通過(guò)駕駛室向外所能看到的視野也變得更加寬廣。在目前的貨車(chē)設(shè)計(jì)中，平頭式貨車(chē)得到社會(huì)上的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。
本設(shè)計(jì)考慮到空間問(wèn)題，最后采用平頭式的布置形式，并采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。
2.2汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)的確定
在制動(dòng)器的相關(guān)計(jì)算中，涉及到有關(guān)汽車(chē)的車(chē)輛整備、駕駛艙乘載數(shù)量（人數(shù)）、裝滿(mǎn)貨物的質(zhì)量、等有關(guān)系
本設(shè)計(jì)中給出裝載質(zhì)量t。
2.2.1質(zhì)量系數(shù)
汽車(chē)的設(shè)計(jì)工藝直接由質(zhì)量系數(shù)直觀(guān)反應(yīng)出來(lái)，裝載質(zhì)量與整車(chē)比值就是我們所說(shuō)的質(zhì)量系數(shù)，即＝。該數(shù)值的大小直接反應(yīng)出車(chē)輛的水平。值越大，任何人對(duì)于車(chē)有著一個(gè)期望，就是希望車(chē)子自身的重量不大，但是卻能運(yùn)質(zhì)量很高的貨物，這種現(xiàn)狀說(shuō)明該汽車(chē)的設(shè)計(jì)水平和工藝越領(lǐng)先。反而越小就表示車(chē)輛水平越低。
本設(shè)計(jì)參考貨車(chē)質(zhì)量系數(shù)（表2-1）后，綜合各項(xiàng)因素選定的質(zhì)量系數(shù)值，數(shù)值如下：
表2-1 質(zhì) 量系數(shù)
汽車(chē)類(lèi)型
貨車(chē)
輕型
0．80-1．10
中型
1．20-1．35
重型
1．30-1．70
由上表可以確定整車(chē)整備質(zhì)量，t。
2.2.2汽車(chē)總質(zhì)量
在傳統(tǒng)意義上，汽車(chē)我們可以直接認(rèn)為。在汽車(chē)所有的配件齊全的情況下，并按照汽車(chē)設(shè)計(jì)規(guī)定在汽車(chē)的后備箱上裝滿(mǎn)貨物，在駕駛室上坐滿(mǎn)乘的條件下。這種時(shí)候車(chē)的所有重量。貨車(chē)的總質(zhì)量由三個(gè)部分組成，第一部分是車(chē)輛的總；第二部分是載貨的質(zhì)量；第三部分是駕駛室里的駕駛員和隨從人員，即
式中:
N=座位人數(shù)，代入數(shù)據(jù)，n=2，，t可得到汽車(chē)總質(zhì)量。
2.2.3載荷分配
當(dāng)車(chē)輛空載或滿(mǎn)載靜止?fàn)顟B(tài)下，各軸承受著車(chē)輛自身的重量通常人們會(huì)使用一個(gè)百分比的形式表示車(chē)輛的軸荷分配。
汽車(chē)在形式的過(guò)程中，由于地面的摩擦力作用，輪胎和地面直接由接觸的效果，所以會(huì)產(chǎn)生相對(duì)而使輪胎有磨損現(xiàn)象，那么汽車(chē)的軸荷的分配問(wèn)題就直接影響到輪胎的磨損情況，如果軸荷分配適當(dāng)，那么車(chē)子的每個(gè)輪子所受到的負(fù)荷就相差不大。這對(duì)與動(dòng)力性有很大的幫助和保證的作用。那么問(wèn)題來(lái)了，當(dāng)各個(gè)車(chē)輪的軸荷差不多的情況下，車(chē)子的前軸的負(fù)荷就會(huì)過(guò)大，這回直接影響車(chē)子的操縱性。前軸負(fù)荷太大，駕駛員在汽車(chē)轉(zhuǎn)向的時(shí)候越顯得吃力，所以所有設(shè)計(jì)車(chē)輛負(fù)荷問(wèn)題的時(shí)候，一定要充分考慮輪胎的磨損問(wèn)題和車(chē)輛操作的綜合問(wèn)題
表2-2 軸荷分配
車(chē)型
滿(mǎn)載
空載
前軸
后軸
前軸
后軸
乘
用
車(chē)
前置前驅(qū)
前置后驅(qū)
后置后驅(qū)
47% ~ 60%
45% ~ 50%
40% ~ 46%
40% ~ 53%
50% ~ 55%
54% ~ 60%
56% ~ 66%
51% ~ 56%
38% ~ 50%
34% ~ 44%
44% ~ 49%
50% ~ 62%
商
用
貨
車(chē)
4×2后輪單胎
4×2雙胎，平頭
4×2后輪雙胎，平頭式
6×4后輪雙胎
32% ~ 40%
25% ~ 27%
