第一章 緒論1.1 工程車輛制動器的發(fā)展方向目前，大型工程機械制動系統(tǒng)的設計具有兩個方面的趨勢。其一：行車制動由干式制動器向濕式封閉式全盤式制動器的方向發(fā)展。這種制動器不但防水，防塵，耐磨損，制動性能穩(wěn)定，沒有調整，壽命長，散熱效果好，摩擦副間的溫度降低顯著，而且容易實現系列化，標準化。其二：制動器的傳動裝置由氣頂液制動系統(tǒng)向全液壓動力制動的方向發(fā)展。這種制動裝置的制動踏板直接操縱制動液壓閥，可以省去氣動元件，結構簡單緊湊，而且冬季不會因為低溫而凍結，不需放水進行保養(yǎng)，閥體和管路不會銹蝕，提高了制動的可靠性和安全性，所以在輪式裝載機以及礦用車的制動系統(tǒng)等大型工程車中的應用越來越廣泛。現在工程車輛通常使用的制動器有鼓式制動器、盤式制動器及濕式多盤式制動器。前面的兩種為干式制動器，而后面的一種為濕式制動器。目前干式制動器用于各種機動車輛，而濕式多盤式制動器則主要應用于那些工作環(huán)境惡劣或使用條件苛刻的工程車輛，如裝載機、挖掘機、運載機、礦用汽車、水陸兩用車以及其他特用工程車輛。在國外的工程車輛采用濕式多盤式制動器已很普遍，整車如沃爾沃自卸車；專門生產配有濕式多盤式制動器車橋的公司有美國美弛車橋公司，德國凱賽爾車橋公司等。然而在國內的工程車輛目前也開始初步使用濕式多盤式制動器作為制動裝置，如山東達潤專用車制造公司、勝利油田工程機械廠制造的用于石油勘探與開發(fā)的 2 用運輸車上以及天津工程機械廠制造的用于公路施工的平地機上，近期又將其研制與生產的新型濕式多盤式制動器安裝在廈門叉車廠制造的大噸位叉車上，該叉車轉向與濕式多盤式制動器共用 1 個液壓油路。隨著我國經濟技術的發(fā)展，在我國工程車輛中濕式多盤式制動器取代干式制動器是必然的趨勢。其獨特之處在于：(1)為完全封閉的結構，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內一般無需調整和維修。(2)采用多片結構，可以實現在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。(3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數也會得到相應的改善， 改變摩擦副的數目即可調節(jié)制動扭矩的大小，易于實現摩擦偶件的系列化和標準化。(4)采用單一的制動活塞推動結構，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。(5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。，潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。(6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉速，以達到制動的目的。1.2 國內外濕式多盤式制動器的發(fā)展狀況國外高度重視濕式多盤式制動器的研究，已經開發(fā)出了各種形式的濕式多盤式制動器，而且應用也越來越廣泛。國外幾大工程機械公司，已在整機設汁時考慮采用濕式多盤式制動器。叉車，裝載機等，已廣泛用于濕式多盤制動器，煤礦井下的自行式車輛也開始采用濕多盤式制動系統(tǒng)。近年來，又開發(fā)了全封閉彈簧制動液壓制動盤式制動器，制動更加安全可靠，使用壽命更長，且?guī)缀醪恍枰S護。可以實現工作制動，停車制動和緊急制動，從而大大簡化了液壓制動系統(tǒng)，以促進整體布局。手動剎車泵，當汽車發(fā)生動力故障可以被其他車輛牽引，濕式多盤式制動器代替干式制動器將成為一種必然的趨勢大多數外國非道路車輛制動系統(tǒng)都配備濕式多盤制動器，而在國內濕式多盤式制動器的研究和開發(fā)工作才剛剛開始，應用程序是不是很常見，沒有很成熟的技術，需要不斷的開拓。國內應用的濕式多盤式制動器中有自行研制的也有從國外引進的。雖然國內濕式多盤式制動器的應用起步較晚，但其應用前景十分可觀。隨著工程機械向大型化，高性能性能和自動化方向發(fā)展，人們對制動控制裝置的可操作性，穩(wěn)定性，可靠性和經濟性要求也越來越高，人們越來越意識到：濕式多盤式制動器技術的制動性能，效率高，安全性好，不需要調整和維修，制動性能優(yōu)于干式制動。為了提高設備的性能和生產力，設計時候會普遍采用濕式多盤式制動器。濕式多盤式制動器代替干式制動是勢在必行。1.3 國內盤式制動器與鼓式制動器的優(yōu)缺點1.3.1 鼓式制動器鼓式制動也叫塊式制動，是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現剎車的。鼓式制動是早期設計的制動系統(tǒng)，制動鼓設計，于 1902 年，已在馬車運輸中使用，直到大約 1920 年在汽車行業(yè)被廣泛使用?，F在鼓式制動器的主流是內張式，制動塊（剎車蹄）位于制動輪內側里面的剎車時，在剎車的時候制動塊向外張開，剎車片摩擦制動輪，達到制動的目的。相對于盤式制動器，鼓式制動器的制動性能和散熱要差很多了，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，不同的道路上制動力變化很大，不容易控制。由于散熱性能差，制動過程中收集了大量的熱量。制動塊和輪鼓在高溫下極易發(fā)生非常復雜的變形，容易產生制動衰退和振抖現象，導致降低制動效能的影響，更容易出現高溫。此外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調整制動蹄差距，甚至要把整個剎車鼓拆出清理累積在內的剎車粉。當然，鼓式制動器并非一無是處，它的成本比較便宜，與傳統(tǒng)的設計。四輪汽車的制動過程中，由于前輪負載的作用慣性通常占 70％-80％的所有汽車的負載，就采用前盤后鼓的制動方式，后輪輔助制動的效果，因此汽車制造商為了節(jié)省成本，剎車前盤后鼓。然而，由于重型車輛的車速一般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，所以很多重型車輛仍使用四鼓設計。1）鼓式制動的優(yōu)點：鼓式剎車，因為剎車由于剎車片外張，甚至與制動鼓外張的輪旋轉扭曲一個角度，剎車制動力越大，這種情況更為明顯。一般大型工程車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低，大型車和小型車鼓剎車，差別可能只有大型采氣動輔助，而小型車采用真空協(xié)助，以幫助剎車。成本較低：鼓式制動器制造技術水平較低，并且最早在制動系統(tǒng)中使用，所以比盤式制動器的制造成本要低。