盤(pán)式制動(dòng)器圖紙二維三維CAD圖紙、CATIA模型設(shè)計(jì)
需要:設(shè)計(jì)制動(dòng)輪缸,輪缸活塞,制動(dòng)鉗體,鉗體支架,導(dǎo)向銷,放氣螺釘,零件圖裝配圖,都要 cad和三維,還需要制動(dòng)盤(pán)和摩擦襯塊的三維圖。(制動(dòng)盤(pán)和 摩擦襯塊已有 cad這兩天發(fā))二.制動(dòng)系設(shè)計(jì):2.1制動(dòng)系設(shè)計(jì)概述:2.2汽車基本參數(shù):2.3同步附著系數(shù)的確定:一般汽車根據(jù)前、后輪制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素,當(dāng)制動(dòng)力足夠時(shí),制動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)前后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)附著條件利用最長(zhǎng)度(mm) 3730寬度(mm) 1650高度(mm) 1530軸距(mm) 2410前輪距(mm) 1420后輪距(mm) 1430油箱容積(L) 38整備質(zhì)量(kg) 1020長(zhǎng)*寬*高(mm) 3730*1650*1530后輪胎規(guī)格 175/60 R15(381mm)前輪胎規(guī)格 175/60 R15(381mm)軸荷分配 6:4質(zhì)心高度(空載) 590mm好 2。任何附著系數(shù) 路面上前后同時(shí)抱死的條件為( =0.85):GFff21gf hL12式中:G-汽車重力;前制動(dòng)器制動(dòng)力,N;1fF后制動(dòng)器制動(dòng)力,N;2f質(zhì)心到前軸的距離;1L質(zhì)心到后軸的距離,2得: =5126N =3371N1fF2fF一般常用制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù) 來(lái)表示分配比例6.01fF為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率,ECE 制動(dòng)法規(guī)規(guī)定,在各種載荷條件下,轎車在 0.15 q 0.8,其他汽車在 0.15 q 0.3的范圍內(nèi),前輪應(yīng)先抱死;在車輪尚未抱死的情況下,在 0.15 0.8的范圍內(nèi),必須滿足 q 。根據(jù)上述條件取本車 =0.75。)2.0(85.1002.4主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算:2.4.1制動(dòng)盤(pán)直徑 D:制動(dòng)盤(pán)直徑應(yīng)盡可能取得大一些,是制動(dòng)盤(pán)有效半徑增加,可以減小制動(dòng)鉗的壓緊力,降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。通常為輪輞直徑的 70%79%,總質(zhì)量大于 2t的汽車取上限。本車屬于微型車質(zhì)量為 1020kg,所以取制動(dòng)盤(pán)直徑為輪輞直徑的 75%,則制動(dòng)盤(pán)直徑為:381*75%=285.75mm,取直徑 D為285mm2.4.2制動(dòng)盤(pán)厚度 h:制動(dòng)盤(pán)厚度對(duì)制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作室的溫升有影響,為減小質(zhì)量,制動(dòng)盤(pán)厚度不以取得過(guò)大,為減少升溫,厚度又不宜過(guò)小,制動(dòng)盤(pán)可做成實(shí)心式或通風(fēng)盤(pán)式,實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度取 1020mm,通風(fēng)盤(pán)式取 2050mm,采用較多的是2030mm。本車型取制動(dòng)盤(pán)厚度前輪為 25mm,后輪為 15mm。2.4.3摩擦襯塊外半徑 和內(nèi)半徑 :2R1推薦摩擦襯塊外半徑和內(nèi)半徑的比值不大于 1.5,若比值偏大工作時(shí)摩擦襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多磨損不均勻,接觸面積較小,導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。初取摩擦襯塊內(nèi)半徑 和外半徑 為:1R2=100, =130,m=1.31.5,有效半徑為:1R2=202.6mm)(3213RfNTe2.4.4制動(dòng)襯塊工作面積 A:根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量,應(yīng)在 1.63.5kg/ 范圍內(nèi)選取。2cm摩擦襯塊的工作面積 A= ,取 A=50 , 則式中 = ,檢驗(yàn):36021R2c83kg/ 3.5kg/ 符合要求。.52%6012cm2.5制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算:2.5.1前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定:根據(jù)選定的同步附著系數(shù),結(jié)合前后輪制動(dòng)力矩的比值即:=1.52g012hLM式中: , 為前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩22.5.2制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩計(jì)算:雙軸汽車前后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前后車輪同時(shí)抱死的制動(dòng)力之比為52.1012ghLF通常上式的比值為轎車 1.3 到 1.6,貨車為 0.5 到 0.7。