30% ~ 35%
19% ~ 25%
60% ~ 68%
73% ~ 75%
65% ~ 70%
75% ~ 81%
50% ~ 59%
44% ~ 49%
48% ~ 54%
31% ~ 37%
41% ~ 50%
51% ~ 56%
46% ~ 52%
63% ~ 69%
充分考慮到設(shè)計(jì)的需要和實(shí)際情況的需要，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，選擇后輪4×2雙胎的軸荷分配，平頭式的數(shù)據(jù)。
汽車(chē)空載時(shí)的質(zhì)量=3360kg（空載時(shí)軸荷分配：前：軸51%，后軸49%）
汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量=5545kg；（滿(mǎn)載時(shí)軸荷分配：前軸：33%，后軸：67%）
2.3汽車(chē)主要數(shù)據(jù)的確定
2.3.1質(zhì)心高度
所有的物質(zhì)的質(zhì)量有一個(gè)虛化的中心，我們通常把這個(gè)中心稱(chēng)為質(zhì)心，質(zhì)心是人們假設(shè)把一個(gè)物體的質(zhì)量集中在哪一點(diǎn)上。但是質(zhì)心和重心還是有所不同的，除了定義的不同以外，他們?cè)谖矬w的實(shí)際點(diǎn)也是存在不一樣的，往往質(zhì)心和重心會(huì)綜合表現(xiàn)一個(gè)物體所受的力。
在本設(shè)計(jì)中，質(zhì)心的高度按照實(shí)際的情況和現(xiàn)場(chǎng)的觀(guān)察以及對(duì)同款車(chē)型的分析，空載質(zhì)心高度=1350mm，滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)心高度=1550mm。
2.3.2軸距
軸距對(duì)于整車(chē)的參數(shù)影響很大。軸距的大小會(huì)直接影響到汽車(chē)的總長(zhǎng)度、通過(guò)彎道的半徑、等等因素。為了車(chē)輛有一個(gè)穩(wěn)定的操縱性和合適的數(shù)據(jù)，應(yīng)該選擇有效的軸距。軸距的選擇要依據(jù)汽車(chē)的需要和設(shè)計(jì)的合理性。本設(shè)計(jì)考慮所選車(chē)型各項(xiàng)因素，最后選取的軸距的數(shù)值如下：
軸距L=4200mm。
2.2結(jié)構(gòu)形式選擇
在當(dāng)前，使用率最高的是摩擦式制動(dòng)器，摩擦副結(jié)構(gòu)形式也是有所去別的，人們按照習(xí)慣和摩擦副的結(jié)構(gòu)形式大致分為三類(lèi)。鼓式的運(yùn)用是比較廣泛的，很多的貨車(chē)和載貨車(chē)都選擇鼓式的，鼓式制動(dòng)會(huì)使車(chē)輛更加穩(wěn)定。在目前的科技中，帶式的還是多為廣泛運(yùn)用在中央的制動(dòng)器中。盤(pán)式的的應(yīng)用普遍性真可謂家喻戶(hù)曉，相信對(duì)于它誰(shuí)都不會(huì)陌生。盤(pán)式相對(duì)于鼓式制動(dòng)來(lái)說(shuō)，它所能產(chǎn)能的制動(dòng)力就顯得略小些，但是勻稱(chēng)的摩擦力和穩(wěn)定的效能因數(shù)使它在制動(dòng)器的群列中一直在被重視。那么我們不難看出盤(pán)式制動(dòng)適合輕型車(chē)輛，而鼓式適合重型車(chē)輛。這種形式也讓它們?cè)趯?shí)際的運(yùn)用中有很多統(tǒng)一性。
在分類(lèi)的過(guò)程中，參照資料的歸類(lèi)。鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)效能沒(méi)有相同的，所以按照這個(gè)特點(diǎn)分為六大類(lèi)：
1、 領(lǐng)從蹄式：有一個(gè)領(lǐng)蹄。一個(gè)從蹄。
2、 雙領(lǐng)蹄式：當(dāng)制動(dòng)鼓選定一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，兩片都?xì)w類(lèi)為領(lǐng)蹄，相反的時(shí)候，都?xì)w類(lèi)為從蹄。
3、 雙向雙領(lǐng)蹄式：在車(chē)子行駛額過(guò)程中，鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不論是什么方向，兩題都是從蹄或者領(lǐng)蹄。