2）鼓式剎車的缺點，由于鼓式制動器的摩擦片在制動鼓中密封，導致剎車片磨損碎屑不能被驅散，制動鼓及墊片，接觸面影響制動性能。鼓式制動器的最大缺點是陰雨天，浸雨水會打滑，導致剎車失靈。這是最可怕的。1.3.2 盤式制動器盤式制動器的摩擦副中的旋轉組件稱為制動盤，金屬盤結束。其固定部分是多種結構類型可分為兩類。一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊，每個制動器中有 2 至 4 個制動塊。這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側的夾鉗形支架中，總稱為制動鉗。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動器。另一類固定元件的金屬背板和摩擦片是一個圓盤形，所有的制動盤摩擦片接觸的臉，這個剎車被稱為整體制動。在過去只作為中央制動器，但越來越多的汽車和卡車的車輪制動器使用各級鉗盤式制動器。整體風格制動器只有少數的機動車輛的車輪制動器（重型車） 。鉗盤式制動器可分為兩種類型的固定鉗盤式和浮動鉗盤式.摩擦盤式制動器和鼓式制動器相比，具有以下優(yōu)點：一般無摩擦助勢作用，因此制動性能摩擦系數的影響較小，性能更加穩(wěn)定；浸泡在水中后性能下降較少，只受一兩次制動就可以恢復到正常情況；制動盤厚度方向的熱膨脹量非常小，還不如制動鼓制動間隙的熱膨脹；制動相同的情況下，一般小規(guī)模和質量輸出力矩結果是提高剎車踏板的行程過大，更容易實現自動間隙調整，修復和維護操作更簡單。對于鉗盤式制動器，由于制動盤暴露在外，還有良好的散熱優(yōu)勢。制動盤式制動器的缺點是不那么有效，所以驅動液壓制動系統(tǒng)的管路壓力較高，一般采用伺服裝置。盤式制動器的主要缺點是難以完全避免污垢和鐵銹（但封閉的多片全盤式制動器除外） ；同時在作為駐車制動時，所需的額外的駐車制動傳動機構較為復雜，因此一些汽車使用前輪盤式后輪輪轂制動系統(tǒng)；此外，由于沒有自行增勢作用，制動效率低，中型汽車使用時需要加力裝置干盤式制動器雖然制動性能穩(wěn)定，能承受的溫度，水和車的速度的影響，良好的抗衰退性能等優(yōu)點，但只有一個制動盤，摩擦體積小，單位面積受壓力高，散熱條件差。因此，隨著對制動性能要求十分嚴格的施工機械和設備的不斷發(fā)展，干盤式制動器逐步被制動性能更好的濕式多盤式制動器所取代。20 世紀 80 年代中期，在與國外地下裝載機技術的引進和消化吸收后，開始了濕式多盤制動器的研究。 20 世紀 80 年代末開始研制汽車濕式多盤制動器產品，已開發(fā)出液壓制動、彈簧制動液壓制動、彈簧制動液壓升降制動，多功能和非驅動橋型部分產品已在使用車輛以良好的效果。第二章 濕式制動器結構與工作原理2.1 濕式多盤式制動器的結構2.2 工作原理濕式多盤式制動器的殼體通過螺栓聯結在橋殼上，殼蓋套在輪轂外，制動器的右端采用浮動油密封。這樣在制動器箱體中間形成一個密閉的腔體，里面裝配有制動盤、制動活塞以及摩擦片。半軸則通過輪轂的配合連接到摩擦片使其旋轉和軸向移動。制動活塞可沿輪轂外花鍵作軸向的往復運動：重復完成壓向、離開制動盤的操作，實現制動、解除制動的功能。本文所列舉的制動器的液壓控制是一個反向控制系統(tǒng)：當活塞腔內進入液壓油時，制動活塞壓縮彈簧，使活塞與制動盤、摩擦片之間的壓力減小至消失而相互分離，摩擦力矩消失，解除制動；當活塞腔卸油時，回位彈簧將制動活塞退回，使制動活塞壓向制動盤，從而是制動盤與摩擦片壓緊，產生很大的摩擦阻力矩實現制動。壓縮彈簧、隔套和擋圈、螺栓組合在制動釋放時起到使制動活塞返回的作用，襯套、隔套和擋圈、螺栓組合起到調整活塞與制動盤之間間隙的作用。制動器內部與車橋主傳動和輪邊減速器相通，固定盤與磨擦盤始終浸在潤滑油中，以減少磨擦盤的磨損，且增大散熱面積，另外，制動器采用了一個制動液壓泵，液壓油進入制動缸進，活塞推動制動盤及磨擦盤的作用力是均勻分布的，并且液壓力與所形成的制動力成線性變化關系，因此，制動迅速、平穩(wěn)、制動性能穩(wěn)定。濕式多盤式制動器主要是由一組動靜相間的摩擦偶件組成。動摩擦片為旋轉元件，靜對偶片為固定元件，只能沿軸移動而不能轉動，制動時通過液壓力或者彈簧力的作用，是個表面摩擦，實現減速停止或制動停止的目的。摩擦產生的熱量一部分由制動器結構元件吸收，一部分由冷卻油吸收或帶走。濕式多片制動器可以用于車輛中的許多位置。按轉速-扭矩劃分為低速-大扭矩制動器和攻速-小扭矩制動器。當制動器需要發(fā)的扭矩而轉動速度相對較小時，可以置于傳動系的主減速器之后，成為論辯制動器。當不用輪邊制動時，將一個傳動系制動器安裝在車輛主變速器輸出軸上。這樣的制動器將利用傳動系中差速器和行星齒輪的齒輪的減速作用，產生小扭矩，角速度明顯大于輪邊制動器。濕式多盤式制動器還可以用于其他位置?！皟榷恕敝苿悠魑挥诓钏倨骱托行驱X輪之間的軸總成上。他的扭矩、速度和能量/功率介于輪邊制動器和傳動系制動器之間‘制動器的冷卻方式有強制循環(huán)和集油槽自流冷卻兩種，可根據制動力矩大小和制動的頻繁觸怒而定。集油槽自流冷卻方式的輪轂花鍵軸套和空心軸之間不設油封，摩擦片利用驅動橋殼體齒輪潤滑油冷卻。進入界面的既有的量取決于所用的摩擦材料的形式，材料上的溝槽形式、摩擦片的角速度、表面壓力以及機油的粘度。濕式制動器的優(yōu)點：(1)為完全封閉的結構，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內一般無需調整和維修。(2)采用多片結構，可以實現在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。(3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數也會得到相應的改善， 改變摩擦副的數目即可調節(jié)制動扭矩的大小，易于實現摩擦偶件的系列化和標準化。(4)采用單一的制動活塞推動結構，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。(5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。 ，潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。(6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉速，以達到制動的目的。2.3 液壓系統(tǒng)的組成及工作原理2.3.1 工作原理全液壓制動系統(tǒng)是以儲能器儲存的液壓能或限制液流循環(huán)而產生液壓作用的動力裝置。