14.3. Расчет тормозных механизмов

Целью проектного расчета тормозных механизмов являет­ся выбор основных их конструктивных параметров и приводной си­лы, необходимых для получения требуемого тормозного момента. Определение этих параметров осуществляется исходя их нормативов эффективности тормозных систем.

Расчет барабанных тормозных механизмов рабочей тормозной системы рекомендуется проводить в следующем порядке.

1. По заданной интенсивности торможения определяют суммарный тормозной момент на мостах автомобиля. Применительно к двухосному автомобилю:

, (14.13)

где – расчетное замедление автомобиля при торможении.

Максимальную тормозную силу можно получить, когда сцепная масса автомобиля используется полностью. При этом тормозные силы должны быть пропорциональны нормальным реакциям на колесах:

, (14.14)

где и– расстояния от центра масс автомобиля до передней и задней оси соответственно;– высота центра масс;– продольный коэффициент сцепления.

2. Выбирают тип тормозного механизма; задаются его основными размерами (, a, c, e); требуемые значения инаходят по вышеприведенным формулам с учетом того, что радиус барабана обуславливается необходимостью размещения его в колесе автомобиля. Как правило, в выполненных конструкциях, он принят на 20 ÷ 30 мм меньше внутреннего радиуса обода колеса;a = c = 0,8, e = 0,85.

3. Ширину фрикционных накладок b рассчитывают, исходя из допустимого давления между барабаном и колодкой, определяемого по формуле:

, (14.15)

где – угол обхвата колодки.

Допустимое давление – [] = 2 МПа.

4. Производят расчет тормозного механизма на энергонапряженность. Срок службы накладок зависит не только от давления между ними и барабаном, но и от удельной работы трения, которую рассчитывают по формуле:

, (14.16)

где – кинетическая энергия автомобиля;– суммарная площадь всех фрикционных накладок.

Допустимая удельная работа трения – [] = 0,8 ÷ 2 кДж/см².

От удельной работы зависит износ и наг­рев элементов тормозного механизма: тормозного барабана (диска), тормозных накладок. Для уменьшения удельной рабо­ты необходимо увеличивать площадь тор­мозных накладок и соответственно ширину тормозных барабанов и их диаметр.

При этом увеличение поверхности охлаждения благоприятно сказывается на режиме тор­можения. Этим объясняется наблюдаемая в последнее время тенденция увеличения размера колес легковых автомобилей для возможности размещения тормозных ба­рабанов увеличенных размеров.

Нагрев тормозного барабана (диска) за одно торможение определяют по формуле:

, (14.17)

где –масса автомобиля, приходя­щаяся на тормозящее колесо; – начальная скорость торможения; – масса барабана (диска); – удельная теплоемкость материала барабана (диска).

Допустимый нагрев барабана (диска) за одно тормо­жение – [] = 20° С.

Болты крепления барабана рассчи­тываются на срез. Допустимые напряжения – [] = 110 МПа.

Вал разжимного кулака рассчиты­вается на кручение. Допустимые напряжения – [] = 130 МПа.

Ряд деталей тормозов (разжимной кулак, нижние и верхние опоры и кон­цы колодок) рассчитываются на смя­тие. Допустимые напряжения смятия в зависимости от материала деталей – [] = 110 ÷ 230 МПа.