4、 雙從蹄式：雙從式根據(jù)雙領(lǐng)式來(lái)說(shuō)，存在著相反的性質(zhì)。它的定義和雙領(lǐng)都是相反存在的稱(chēng)呼，在制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩蹄均為從蹄，而當(dāng)制動(dòng)鼓反向旋轉(zhuǎn)時(shí)兩蹄均為領(lǐng)蹄。這樣的稱(chēng)呼方式和雙領(lǐng)蹄式相反。
5、 單向自增力式：人們也把這樣的制動(dòng)器叫做單伺服，只能借助制動(dòng)器本身的摩擦力達(dá)到制動(dòng)效果。著對(duì)式的分配和利用是種要的。
6、 雙向自增力式：由于相對(duì)單項(xiàng)自增力多了一個(gè)方向，也叫做雙向伺服式，也可以說(shuō)和摩擦力的利用率是很高的。在制動(dòng)鼓不管是正著旋轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下。都能利用到摩擦力的“幫助”從而加大壓緊力的效果。
制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)蹄的張開(kāi)是有方向的，隨著力的效果會(huì)讓他們有屬于自己的方向。這個(gè)方向和與制動(dòng)鼓的方向如果是一致的。那么該蹄片按照效果分類(lèi)為領(lǐng)蹄，反之，稱(chēng)為從蹄。由于結(jié)構(gòu)的不同，它們的制動(dòng)鼓受力情況和效能都有著不同之處，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖1.1。
鼓式制動(dòng)有著不同的形式，那么它們主要存在以下區(qū)別有：①制動(dòng)蹄片是在制動(dòng)器上存在著支點(diǎn)的。數(shù)量和位置存在著的不一樣的地方。②張開(kāi)裝置的形式的不同。③產(chǎn)生有制動(dòng)效果的同時(shí)。兩塊蹄片本身之間是否存在著力或者其他的相互的作用。
制動(dòng)效能，就是在某種工況下，單位輸入的壓力，或力的作用下所輸出的力或力矩。那么可以衡量制動(dòng)效能的優(yōu)劣情況。制動(dòng)效能因素的定義為：在某種工況下，力作用在鼓或盤(pán)上，它的作用半徑R上所得到的摩擦力（）與輸入力之比，即
(2-1)
式中，R為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。
效能因素K對(duì)摩擦因素?的是有敏感性的，我們把這個(gè)敏感性定義為制動(dòng)效能的數(shù)值的穩(wěn)定性能。使用中?隨溫度和水濕程度變化。效能穩(wěn)定性要充分保證，即是其效能對(duì)?的變化敏感性小。
圖1-1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式
圖2-1 制動(dòng)器
（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開(kāi)）；（b）領(lǐng)從蹄式；（c）平衡式；
（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式。
2.2.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
所示圖片的上面表現(xiàn)以箭頭表示的是最明顯的鼓的旋轉(zhuǎn)方向。依據(jù)這些信息，方式表現(xiàn)出來(lái)。領(lǐng)蹄是1， 從蹄是2。汽車(chē)在需要的情況下在倒車(chē)，按照之前的定義，那么箭頭的方向就會(huì)反過(guò)來(lái)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變使得領(lǐng)蹄和從蹄發(fā)生位置的轉(zhuǎn)變。類(lèi)似于這樣的隨著制動(dòng)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而命名改變的制動(dòng)器，我們?cè)趥鹘y(tǒng)意義上稱(chēng)作領(lǐng)從蹄式。由圖1-2(a)、(b)可見(jiàn)。