其制動系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，有常壓式和常流式兩種，二者的制動能源都是汽車發(fā)動機驅動的油泵。但目前汽車用的全壓制動系統(tǒng)多用常壓式，因為其中設有儲能器，可以積蓄液壓能，以備在發(fā)動機或油泵停止運轉，或是泵油管路損壞的情況下，仍能進行若干次完全制動。液壓系統(tǒng)的傳能介質是特制的制動液，進行制動時由液壓制動閥排出的低壓油必須通過回油管路加以回收。圖 2.3 制動系統(tǒng)原理圖2.3.2 行車制動踩下腳制動踏板，高壓油通過制動閥出口 BRl、BR2 通向前、后驅動橋中的行車制動器，行車得以制動，輸出的制動壓力與踩下的制動踏板的角度成比例。雙回路制動閥由兩個單路制動閥集成在一起，如果一個制動回路失靈，第二個制動回路仍可以工作，保證了機器制動的安全性。如因制動壓力或其他原因造成系統(tǒng)壓力過高，超過溢流閥調定壓力 10.0Mpa，系統(tǒng)通過溢流閥溢流。為了監(jiān)視蓄能器壓力，系統(tǒng)設置了一個低壓報警開關，當蓄能器壓力下降到低壓位以下而蓄能器仍不能充液時(一般為充液閥故障)，低壓報警開關接通報警，提醒駕駛員應進行檢查，排除故障后，才能繼續(xù)工作。2.3.3 系統(tǒng)特點1)制動元件集成化程度高，元件數量少，尺寸小，配管少，便于空間安裝布置。2)單一的液體傳遞介質，工作靈敏、可靠，不需要獨立的氣源。3)操縱力與制動力成比例，操縱力小、控制平穩(wěn)。4)系統(tǒng)的性價比較高。5)實現低壓報警，實時監(jiān)控。6)雙回路制動，一路失靈另一路仍可以工作，可靠性較高。第三章 全封閉濕式多盤制動器主要參數的設計計算3.1 全封閉濕式多盤制動器的設計停車制動器主要是用來使運載機停放在路面或斜坡上,并且在緊急制動時與工作制動器同時使用,使運載機在最短距離內停車。地下礦山來說,由于路窄,坡大擴彎多,保證行車安全已成為當今地下運載機設計中一個十分引人關注的重大問題。所以對地下運載機的制動系統(tǒng)的性能及制動系統(tǒng)的結構提出了愈來愈高的要求。從而近十年來運載機制動系統(tǒng)出現了不少新結構、新材料、新技術。制動系統(tǒng)是用來對運載機施加阻力,使行駛中的運載機降低行駛速度或停止。制動系統(tǒng)對于運載機完成作業(yè)任務,提高作業(yè)生產率以及保證行駛安全起著重要的作用。運載機的行駛都是在‘定的條件下,以某一速度行駛,然而當行駛條件發(fā)生變化時,行駛速度也應相應改變,,如當遇到轉彎、路面不平或作業(yè)過程中行駛阻力增加等,就要求運載機降低行駛速度,而且,在遇到緊急情況時,如遇到行人、障礙或將要與來往車輛相撞時,就要求緊急停車,使運載機在最短的距離內停止運行。另外,運載機行駛在下坡路段時,為了克服重力造成的行駛速度增加,使運載機以穩(wěn)定速度行駛,或者為了使運載機停止在斜坡道上都要用制動系統(tǒng)來施加阻力,實現制動。3.2 設計計算的主要內容全封閉濕式多盤制動器的設計方法是根據整機制動性能確定的制動力矩來配套計算摩擦片的參數及制動油缸參數。相關要求：1、在水平干硬路面上，制動器在額定載荷下制動時制動初速度V。=20Km／h,制動距離小于等于 8m.2、整車最大裝載質量 5000kg,整車整備質量 5000kg，最大總質量 10000kg3、車輛承載 1.5 倍載荷在規(guī)定坡道 16°時保持靜止，空轉為 5000kg，車載荷為 5000kg，總載荷為 10000kg4、輪胎的型號為 11.00-20，半徑 0.519m3.2.1 制動力矩計算1、在水平路面上四輪制動的輪式機械，其工作制動總制動力矩 1BM1/(),BkdfMGRiNm???????式中： ——回轉質量換算系數，近似取 ；1.??——整機質量（空載） ， ——額定載質量；k W；5010GWkg????——車輪滾動半徑， ；KR.59KRm——分動器傳動比， ；di 2di——輪邊減速器傳動比， ；f 3.f?——制動減速度， ；1a2 2001/[5.9(/3.6)],/vsvtms??——制動初速度， ；0v /kmh——表中 時的制動距離；s0v?——制動系統(tǒng)滯后時間， ；1t 10.5ts?根據 GB8527 一 87(與 1503450 一 85 等效),非公路行駛車輛的制動距離(水平路面)要求如表 2。2200 0/39(/13)(/20).1(32)svvGv?????220/39(0/13)(0/320).1(320)??? ???1.4m2 2 2001/[5(/.6)]/[5.9(.4.5/36)]avsvt????2.36?1.3.5/(2.03.)0.1BM Nm????2、滿載駐車停車制動器時總制動力矩 PM3(.5)sin16/()Pk KdfGWgRi??? ??109.80.592.3.9263.4Nm?????根據計算，所需駐車總制動力矩： 13max{,}26.4PBPMM???3.2.2 校核總制動力矩（1）在水平路面工作制動；/(),BKdfGgRiNm??????式中： ——輪胎與水泥路面的滑動摩擦系數，一般取 0.6。/()109.810.6519/(2.03.9)BKdfMi?????????4902.1（2）坡道滿載駐車制動 (.5)cos16/(),Pk KdfGWgfRiNm?????????12509.86cos10.9/(2.3.9)467.3????式中： ——輪胎與水泥路面的靜摩擦系數，一般取 0.6。f，滿足制動條件。2PBM???駐車制動總力矩 2min{,}693.4PPMNm?????緊急制動時的制動減速度 和制動距離eaes/()ePdfkaMiGR????2693.4.2.0/(1.0519)3.2???由于 /5,emsg不 小 于 達 到 要 求 。2 2001/(5.)/3.6/()0.5/36esvavt??????7.38,?滿 足 設 計 要 求第四章 摩擦片與碟簧的設計與計算4.1 摩擦副元件材料與形式制動器的結構中，摩擦片對制動器工作性能影響很大，而摩擦片材料的選擇就尤為重要。下面進行摩擦副元件的選擇：制動器摩擦副元件由摩擦元件及對偶元件兩部分組成。其特點是：可在主、從動軸轉速差較大的狀態(tài)下接合，而且接合時平穩(wěn)、柔順。制動器摩擦副（又稱摩擦對偶）可分為兩大類：第一類是金屬性的，它的摩擦襯面具有金屬性質，如鋼對鋼，鋼對粉末冶金等；第二類是非金屬性的，它的摩擦襯面摩擦材料具有非金屬性質，如石墨樹脂等，它們的對偶可用鋼和鑄鐵。對于坦克制動器摩擦副，由于其工況和傳遞動力的要求，選擇金屬型摩擦材料。