因此可知前后制動(dòng)器比值符合要求最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的,這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力成正比。計(jì)算公式如下 egf rhLGT)(2max1maxax21ff T式中: 該車所能遇到的最大附著系數(shù) 0.9;車輪有效半徑為 202.6mm;ermNrhLGTegf 458.1)(2max1 ff 639.7max1ax22.5.3制動(dòng)器摩擦力矩的計(jì)算:假定摩擦襯塊的表面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸,且各處單位壓力分布均勻,則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為: RFM0f2式中 = ( ),f 為摩擦因數(shù)取 0.35, 為單側(cè)制動(dòng)塊的制動(dòng)/fmaxTN0F盤(pán)的壓緊力,R 為作用半徑。對(duì)于常見(jiàn)的具有扇形摩擦表面的摩擦襯塊,若其徑向?qū)挾炔皇呛艽?,?R等于平均半徑或有效半徑。本車型取有效半徑 ,其eR計(jì)算公式為:=202.6mm213eR綜上 ,24.081FmNm0496.702NF2.5.4應(yīng)急制動(dòng)和駐車制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩:應(yīng)急制動(dòng)時(shí),后輪一般都將抱死滑行,故后橋制動(dòng)力為:g1a2hLB式中: 為汽車滿載總質(zhì)量與重力加速度乘積,gma為軸距,L為質(zhì)心到前軸距離,1為質(zhì)心高度,gh為附著系數(shù)取 0.85,為車輪有效半徑。er此時(shí)所需后橋制動(dòng)力矩為: m63.128reNFB汽車在上坡路上停駐時(shí),汽車后橋的附著力為)sinco(12 Lhgmga汽車在下坡路上停駐時(shí)的后橋附著力為 )sic(12Fga由此可以得出汽車能停駐的極限上坡路傾角為(當(dāng) 時(shí)) 7.07126arctn11 ghL同理可推導(dǎo)出汽車能停駐的極限下坡路傾角為 9arct12 g2.5.5摩擦襯片磨損特性計(jì)算:摩擦襯片的磨損程度受溫度,摩擦力,滑磨速度,制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)和加工情況,以及摩擦襯片本身材質(zhì)等多種因素影響,在理論上計(jì)算磨損特性十分困難,但實(shí)驗(yàn)表明,影響磨損最重要的因素還是摩擦襯片摩擦面上的溫度和摩擦力。汽車的制動(dòng)過(guò)程是將其機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒌倪^(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中,制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)能的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)熱量來(lái)不及逸散到大氣中,致使制動(dòng)器的溫度升高,此即所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大,摩擦襯片的磨損越嚴(yán)重。目前,各國(guó)研究中常用的指標(biāo)是比能量耗散率,即單位時(shí)間內(nèi)摩擦襯片單位摩擦面積耗散的能量,單位為 。2mW雙軸汽車的制動(dòng)器的比能量耗散率分別為前輪211()4aetA后輪 2124)(tmeajv-t1式中: 汽車總質(zhì)量,t;am汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù);、 制動(dòng)初速度和減速度,m/s;12t制動(dòng)時(shí)間,s;、 前后制動(dòng)襯片(塊)的摩擦面積,mm 2;1A2制動(dòng)力分配系數(shù)在緊急制動(dòng)到停車或減速至停車的情況下, =0,并可認(rèn)為 =1,故205.4121tAvmea 03.4)1(2tAvmea據(jù)有關(guān)文獻(xiàn),取減速度 j=0.6g,制動(dòng)初速度 s/8.27h/k01盤(pán)式制動(dòng)器比能量耗散率應(yīng)不大于 此車型合理。2/0.6W磨損特性指標(biāo)還有襯片(塊)的比摩擦力即單位摩擦面積的摩擦力。 越0f大,則磨損越嚴(yán)重。前輪057.10ARMf后輪057.202f式中: 單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩,Nm;MR制動(dòng)鼓半徑(或襯塊平均半徑 ),mm;RA單個(gè)制動(dòng)器的襯片(塊)摩擦面積 mm2 綜上所述可得本車型盤(pán)式制動(dòng)器初選參數(shù):制動(dòng)器形式 前輪:通風(fēng)盤(pán)式后輪:實(shí)心盤(pán)式制動(dòng)盤(pán)直徑 285mm制動(dòng)盤(pán)厚度 前輪:25mm后輪:15mm摩擦襯塊內(nèi)外半徑內(nèi)半徑: =1001R外半徑: =1302摩擦襯塊工作面積 A A=50 2cm應(yīng)急制動(dòng)制動(dòng)力矩 63.18N極限上坡路傾角 7126極限下坡路傾角 9三.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算:3.