在鼓式制動(dòng)器中，我們所看到的領(lǐng)蹄其實(shí)在運(yùn)行的過(guò)程中，有受到制動(dòng)器里面摩擦力的作用，有使其壓向制動(dòng)鼓的力更加大。這樣的效果就是使蹄得到力除了自身張力作用外的“幫助力”那么我們把這樣的摩擦力矩稱(chēng)為“增勢(shì)”。反而觀(guān)之，我們就可以把內(nèi)部摩擦力作用起到推開(kāi)從蹄的作用，這樣沒(méi)有幫助到蹄和鼓之間的力的變大。這樣的形式我們把這個(gè)摩擦力矩叫做“減式”。這樣式的作用在整個(gè)制動(dòng)器運(yùn)行的過(guò)程中也有著很大的意義。往往制動(dòng)力不夠的時(shí)候，人們更希望每個(gè)蹄片都是“增勢(shì)”。
制動(dòng)器的兩個(gè)蹄片是有通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)傳達(dá)過(guò)來(lái)的張力作用的，張開(kāi)力，如圖（b）所示，在正常時(shí)候，兩蹄片受到的系統(tǒng)張力應(yīng)該是一樣的，那么這個(gè)時(shí)候往往有與不同蹄片在不同的情況下，受到的“式”的不一樣而引起了兩蹄所受到的法向的反作用力就不相等了。在傳統(tǒng)意義上，我們把這樣子受到的法相力的大小不一樣的制動(dòng)器叫做不是平衡的。那么在內(nèi)部受力的情況下，兩題如果所受到張力效果相同的情況下，他們所受到的發(fā)相反力如果相同，但是由于式的幫助或者阻攔的原因?qū)е碌姆ㄏ喾醋饔昧Σ幌嗤闹苿?dòng)器，我們把這樣的制動(dòng)器叫做平衡式。
對(duì)于如圖1-2 (a)所示，由圖上可以看出來(lái)。此制動(dòng)器是有一個(gè)固定的的凸輪成為張開(kāi)裝置。汽車(chē)在行駛的過(guò)程中需要制動(dòng)時(shí)，凸輪會(huì)受到制動(dòng)系統(tǒng)傳達(dá)過(guò)來(lái)的力的作用張開(kāi)兩個(gè)蹄片。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，兩個(gè)蹄片所受到的力其實(shí)是相同的。但是所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩所有所差別的。張開(kāi)力P1、P2由于制動(dòng)力矩的不同而不同。所以會(huì)有P1
0的車(chē)輪，其力矩平衡方程為:
（3-0）
式中：
—對(duì)車(chē)輪有力作用的力矩。這個(gè)是有方向的，這個(gè)方向與輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反。
—車(chē)輪受到地面對(duì)其的力。之間存在力，它的方向與車(chē)子走的方向剛好不一樣，是相反的。N；
—車(chē)輪有效半徑，m。
令 （3-1）
并稱(chēng)為制動(dòng)器本身的制動(dòng)力，它是通過(guò)車(chē)子自身輪胎在路上滾動(dòng)的時(shí)候，輪胎的周邊所克服制動(dòng)器摩擦力矩所必需的力。所以也稱(chēng)它為周緣力。力與地面作用在車(chē)輪上的的方向相反，當(dāng)車(chē)輪>0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)決定。由制動(dòng)器本身的很多結(jié)構(gòu)或者是尺寸以及自身其他的一些數(shù)據(jù)聯(lián)合決定的。并與制動(dòng)踏板力即制動(dòng)所需要的液壓力或者氣壓所能形成的力的正比。當(dāng)駕駛員把踏板力加大的時(shí)候，和均會(huì)增大。但地面從理論上來(lái)說(shuō)于受著條件的限制，所以其值不可能大于，即
（3-2）
或
（3-3）
式中 ； Z—地面對(duì)車(chē)輪的法向反力。
由下圖可以看出來(lái)，制動(dòng)器本身的制動(dòng)力的那條線(xiàn)跟地面的力的那條線(xiàn)可以滿(mǎn)足，車(chē)輪就被足夠大的力抱住，并在路上滑動(dòng)而不是滾動(dòng)。此后即表現(xiàn)為力矩，這個(gè)時(shí)候我們可以看到就和一樣大，又由于兩個(gè)力的方向是相反的。那么就能達(dá)到不讓車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)周緣力的極限。當(dāng)=0以后，地面達(dá)到值后就不再變大，而制動(dòng)器由于的增大使增大而繼續(xù)上升如圖3-1。
這時(shí)候，我們可以根據(jù)汽車(chē)剎車(chē)的時(shí)候，整個(gè)車(chē)子的受力形象分析圖，并根據(jù)各個(gè)軸之間的軸荷可以求出地面對(duì)前、后軸車(chē)輪，為：
（3-4）
（3-5）