目前廣泛應用的是銅基粉末冶金，它的主要優(yōu)點是：1、有較高的摩擦系數，單位面積工作能力為 0.22 千瓦/ 厘米 ；FpA?22、在較大溫度變化范圍內，摩擦系數變化不大；3、允許表面溫度高，可達 ，非金屬在 以下。故高溫耐磨性好，350C?250C?使用壽命長；4、機械強度高，有較高的比壓力；5、導熱性好，加上表面開槽可獲得良好冷卻，允許較長時間打滑而不致燒蝕。此次設計選擇摩擦副材料為鋼對銅基粉末冶金。4.2 摩擦片尺寸的選擇與計算此次設計中，摩擦片的內、外半徑以及摩擦副對數均未知，摩擦副數的選擇，應在保證傳遞所需轉矩的前提下盡量少。摩擦副數少，則分離徹底，分離狀態(tài)下的磨損小，功率損失少。對濕式制動器來說，有利于潤滑、冷卻。但在定軸變速箱中，為減小變速箱輪廓尺寸，應減小摩擦片的徑向尺寸，而增加摩擦副數。由于摩擦片導向齒與主動鼓、被動鼓的連接間存在摩擦力，在摩擦副z 較多的情況下，設計應考慮壓緊力的損失。由于分動器的傳動比為 2.02，輸入軸的轉矩為 2324.13Nm,則根據經驗以及傳動轉矩的大小，此次設計初步選定摩擦動片的最大半徑 R 為 80mm,最少半徑r 為 40mm。從而可以計算出摩擦片的等效半徑 BR43r???438064.28m????4.3 制動器所需的制動力制動器要能夠實現停車制動和工作制動，本設計中選擇復位彈簧來實現制動的復位，制動器制動所需的制動力計算公式如下： /(),sBBFMfnkRN???式中： ——摩擦材料的摩擦系數，對銅基材料 ，本f 0.8~.1f?設計中去 0.9?——摩擦片上的等效半徑，BR31.BRm——摩擦面數， ；S——摩擦盤數；m——固定盤數nns??本設計中初選摩擦面數為 12?！蹨p系數，即摩擦片傳遞扭矩時花鍵齒處摩擦阻力引起串壓K著摩擦盤壓緊力的遞減遞減系數表n 2 4 6 8 10 12 14 16K 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.9293./(0.9120.4.628)417sF N???考慮到摩擦片的磨損，對制動力取整，則 30sF多片式制動器分離時，各摩擦表面間隙并不均勻，但可以用平均間隙 來?衡量。值按統(tǒng)籌學在初步計算時取 。??0.4m?故壓板行程 1.*1352fZ??4.3 碟簧的驗算在制動器中，彈簧對制動器的整體性能有很大影響，當彈簧設計不當時，會使制動器產生阻滯現象和制動器早期打滑失效。根據制動器結構的要求，制動器彈簧可分為拉伸彈簧和壓縮彈簧兩種，根據此次設計的要求，選擇 A3-140對合組合碟簧，根據碟形彈簧的系列、尺寸和參數──系列 A(摘自 GB/T 1972-1992)，其基本的尺寸如下：類別: 3外徑 D /mm: 140內徑 d /mm: 72厚度① t(t') /mm: 8(7.5)壓平時變形量 h0 /mm: 3.2自由高度 H0 /mm: 11.2f≈0.75h0|F /N: 85300f≈0.75h0|f /mm: 2.4f≈0.75h0|H0-f /mm: 8.8f≈0.75h0|σOM②/MPa: -1260F≈0.75h0|σⅡ或Ⅲ③/MPa: 1280現在對承受靜載荷為 41300N 時變形量為 5.2mm 時的碟簧進行校核。5.2 碟簧負載查表得到碟簧負載的相關計算參數如下：本設計中選用的是 A 系列 D=140mm 的組合碟簧。由（C.2）式 3204214ChtEFKD?????經計算，可知式中： ， ，無支承面碟簧 ,52.06/Nm?.?41K?由式（C.3）,可知，C=2，則 ,所以1.9K?53224.061.81453940CFN??????.5C?A 系列的 ,根據 ,查出 ，則變形量0/.4ht?1/.92F0/2fh?3264,fm???滿 足 設 計 要 求 。也就是說，選用 A3-140 對合組合碟簧，按照要求，對合數為 2 的碟簧能夠滿足設計的要求。組合碟簧的尺寸為：未受負荷時自由高度： ，受負荷02816ZHim????時的高度4230FN?1162.438zHf m????考慮摩擦力時，碟簧負載應予修正，按照（C,27）式，由表 C.2 取,.15Mf負載為 42300N 時，單片碟簧的負荷為： 1(1)2065MZfnFN????, A 系列的 ,根據 ,查出 ，12065.984CF?0/.4ht?1/.9CF0/1.75fh?則變形量 3.275.6fm??5.3 碟簧的剛度單片碟簧的剛度為： 3222004214 3()()1hEt fFKDttt?? ????????? ????不考慮摩擦力時，一組疊合組合碟簧 時，剛度為：106.,.fm?5322224.0683643.()()11.94088?? ???????? ????397/Nm考慮摩擦力時，一組對合組合彈簧 時的剛度應為：15.6f?2397792/1()0.(1)RMnF Nmf??? ????5.4 碟簧的變形能碟簧的變形能：碟簧變形量為 5.2mm 時的變形能為：5222044214()[()1]hEtffUKDtt???? ??5522224.0618.3.5.()[()]67853.908??????受靜載荷時，校驗壓平時（ ）OM 點的應力：fh?24143OMEtfKDt???????52 224.06180.52316.1/3.94Nm????????其絕對值小于材料的屈服極限 1260 ，故滿足靜強度要求。2/Nm5.4 碟簧受變負載的的校核計算考慮到碟簧受到的最小 和最大載荷 之間循環(huán)工作，1245F?1430FN?故對其校核如下： 320421ChtEKD?????53224.6.82 850139CF N??????因此： 12541300.,.942885CCF?按照 0.4，從圖 C.1 查得0ht?1200.,.45ffh?因此： 1 20.58.76,.783.6fmfm???由圖 C.8，可查出疲勞破壞關鍵位置為 點?由式（C.12）計算 點的應力：?2042314[()]hEtffKKDtt???????由式（C.12） ,由式（C.4） ,由式（C.5） ,,無10.69K?21.K?31.6K?支撐面碟簧 ，則 時：428.76fm?522. 271[.1()1.36]103.9408????????7./Nm時24586f?522.0183.63.261[.1()1.3]3.9408???????64.8/Nm因此計算上限應力 2ax16.8/Nm??計算下限應力 min75應力幅 24.9.3./a?4.由圖 C.11，下限應力 ，壽命 次時疲勞強2min751./N??6210??度上限為 ，疲勞強度應力幅2max170/rN??,可見碟簧的工作壽命大約25.48.3./ra am??為 。