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)概述:3.2分路系統(tǒng):為了提高制動(dòng)工作的可靠性,應(yīng)采用分路系統(tǒng),及全車所有的行車制動(dòng)氣的液壓或氣壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路,其中一個(gè)回路失效后,仍可利用其它完好的回路起制動(dòng)作用。雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)以下五種:1. 軸對(duì)一軸型,前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路。2. 交叉型,前軸的一側(cè)車輪與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同一回路。3. 一軸半對(duì)半軸型,兩側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪崗和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路,其余前輪缸屬于另一個(gè)回路。4. 半軸一輪對(duì)半軸一輪型,兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。5. 雙半軸對(duì)雙半軸型,每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。上述分路系統(tǒng)中,一二分路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛,一中分路多數(shù)用在商用車,二中分路在各類車型都有應(yīng)用,三四五分路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,但效果比較穩(wěn)定,根據(jù)本車型的使用情況和相關(guān)資料,結(jié)合經(jīng)濟(jì)性等方面的考慮,本車選擇的分路系統(tǒng)為交叉型分路。3.3制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算:3.3.1制動(dòng)輪缸直徑 d的確定:制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)蹄塊施加的張開(kāi)力與輪缸直徑和制動(dòng)管路的關(guān)d= PF/20其中: 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張開(kāi)力,N;0FP制動(dòng)管路壓力,Mpa。制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò) 1012 M ,對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器可取更高。aP壓力越高,制動(dòng)輪缸直徑就越小,但對(duì)管路特別是制動(dòng)軟管及管接頭的耐壓性及密封性的要求就更加嚴(yán)格。輪缸直徑應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取,輪缸直徑的尺寸系列為:19,22,24 , 25,28,30 ,32,35,38,40,45, 50,55mm。DPF/20其中: 制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)塊施加的張開(kāi)力 ;0F24.08mNP制動(dòng)管路壓力取 12Mpa。輪缸直徑 20.811,根據(jù) HG2865-1997 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸系列取,取直徑為122mm; 16.991,取直徑為 19mm2D3.3.2制動(dòng)主缸直徑 的確定:0d第 i 個(gè)輪缸的工作容積為inidV124其中: 第 i 個(gè)輪缸活塞的直徑,mm;idn輪缸中的活塞數(shù)目,mm ;第 i 個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程,i前輪盤(pán)式:d = 22mm ,n=1,得=950.332mm3indV124后輪盤(pán)式:d = 19mm ,n=1, 得=708.822mm3ind1224全部輪缸的總工作容積: V = 2(V 1 + V2 )=3318.308mm 3制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積為 ,在初步設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于乘用車,可0取 1.1V,制動(dòng)主缸的工作容積可取為 0VV0=1.1V=3650.138 mm3雙回路制動(dòng)主缸第一制動(dòng)腔的工作容積 和第二制動(dòng)腔的工作容積 的01V02V計(jì)算公式分別為:73.29.4112001 sd408522VV式中 分別為主缸第一活塞、第二活塞的有效行程,一般取21s、s=(0.8 1.2d),本車型取 s=1.1d,得:34.d1762.13d2制動(dòng)主缸的直徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn) QC/T311-1999 中的尺寸系列,具體為14.5, 16,17,19,20.5, 22,24,26,28mm,由此取 m5.14d21m16s23.3.3制動(dòng)主缸活塞回力彈簧的確定:當(dāng)?shù)谝换钊幱诔跏脊ぷ鳡顟B(tài)時(shí),其回位彈簧力一般取 ;當(dāng)NPt5031第一活塞達(dá)到最大有效工作行程時(shí),要求其回位彈簧的作用力 。t7612同理,第二活塞回位彈簧的作用力,一般要求 ;t56021,但兩個(gè)活塞回位彈簧的作用力都不得超過(guò) 222N。