式中 ：G——汽車(chē)所受重力；
L——汽車(chē)軸距；
——汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離；
——汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離；
——汽車(chē)質(zhì)心高度；
g——重力加速度；
——汽車(chē)制動(dòng)減速度。
汽車(chē)在附著系數(shù)（我們選擇在瀝青路面上制動(dòng)，則選取=0.8）的路面上采取制動(dòng)時(shí)，前、后輪都受到力的作用不做運(yùn)動(dòng)（同時(shí)抱死或先后抱死均可），此時(shí)汽車(chē)總的地面
(3-6)
這個(gè)時(shí)候，汽車(chē)前、后軸車(chē)輪子的總的和的大小是相同的。質(zhì)心的制動(dòng)也和其大小一樣的。即可以推出：
（3-7）
則得地面有力是施加在前面和后面的軸的法相想反的力的式子可以表達(dá)為如下：
（3-8）
（3-9）
經(jīng)過(guò)自身的衡量，和之前的選取，設(shè)計(jì)的貨車(chē)在裝滿(mǎn)貨物的情況下，它的基本數(shù)據(jù)如下面所示：
軸之間的距離L=4200mm，質(zhì)心和前軸的長(zhǎng)度mm，質(zhì)心和后軸的長(zhǎng)度=1386mm，汽車(chē)自身被受到地球的作用力之下所受到的力，附著系數(shù)，汽車(chē)滿(mǎn)載知心的高mm。
貨車(chē)在空載時(shí)的基本數(shù)據(jù)如下：
同步附著系數(shù)，質(zhì)心距離前軸的距離mm,質(zhì)心距離后軸的軸距mm，汽車(chē)所受到的重力，汽車(chē)空載質(zhì)心高度mm。
故 滿(mǎn)載時(shí)：
=33976.06N
=20364.94N
空載時(shí)：
=25244.80N
=7667.52N
車(chē)輛工況
前軸法向反力，
后軸法向反力,
汽車(chē)滿(mǎn)載
33976.06N
20364.94N
汽車(chē)空載
25244.80N
7667.52N
車(chē)子制動(dòng)力為：
=+==Gq （3-10）
式中q（） — 制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱(chēng)比減速度或比制；
， — 前、后軸車(chē)輪自身所受到的力。
根據(jù)上面的兩個(gè)式子的公式相互帶入有關(guān)代數(shù)據(jù)就可以刪除同項(xiàng)得到下面的公式：
（3-11）
地面對(duì)后輪的力為：
（3-12）
根據(jù)數(shù)據(jù)和式子的對(duì)應(yīng)性，帶入相關(guān)數(shù)值就可以算出前面的軸和后面的軸自身所受到的對(duì)面對(duì)其最大的力（制動(dòng)力）表現(xiàn)如下：
滿(mǎn)載：
=27180.85N
=20364.94N
空載：
=20208.38N
=6134.02N
車(chē)輛工況
前軸車(chē)輪附著力，
后軸車(chē)輪附著力,
汽車(chē)滿(mǎn)載
27180.85N
20364.94N
汽車(chē)空載
20208.38N
6134.02N
上式表明：當(dāng)?shù)孛娴南禂?shù)以確定的時(shí)候，可以概括為任意制動(dòng)附著系數(shù)的道路，車(chē)輛在其路上正常行駛時(shí)，假設(shè)汽車(chē)的所有輪子所得到的制動(dòng)力都是足夠的，沒(méi)有發(fā)生滑動(dòng)。那么根據(jù)前、后車(chē)輪制動(dòng)器力的分配、汽車(chē)前、后軸的軸荷分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，在汽車(chē)需要制動(dòng)的行動(dòng)中，可能有下面的幾種情況發(fā)生：
（1） 后輪受力作用后先被抱死不動(dòng)，接著前輪再跟著抱死，一起拖滑。
（2） 第二種和第一種情況相反的，是前面的輪子先抱死力，然后后面的車(chē)輪再受力抱死不動(dòng)。
（3） 那么最后一種情況就是，汽車(chē)一有強(qiáng)烈制動(dòng)的時(shí)候，前輪和后輪一起抱死，然后在路面上拖滑往前
在經(jīng)過(guò)科學(xué)的論證以后，以上的幾種情況當(dāng)中，（3）的情況下，汽車(chē)對(duì)地面的附著力運(yùn)用得最好。