62N?第五章 總結與致謝第一章 緒論1.1 工程車輛制動器的發(fā)展方向目前，大型工程機械制動系統(tǒng)的設計具有兩個方面的趨勢。其一：行車制動由干式制動器向濕式封閉式全盤式制動器的方向發(fā)展。這種制動器不但防水，防塵，耐磨損，制動性能穩(wěn)定，沒有調整，壽命長，散熱效果好，摩擦副間的溫度降低顯著，而且容易實現系列化，標準化。其二：制動器的傳動裝置由氣頂液制動系統(tǒng)向全液壓動力制動的方向發(fā)展。這種制動裝置的制動踏板直接操縱制動液壓閥，可以省去氣動元件，結構簡單緊湊，而且冬季不會因為低溫而凍結，不需放水進行保養(yǎng)，閥體和管路不會銹蝕，提高了制動的可靠性和安全性，所以在輪式裝載機以及礦用車的制動系統(tǒng)等大型工程車中的應用越來越廣泛?，F在工程車輛通常使用的制動器有鼓式制動器、盤式制動器及濕式多盤式制動器。前面的兩種為干式制動器，而后面的一種為濕式制動器。目前干式制動器用于各種機動車輛，而濕式多盤式制動器則主要應用于那些工作環(huán)境惡劣或使用條件苛刻的工程車輛，如裝載機、挖掘機、運載機、礦用汽車、水陸兩用車以及其他特用工程車輛。在國外的工程車輛采用濕式多盤式制動器已很普遍，整車如沃爾沃自卸車；專門生產配有濕式多盤式制動器車橋的公司有美國美弛車橋公司，德國凱賽爾車橋公司等。然而在國內的工程車輛目前也開始初步使用濕式多盤式制動器作為制動裝置，如山東達潤專用車制造公司、勝利油田工程機械廠制造的用于石油勘探與開發(fā)的 2 用運輸車上以及天津工程機械廠制造的用于公路施工的平地機上，近期又將其研制與生產的新型濕式多盤式制動器安裝在廈門叉車廠制造的大噸位叉車上，該叉車轉向與濕式多盤式制動器共用 1 個液壓油路。隨著我國經濟技術的發(fā)展，在我國工程車輛中濕式多盤式制動器取代干式制動器是必然的趨勢。其獨特之處在于：(1)為完全封閉的結構，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內一般無需調整和維修。(2)采用多片結構，可以實現在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。(3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數也會得到相應的改善， 改變摩擦副的數目即可調節(jié)制動扭矩的大小，易于實現摩擦偶件的系列化和標準化。(4)采用單一的制動活塞推動結構，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。(5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。，潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。(6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉速，以達到制動的目的。1.2 國內外濕式多盤式制動器的發(fā)展狀況國外高度重視濕式多盤式制動器的研究，已經開發(fā)出了各種形式的濕式多盤式制動器，而且應用也越來越廣泛。國外幾大工程機械公司，已在整機設汁時考慮采用濕式多盤式制動器。叉車，裝載機等，已廣泛用于濕式多盤制動器，煤礦井下的自行式車輛也開始采用濕多盤式制動系統(tǒng)。近年來，又開發(fā)了全封閉彈簧制動液壓制動盤式制動器，制動更加安全可靠，使用壽命更長，且?guī)缀醪恍枰S護?？梢詫崿F工作制動，停車制動和緊急制動，從而大大簡化了液壓制動系統(tǒng)，以促進整體布局。手動剎車泵，當汽車發(fā)生動力故障可以被其他車輛牽引，濕式多盤式制動器代替干式制動器將成為一種必然的趨勢大多數外國非道路車輛制動系統(tǒng)都配備濕式多盤制動器，而在國內濕式多盤式制動器的研究和開發(fā)工作才剛剛開始，應用程序是不是很常見，沒有很成熟的技術，需要不斷的開拓。國內應用的濕式多盤式制動器中有自行研制的也有從國外引進的。雖然國內濕式多盤式制動器的應用起步較晚，但其應用前景十分可觀。隨著工程機械向大型化，高性能性能和自動化方向發(fā)展，人們對制動控制裝置的可操作性，穩(wěn)定性，可靠性和經濟性要求也越來越高，人們越來越意識到：濕式多盤式制動器技術的制動性能，效率高，安全性好，不需要調整和維修，制動性能優(yōu)于干式制動。為了提高設備的性能和生產力，設計時候會普遍采用濕式多盤式制動器。濕式多盤式制動器代替干式制動是勢在必行。1.3 國內盤式制動器與鼓式制動器的優(yōu)缺點1.3.1 鼓式制動器鼓式制動也叫塊式制動，是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現剎車的。鼓式制動是早期設計的制動系統(tǒng)，制動鼓設計，于 1902 年，已在馬車運輸中使用，直到大約 1920 年在汽車行業(yè)被廣泛使用?，F在鼓式制動器的主流是內張式，制動塊（剎車蹄）位于制動輪內側里面的剎車時，在剎車的時候制動塊向外張開，剎車片摩擦制動輪，達到制動的目的。相對于盤式制動器，鼓式制動器的制動性能和散熱要差很多了，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，不同的道路上制動力變化很大，不容易控制。由于散熱性能差，制動過程中收集了大量的熱量。制動塊和輪鼓在高溫下極易發(fā)生非常復雜的變形，容易產生制動衰退和振抖現象，導致降低制動效能的影響，更容易出現高溫。此外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調整制動蹄差距，甚至要把整個剎車鼓拆出清理累積在內的剎車粉。當然，鼓式制動器并非一無是處，它的成本比較便宜，與傳統(tǒng)的設計。四輪汽車的制動過程中，由于前輪負載的作用慣性通常占 70％-80％的所有汽車的負載，就采用前盤后鼓的制動方式，后輪輔助制動的效果，因此汽車制造商為了節(jié)省成本，剎車前盤后鼓。然而，由于重型車輛的車速一般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，所以很多重型車輛仍使用四鼓設計。1）鼓式制動的優(yōu)點：鼓式剎車，因為剎車由于剎車片外張，甚至與制動鼓外張的輪旋轉扭曲一個角度，剎車制動力越大，這種情況更為明顯。一般大型工程車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低，大型車和小型車鼓剎車，差別可能只有大型采氣動輔助，而小型車采用真空協(xié)助，以幫助剎車。