NPt130253.3.4制動(dòng)主缸殘余壓力 P:對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器,輪缸內(nèi)不得有殘余壓力,否則制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)鉗的摩擦襯塊將經(jīng)常處于摩擦狀態(tài),使解除制動(dòng)的汽車還處于輕微制動(dòng)狀態(tài)。因此,與盤(pán)式制動(dòng)器配合使用的雙回路制動(dòng)主缸在缸體的排液孔部位不得裝配殘留閥。3.3.5制動(dòng)踏板工作行程:制動(dòng)踏板的工作行程計(jì)算公式為: 03201siSpP式中 制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比參考同類車型及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取 。pi 3pi主缸活塞推桿頂端與第一活塞的軸向間隙,取值范圍為011.52.0mm 取 。m2、 主缸第一活塞與第二活塞的空行程,即主缸活塞從不工作023時(shí)的極限位置到其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過(guò)的行程,本車取。m5.1021自動(dòng)啟調(diào)整正常時(shí)的踏板工作行程 ,只應(yīng)占計(jì)及制動(dòng)襯片的容許磨損量pS在內(nèi)的踏板行程的 40%60%。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)最大制動(dòng)踏板行程為:乘用車: 應(yīng)不大于 100150 ;m本車最大踏板行程為 105 ,符合標(biāo)準(zhǔn)。另外,作用在制動(dòng)手柄上最大的力,乘用車不大于 400N,制動(dòng)手柄的最大行程,乘用車不大于 160mm。3.3.6制動(dòng)踏板力:踏板制動(dòng)力計(jì)算公式為: 1ipd420p F式中: 為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比,本車取 3;pi為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率可取 0.820.86,本車取 0.85;制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求:最大踏板力一般為 500N。設(shè)計(jì)時(shí),制動(dòng)踏板力可在 200300N范圍內(nèi)選取。本車制動(dòng)踏板力為:237.9 取 240N3.3.7制動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):當(dāng)制動(dòng)主缸直徑 和主缸第一活塞的有效行程 、第二活塞的有效行程0d1S確定之后,可按下列順序?qū)Ω鞑考M(jìn)行設(shè)計(jì)。2S選定橡膠制動(dòng)主皮碗、皮圈(副皮碗)第一活塞、第二活塞活塞回位彈簧殘留閥總成主缸缸體主缸活塞推桿、油管接頭、密封墊圈、彈性擋圈、護(hù)罩、貯油罐等。各部件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:1.橡膠制動(dòng)主皮碗、皮圈(副皮碗),應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)橡膠件。皮碗、皮圈的唇口直徑一般比主缸直徑 大 1.5mm 左右。0d2.主缸活塞的材料為硬鋁棒或鑄鋁。活塞的滑動(dòng)外圓柱面直徑公稱尺寸與相應(yīng)的主缸直徑 的公稱尺寸相同,其精度為 eT,表面粗糙度不得高于 0.8m.0d3.主缸缸體通常采用灰鑄鐵 HT2040 或鑄造鋁合金件缸孔尺寸精度為 H9,其表面粗糙度不得高于 m,剛體上排液孔的羅紋精度為 6H,供液孔的螺4.0aR紋精度為 7H。制動(dòng)主缸通過(guò)缸體上供液孔、溢流孔和活塞上 6 個(gè) 1.7mm 過(guò)油孔的有機(jī)配合,構(gòu)成主缸的自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)液供給系統(tǒng),以保障制動(dòng)系統(tǒng)始終充滿制動(dòng)液,對(duì)于串聯(lián)式雙回路制動(dòng)主缸來(lái)說(shuō),由于主缸的第二活塞是浮動(dòng)的,為保證主缸制動(dòng)性能準(zhǔn)確可靠,需要在缸體的適當(dāng)位置裝置限位螺釘,對(duì)第二活塞的工作初始位置進(jìn)行限位。在進(jìn)行主缸缸體內(nèi)腔空深度尺寸設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)保證第一活塞、第二活塞在主缸腔內(nèi)通過(guò)最大有效行程使汽車達(dá)到完全制動(dòng),為此,除了能對(duì)制動(dòng)輪缸和管路系統(tǒng)供給充足的制動(dòng)液外,還應(yīng)保證兩個(gè)活塞的回位彈簧均不得被壓死。4.在主缸活塞上裝配厚度為 0.2mm 的薄彈簧缸片制的制動(dòng)主皮碗墊圈,可防止活塞返回時(shí)從 1.7mm 的 6 個(gè)孔通過(guò)的制動(dòng)液將橡膠皮碗沖擊壞,大大提高橡膠主皮碗的使用壽命。1空心螺栓;2進(jìn)油管接頭;3主缸缸體;4后缸密封圈; 5擋圈;6后缸活塞;7后活塞皮碗;8后缸彈簧; 9出油閥;10回油閥; 11限位螺釘; 12前活塞皮碗; 13前缸彈簧 串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸
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