由式（3-7），（3-11），（3-12）可以推導(dǎo)出車(chē)輛在系數(shù)是的路上行駛，在進(jìn)行制動(dòng)的行動(dòng)時(shí)，前面的車(chē)輪和后面的車(chē)輪在一起抱死前后輪利用地面附著力很充分的條件表現(xiàn)為：
（3-13）
（3-14）
式中 ；；
；
—前軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力；
—后軸車(chē)輪的地面制動(dòng)力；
G —汽車(chē)重力；
，—汽車(chē)當(dāng)前的質(zhì)心高度在橫向上，距離前、后軸的距離；
—汽車(chē)質(zhì)心高度。
兩式（3.13）、（3.14）中，前面、后面的輪子同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力是關(guān)于地面系數(shù)的函數(shù)。
消去附著系數(shù)可得：
（3-15）
式中 L — 汽車(chē)的軸距。
按照以上的公式，帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，可以表現(xiàn)為坐標(biāo)之間的關(guān)系，那么我們可以把它們這樣的曲線(xiàn)之間的關(guān)系稱(chēng)作理想曲線(xiàn)。前輪和后輪制動(dòng)器力的分配關(guān)系在通過(guò)坐標(biāo)表現(xiàn)出來(lái)以后，所得到的曲線(xiàn)I。如圖3-3所示。
假設(shè)車(chē)輛在制動(dòng)器，按照下圖的曲線(xiàn)規(guī)律變化時(shí)。就可以保證車(chē)輛在系數(shù)的路面上采取制動(dòng)措施時(shí)。都能夠達(dá)到前面和后面的車(chē)輪同時(shí)受到力作用抱死的效果。然而，貨車(chē)的前面、后面制動(dòng)器產(chǎn)生力的之比值為一般為固定的值。并以和汽車(chē)受到的總的間的比值來(lái)表現(xiàn)出分配的比例關(guān)系。傳統(tǒng)上把這樣的關(guān)系叫做汽車(chē)制動(dòng)器：
（3-16）
圖3-3理想制動(dòng)力分配系數(shù)
聯(lián)合式子（3-13）、（3-14）、（3-16）可得：
代入 空載時(shí)：
滿(mǎn)載時(shí)：
在現(xiàn)實(shí)條件下，附著條件是被限制在一定的范圍內(nèi)的，不可能說(shuō)在無(wú)限的值內(nèi)變化。我們上面提到的周緣力在數(shù)據(jù)上和地面力的大小是一樣的大小。這樣的又通常被人們因?yàn)槎x的關(guān)系稱(chēng)為制動(dòng)力分配。在上圖直觀(guān)的表現(xiàn)出來(lái)，我們可以看到，車(chē)輛不論是滿(mǎn)載或者空載，他們的理想曲線(xiàn)都表現(xiàn)得非常相近。這樣的結(jié)構(gòu)讓我們參照并選擇了不是感載的比例閥。這樣總體的設(shè)計(jì)應(yīng)該在系統(tǒng)里面產(chǎn)生。
3.2同步附著系數(shù)
由式（3.16）可得：
（3-17）
上面的式子在坐標(biāo)上的表現(xiàn)就是一條路過(guò)原定由固定斜率為。這個(gè)公式的直觀(guān)表達(dá)就是制動(dòng)器的分配的汽車(chē)上，它的前面和后面的制動(dòng)器的力的分配線(xiàn)。我們?cè)趫D中可以看得出來(lái)，與I曲線(xiàn)的交點(diǎn)是點(diǎn)B，這樣我們可以根據(jù)公式求出點(diǎn)的。這和系數(shù)對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的參數(shù)。所取值的大小取決于車(chē)輛本身的結(jié)構(gòu)決定。同步附著計(jì)算公式為：
（3-18）
由式（3.18）可得 空載：
滿(mǎn)載：
制動(dòng)力本身的是要求在一個(gè)合理的范圍內(nèi)的。是通過(guò)與的關(guān)系的合理曲線(xiàn)來(lái)決定的。這個(gè)指標(biāo)直接顯示出制動(dòng)力在分配的過(guò)程中是否合理。這個(gè)系數(shù)值汽車(chē)常常成為汽車(chē)優(yōu)化的一大方向。不管是鼓式其他類(lèi)型的制動(dòng)器，分配系數(shù)一定能夠要保持在一個(gè)良好的范圍內(nèi)，才能保證車(chē)輛的制動(dòng)效果達(dá)到預(yù)先設(shè)定的理想的效果。