成本較低：鼓式制動器制造技術水平較低，并且最早在制動系統(tǒng)中使用，所以比盤式制動器的制造成本要低。2）鼓式剎車的缺點，由于鼓式制動器的摩擦片在制動鼓中密封，導致剎車片磨損碎屑不能被驅散，制動鼓及墊片，接觸面影響制動性能。鼓式制動器的最大缺點是陰雨天，浸雨水會打滑，導致剎車失靈。這是最可怕的。1.3.2 盤式制動器盤式制動器的摩擦副中的旋轉組件稱為制動盤，金屬盤結束。其固定部分是多種結構類型可分為兩類。一類是工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動塊，每個制動器中有 2 至 4 個制動塊。這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側的夾鉗形支架中，總稱為制動鉗。這種由制動盤和制動鉗組成的制動器稱為鉗盤式制動器。另一類固定元件的金屬背板和摩擦片是一個圓盤形，所有的制動盤摩擦片接觸的臉，這個剎車被稱為整體制動。在過去只作為中央制動器，但越來越多的汽車和卡車的車輪制動器使用各級鉗盤式制動器。整體風格制動器只有少數的機動車輛的車輪制動器（重型車） 。鉗盤式制動器可分為兩種類型的固定鉗盤式和浮動鉗盤式.摩擦盤式制動器和鼓式制動器相比，具有以下優(yōu)點：一般無摩擦助勢作用，因此制動性能摩擦系數的影響較小，性能更加穩(wěn)定；浸泡在水中后性能下降較少，只受一兩次制動就可以恢復到正常情況；制動盤厚度方向的熱膨脹量非常小，還不如制動鼓制動間隙的熱膨脹；制動相同的情況下，一般小規(guī)模和質量輸出力矩結果是提高剎車踏板的行程過大，更容易實現自動間隙調整，修復和維護操作更簡單。對于鉗盤式制動器，由于制動盤暴露在外，還有良好的散熱優(yōu)勢。制動盤式制動器的缺點是不那么有效，所以驅動液壓制動系統(tǒng)的管路壓力較高，一般采用伺服裝置。盤式制動器的主要缺點是難以完全避免污垢和鐵銹（但封閉的多片全盤式制動器除外） ；同時在作為駐車制動時，所需的額外的駐車制動傳動機構較為復雜，因此一些汽車使用前輪盤式后輪輪轂制動系統(tǒng)；此外，由于沒有自行增勢作用，制動效率低，中型汽車使用時需要加力裝置干盤式制動器雖然制動性能穩(wěn)定，能承受的溫度，水和車的速度的影響，良好的抗衰退性能等優(yōu)點，但只有一個制動盤，摩擦體積小，單位面積受壓力高，散熱條件差。因此，隨著對制動性能要求十分嚴格的施工機械和設備的不斷發(fā)展，干盤式制動器逐步被制動性能更好的濕式多盤式制動器所取代。20 世紀 80 年代中期，在與國外地下裝載機技術的引進和消化吸收后，開始了濕式多盤制動器的研究。 20 世紀 80 年代末開始研制汽車濕式多盤制動器產品，已開發(fā)出液壓制動、彈簧制動液壓制動、彈簧制動液壓升降制動，多功能和非驅動橋型部分產品已在使用車輛以良好的效果。第二章 濕式制動器結構與工作原理2.1 濕式多盤式制動器的結構2.2 工作原理濕式多盤式制動器的殼體通過螺栓聯結在橋殼上，殼蓋套在輪轂外，制動器的右端采用浮動油密封。這樣在制動器箱體中間形成一個密閉的腔體，里面裝配有制動盤、制動活塞以及摩擦片。半軸則通過輪轂的配合連接到摩擦片使其旋轉和軸向移動。制動活塞可沿輪轂外花鍵作軸向的往復運動：重復完成壓向、離開制動盤的操作，實現制動、解除制動的功能。本文所列舉的制動器的液壓控制是一個反向控制系統(tǒng)：當活塞腔內進入液壓油時，制動活塞壓縮彈簧，使活塞與制動盤、摩擦片之間的壓力減小至消失而相互分離，摩擦力矩消失，解除制動；當活塞腔卸油時，回位彈簧將制動活塞退回，使制動活塞壓向制動盤，從而是制動盤與摩擦片壓緊，產生很大的摩擦阻力矩實現制動。壓縮彈簧、隔套和擋圈、螺栓組合在制動釋放時起到使制動活塞返回的作用，襯套、隔套和擋圈、螺栓組合起到調整活塞與制動盤之間間隙的作用。制動器內部與車橋主傳動和輪邊減速器相通，固定盤與磨擦盤始終浸在潤滑油中，以減少磨擦盤的磨損，且增大散熱面積，另外，制動器采用了一個制動液壓泵，液壓油進入制動缸進，活塞推動制動盤及磨擦盤的作用力是均勻分布的，并且液壓力與所形成的制動力成線性變化關系，因此，制動迅速、平穩(wěn)、制動性能穩(wěn)定。濕式多盤式制動器主要是由一組動靜相間的摩擦偶件組成。動摩擦片為旋轉元件，靜對偶片為固定元件，只能沿軸移動而不能轉動，制動時通過液壓力或者彈簧力的作用，是個表面摩擦，實現減速停止或制動停止的目的。摩擦產生的熱量一部分由制動器結構元件吸收，一部分由冷卻油吸收或帶走。濕式多片制動器可以用于車輛中的許多位置。按轉速-扭矩劃分為低速-大扭矩制動器和攻速-小扭矩制動器。當制動器需要發(fā)的扭矩而轉動速度相對較小時，可以置于傳動系的主減速器之后，成為論辯制動器。當不用輪邊制動時，將一個傳動系制動器安裝在車輛主變速器輸出軸上。這樣的制動器將利用傳動系中差速器和行星齒輪的齒輪的減速作用，產生小扭矩，角速度明顯大于輪邊制動器。濕式多盤式制動器還可以用于其他位置?！皟榷恕敝苿悠魑挥诓钏倨骱托行驱X輪之間的軸總成上。他的扭矩、速度和能量/功率介于輪邊制動器和傳動系制動器之間‘制動器的冷卻方式有強制循環(huán)和集油槽自流冷卻兩種，可根據制動力矩大小和制動的頻繁觸怒而定。集油槽自流冷卻方式的輪轂花鍵軸套和空心軸之間不設油封，摩擦片利用驅動橋殼體齒輪潤滑油冷卻。進入界面的既有的量取決于所用的摩擦材料的形式，材料上的溝槽形式、摩擦片的角速度、表面壓力以及機油的粘度。濕式制動器的優(yōu)點：(1)為完全封閉的結構，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內一般無需調整和維修。(2)采用多片結構，可以實現在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。(3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數也會得到相應的改善， 改變摩擦副的數目即可調節(jié)制動扭矩的大小，易于實現摩擦偶件的系列化和標準化。(4)采用單一的制動活塞推動結構，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。(5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。 ，潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。(6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉速，以達到制動的目的。2.3 液壓系統(tǒng)的組成及工作原理2.3.1 工作原理全液壓制動系統(tǒng)是以儲能器儲存的液壓能或限制液流循環(huán)而產生液壓作用的動力裝置。其制動系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，有常壓式和常流式兩種，二者的制動能源都是汽車發(fā)動機驅動的油泵。但目前汽車用的全壓制動系統(tǒng)多用常壓式，因為其中設有儲能器，可以積蓄液壓能，以備在發(fā)動機或油泵停止運轉，或是泵油管路損壞的情況下，仍能進行若干次完全制動。液壓系統(tǒng)的傳能介質是特制的制動液，進行制動時由液壓制動閥排出的低壓油必須通過回油管路加以回收。圖 2.3 制動系統(tǒng)原理圖2.3.2 行車制動踩下腳制動踏板，高壓油通過制動閥出口 BRl、BR2 通向前、后驅動橋中的行車制動器，行車得以制動，輸出的制動壓力與踩下的制動踏板的角度成比例。雙回路制動閥由兩個單路制動閥集成在一起，如果一個制動回路失靈，第二個制動回路仍可以工作，保證了機器制動的安全性。如因制動壓力或其他原因造成系統(tǒng)壓力過高，超過溢流閥調定壓力 10.0Mpa，系統(tǒng)通過溢流閥溢流。為了監(jiān)視蓄能器壓力，系統(tǒng)設置了一個低壓報警開關，當蓄能器壓力下降到低壓位以下而蓄能器仍不能充液時(一般為充液閥故障)，低壓報警開關接通報警，提醒駕駛員應進行檢查，排除故障后，才能繼續(xù)工作。2.3.3 系統(tǒng)特點1)制動元件集成化程度高，元件數量少，尺寸小，配管少，便于空間安裝布置。2)單一的液體傳遞介質，工作靈敏、可靠，不需要獨立的氣源。3)操縱力與制動力成比例，操縱力小、控制平穩(wěn)。4)系統(tǒng)的性價比較高。5)實現低壓報警，實時監(jiān)控。6)雙回路制動，一路失靈另一路仍可以工作，可靠性較高。第三章 全封閉濕式多盤制動器主要參數的設計計算3.1 全封閉濕式多盤制動器的設計停車制動器主要是用來使運載機停放在路面或斜坡上,并且在緊急制動時與工作制動器同時使用,使運載機在最短距離內停車。地下礦山來說,由于路窄,坡大擴彎多,保證行車安全已成為當今地下運載機設計中一個十分引人關注的重大問題。所以對地下運載機的制動系統(tǒng)的性能及制動系統(tǒng)的結構提出了愈來愈高的要求。從而近十年來運載機制動系統(tǒng)出現了不少新結構、新材料、新技術。制動系統(tǒng)是用來對運載機施加阻力,使行駛中的運載機降低行駛速度或停止。制動系統(tǒng)對于運載機完成作業(yè)任務,提高作業(yè)生產率以及保證行駛安全起著重要的作用。運載機的行駛都是在‘定的條件下,以某一速度行駛,然而當行駛條件發(fā)生變化時,行駛速度也應相應改變,,如當遇到轉彎、路面不平或作業(yè)過程中行駛阻力增加等,就要求運載機降低行駛速度,而且,在遇到緊急情況時,如遇到行人、障礙或將要與來往車輛相撞時,就要求緊急停車,使運載機在最短的距離內停止運行。另外,運載機行駛在下坡路段時,為了克服重力造成的行駛速度增加,使運載機以穩(wěn)定速度行駛,或者為了使運載機停止在斜坡道上都要用制動系統(tǒng)來施加阻力,實現制動。3.2 設計計算的主要內容全封閉濕式多盤制動器的設計方法是根據整機制動性能確定的制動力矩來配套計算摩擦片的參數及制動油缸參數。相關要求：1、在水平干硬路面上，制動器在額定載荷下制動時制動初速度V。=20Km／h,制動距離小于等于 8m.2、整車最大裝載質量 5000kg,整車整備質量 5000kg，最大總質量 10000kg3、車輛承載 1.5 倍載荷在規(guī)定坡道 16°時保持靜止，空轉為 5000kg，車載荷為 5000kg，總載荷為 10000kg4、輪胎的型號為 11.00-20，半徑 0.519m3.2.1 制動力矩計算1、在水平路面上四輪制動的輪式機械，其工作制動總制動力矩 1BM1/(),BkdfMGRiNm???????式中： ——回轉質量換算系數，近似取 ；1.??——整機質量（空載） ， ——額定載質量；k W；5010GWkg????——車輪滾動半徑， ；KR.59KRm——分動器傳動比， ；di 2di——輪邊減速器傳動比， ；f 3.f?——制動減速度， ；1a2 2001/[5.9(/3.6)],/vsvtms??——制動初速度， ；0v /kmh——表中 時的制動距離；s0v?——制動系統(tǒng)滯后時間， ；1t 10.5ts?根據 GB8527 一 87(與 1503450 一 85 等效),非公路行駛車輛的制動距離(水平路面)要求如表 2。2200 0/39(/13)(/20).1(32)svvGv?????220/39(0/13)(0/320).1(320)??? ???1.4m2 2 2001/[5(/.6)]/[5.9(.4.5/36)]avsvt????2.36?1.3.5/(2.03.)0.1BM Nm????2、滿載駐車停車制動器時總制動力矩 PM3(.5)sin16/()Pk KdfGWgRi??? ??109.80.592.3.9263.4Nm?????根據計算，所需駐車總制動力矩： 13max{,}26.4PBPMM???3.2.2 校核總制動力矩（1）在水平路面工作制動；/(),BKdfGgRiNm??????式中： ——輪胎與水泥路面的滑動摩擦系數，一般取 0.6。/()109.810.6519/(2.03.9)BKdfMi?????????4902.1（2）坡道滿載駐車制動 (.5)cos16/(),Pk KdfGWgfRiNm?????????12509.86cos10.9/(2.3.9)467.3????式中： ——輪胎與水泥路面的靜摩擦系數，一般取 0.6。f，滿足制動條件。2PBM???駐車制動總力矩 2min{,}693.4PPMNm?????緊急制動時的制動減速度 和制動距離eaes/()ePdfkaMiGR????2693.4.2.0/(1.0519)3.2???由于 /5,emsg不 小 于 達 到 要 求 。2 2001/(5.)/3.6/()0.5/36esvavt??????7.38,?滿 足 設 計 要 求第四章 摩擦片與碟簧的設計與計算4.1 摩擦副元件材料與形式制動器的結構中，摩擦片對制動器工作性能影響很大，而摩擦片材料的選擇就尤為重要。下面進行摩擦副元件的選擇：制動器摩擦副元件由摩擦元件及對偶元件兩部分組成。其特點是：可在主、從動軸轉速差較大的狀態(tài)下接合，而且接合時平穩(wěn)、柔順。制動器摩擦副（又稱摩擦對偶）可分為兩大類：第一類是金屬性的，它的摩擦襯面具有金屬性質，如鋼對鋼，鋼對粉末冶金等；第二類是非金屬性的，它的摩擦襯面摩擦材料具有非金屬性質，如石墨樹脂等，它們的對偶可用鋼和鑄鐵。對于坦克制動器摩擦副，由于其工況和傳遞動力的要求，選擇金屬型摩擦材料。