3.3制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩
車(chē)輛都是有一個(gè)最大的制動(dòng)力和力矩的。這個(gè)力只能在汽車(chē)在正常的路況下，附著在地面上的質(zhì)量被充足運(yùn)用的狀況下，才能被更加接近完整的值計(jì)算出來(lái)。在上文我們把車(chē)輪的和制動(dòng)力的比值就可以求出來(lái)。并根據(jù)總結(jié)可以看得出來(lái)他們之間稱(chēng)為了正比。
由式（3.13）、（3.14）可知，設(shè)計(jì)選擇了雙軸汽車(chē)。那么設(shè)計(jì)的車(chē)輛前后軸上的車(chē)輪力在的到比較好的應(yīng)用的情況下，它們同時(shí)抱死的情況下。制動(dòng)力、之間的相除的值為：
（3-19）
式中 ：
— 同步附著系數(shù)；
— 汽車(chē)質(zhì)心高度。
通常，上式的比值：轎車(chē)約為1.3~1.6；貨車(chē)和轎車(chē)是有所不同的，一般為0.5到0.7之間。制動(dòng)器在正常運(yùn)行下所能在輪上所能有的力矩是會(huì)受到車(chē)輪力矩限制的?？偨Y(jié)力之間的關(guān)系后，可以表達(dá)為下式：
（3-20）
（3-21）
式中： — 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；
— 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，；
— 車(chē)輪有效半徑。
在選擇的時(shí)候，是按照實(shí)際的在市面上使用的車(chē)輛的情況做參考，和國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)GB系列的規(guī)定，和車(chē)輛出廠(chǎng)規(guī)定，設(shè)計(jì)選取的輪胎型7.50-20?？傻糜行О霃?452mm。
在正常條件下：
（3-22）
（3-23）
由式（3.12）、（3.23）可得：
==1228.57
==373.21
4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1結(jié)構(gòu)參數(shù)
4.1.1制動(dòng)鼓內(nèi)徑D
在下圖可以可以看的出來(lái)，是有制動(dòng)系統(tǒng)輸出制動(dòng)器里面的力，這個(gè)力的大小由駕駛員主觀(guān)意識(shí)下對(duì)制動(dòng)器下的命令和制動(dòng)器本身的調(diào)節(jié)。假設(shè)這個(gè)是一定的。在空間的影響下，我們不難就能得到散熱的好壞就可以直接由鼓的內(nèi)經(jīng)的增大而增大。但是在事實(shí)上，D的大小是受到輪輞的限制的。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們應(yīng)該保持輪輞和鼓之間的合理間隙的條件下，來(lái)增大D的。不然散熱就會(huì)受到影響力。制動(dòng)的時(shí)候，受到直接的摩擦的力的關(guān)系會(huì)讓整個(gè)制動(dòng)器溫度變得很高。這時(shí)候我們應(yīng)該保證制動(dòng)器的熱容量和剛度。
圖4-1 主要幾何參數(shù)
在正常條件下：
乘用車(chē) =0.64-0.74
商用車(chē) =0.70-0.83 （4-1）
在制動(dòng)鼓這一塊，輪輞的直徑直接可以初定D的大小。有關(guān)書(shū)籍給了關(guān)于D尺寸的參考。在書(shū)上明確表達(dá)出。從收集的資料可以看出來(lái)。目前市面上的傳統(tǒng)的客車(chē)和載貨類(lèi)型的制動(dòng)鼓內(nèi)徑比輪輞小，轎車(chē)就不一樣了，一般比輪輞外徑小。這樣，我們可以按照設(shè)計(jì)需要，按照所選車(chē)型的輪輞直徑確定見(jiàn)(表4-1）。
表4-1 制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑
輪輞直徑/in
12
13
14
15
16
20
制動(dòng)鼓最大內(nèi)徑/mm
轎車(chē)
180
200
240
260
--
--
貨車(chē)、客車(chē)
220
240
260
300
320
420
參照所選車(chē)型的原本內(nèi)徑和市面上同類(lèi)型車(chē)。本設(shè)計(jì)所給定的內(nèi)徑是