目前廣泛應用的是銅基粉末冶金，它的主要優(yōu)點是：1、有較高的摩擦系數，單位面積工作能力為 0.22 千瓦/ 厘米 ；FpA?22、在較大溫度變化范圍內，摩擦系數變化不大；3、允許表面溫度高，可達 ，非金屬在 以下。故高溫耐磨性好，350C?250C?使用壽命長；4、機械強度高，有較高的比壓力；5、導熱性好，加上表面開槽可獲得良好冷卻，允許較長時間打滑而不致燒蝕。此次設計選擇摩擦副材料為鋼對銅基粉末冶金。4.2 摩擦片尺寸的選擇與計算此次設計中，摩擦片的內、外半徑以及摩擦副對數均未知，摩擦副數的選擇，應在保證傳遞所需轉矩的前提下盡量少。摩擦副數少，則分離徹底，分離狀態(tài)下的磨損小，功率損失少。對濕式制動器來說，有利于潤滑、冷卻。但在定軸變速箱中，為減小變速箱輪廓尺寸，應減小摩擦片的徑向尺寸，而增加摩擦副數。由于摩擦片導向齒與主動鼓、被動鼓的連接間存在摩擦力，在摩擦副z 較多的情況下，設計應考慮壓緊力的損失。由于分動器的傳動比為 2.02，輸入軸的轉矩為 2324.13Nm,則根據經驗以及傳動轉矩的大小，此次設計初步選定摩擦動片的最大半徑 R 為 80mm,最少半徑r 為 40mm。從而可以計算出摩擦片的等效半徑 BR43r???438064.28m????4.3 制動器所需的制動力制動器要能夠實現停車制動和工作制動，本設計中選擇復位彈簧來實現制動的復位，制動器制動所需的制動力計算公式如下： /(),sBBFMfnkRN???式中： ——摩擦材料的摩擦系數，對銅基材料 ，本f 0.8~.1f?設計中去 0.9?——摩擦片上的等效半徑，BR31.BRm——摩擦面數， ；S——摩擦盤數；m——固定盤數nns??本設計中初選摩擦面數為 12?！蹨p系數，即摩擦片傳遞扭矩時花鍵齒處摩擦阻力引起串壓K著摩擦盤壓緊力的遞減遞減系數表n 2 4 6 8 10 12 14 16K 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.9293./(0.9120.4.628)417sF N???考慮到摩擦片的磨損，對制動力取整，則 30sF多片式制動器分離時，各摩擦表面間隙并不均勻，但可以用平均間隙 來?衡量。值按統(tǒng)籌學在初步計算時取 。??0.4m?故壓板行程 1.*1352fZ??4.3 碟簧的驗算在制動器中，彈簧對制動器的整體性能有很大影響，當彈簧設計不當時，會使制動器產生阻滯現象和制動器早期打滑失效。根據制動器結構的要求，制動器彈簧可分為拉伸彈簧和壓縮彈簧兩種，根據此次設計的要求，選擇 A3-140對合組合碟簧，根據碟形彈簧的系列、尺寸和參數──系列 A(摘自 GB/T 1972-1992)，其基本的尺寸如下：類別: 3外徑 D /mm: 140內徑 d /mm: 72厚度① t(t') /mm: 8(7.5)壓平時變形量 h0 /mm: 3.2自由高度 H0 /mm: 11.2f≈0.75h0|F /N: 85300f≈0.75h0|f /mm: 2.4f≈0.75h0|H0-f /mm: 8.8f≈0.75h0|σOM②/MPa: -1260F≈0.75h0|σⅡ或Ⅲ③/MPa: 1280現在對承受靜載荷為 41300N 時變形量為 5.2mm 時的碟簧進行校核。5.2 碟簧負載查表得到碟簧負載的相關計算參數如下：本設計中選用的是 A 系列 D=140mm 的組合碟簧。由（C.2）式 3204214ChtEFKD?????經計算，可知式中： ， ，無支承面碟簧 ,52.06/Nm?.?41K?由式（C.3）,可知，C=2，則 ,所以1.9K?53224.061.81453940CFN??????.5C?A 系列的 ,根據 ,查出 ，則變形量0/.4ht?1/.92F0/2fh?3264,fm???滿 足 設 計 要 求 。也就是說，選用 A3-140 對合組合碟簧，按照要求，對合數為 2 的碟簧能夠滿足設計的要求。組合碟簧的尺寸為：未受負荷時自由高度： ，受負荷02816ZHim????時的高度4230FN?1162.438zHf m????考慮摩擦力時，碟簧負載應予修正，按照（C,27）式，由表 C.2 取,.15Mf負載為 42300N 時，單片碟簧的負荷為： 1(1)2065MZfnFN????, A 系列的 ,根據 ,查出 ，12065.984CF?0/.4ht?1/.9CF0/1.75fh?則變形量 3.275.6fm??5.3 碟簧的剛度單片碟簧的剛度為： 3222004214 3()()1hEt fFKDttt?? ????????? ????不考慮摩擦力時，一組疊合組合碟簧 時，剛度為：106.,.fm?5322224.0683643.()()11.94088?? ???????? ????397/Nm考慮摩擦力時，一組對合組合彈簧 時的剛度應為：15.6f?2397792/1()0.(1)RMnF Nmf??? ????5.4 碟簧的變形能碟簧的變形能：碟簧變形量為 5.2mm 時的變形能為：5222044214()[()1]hEtffUKDtt???? ??5522224.0618.3.5.()[()]67853.908??????受靜載荷時，校驗壓平時（ ）OM 點的應力：fh?24143OMEtfKDt???????52 224.06180.52316.1/3.94Nm????????其絕對值小于材料的屈服極限 1260 ，故滿足靜強度要求。2/Nm5.4 碟簧受變負載的的校核計算考慮到碟簧受到的最小 和最大載荷 之間循環(huán)工作，1245F?1430FN?故對其校核如下： 320421ChtEKD?????53224.6.82 850139CF N??????因此： 12541300.,.942885CCF?按照 0.4，從圖 C.1 查得0ht?1200.,.45ffh?因此： 1 20.58.76,.783.6fmfm???由圖 C.8，可查出疲勞破壞關鍵位置為 點?由式（C.12）計算 點的應力：?2042314[()]hEtffKKDtt???????由式（C.12） ,由式（C.4） ,由式（C.5） ,,無10.69K?21.K?31.6K?支撐面碟簧 ，則 時：428.76fm?522. 271[.1()1.36]103.9408????????7./Nm時24586f?522.0183.63.261[.1()1.3]3.9408???????64.8/Nm因此計算上限應力 2ax16.8/Nm??計算下限應力 min75應力幅 24.9.3./a?4.由圖 C.11，下限應力 ，壽命 次時疲勞強2min751./N??6210??度上限為 ，疲勞強度應力幅2max170/rN??,可見碟簧的工作壽命大約25.48.3./ra am??為 。62N?第五章 總結與致謝