基于AutoCAD真空助力制动器的设计

1、天津工业大学毕业设计（论文）题目：基于AutoCAD真空助力制动器的设计 摘 要真空助力器是汽车制动系统的重要部件，本文对对基于AutoCAD真空助力器的设计过程进行了详细的研究。国际现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。目前国内配件厂家主要设计方法是采用对进口车辆配置的真空助力器产品进行测绘仿制，并针对国产车辆的实际要求加以修改设计，得到适应国产车辆制动系统的产品。传统真空助力器的设计工作,往往是根据已有产品进行测绘或根据经验来完成,对其性能的评定,也只能是等实际产品制造出来之后,对其进行实验,才能得到各项指标

2、。如果不满足要求,就需要进行局部修改或重新设计。显然,这要浪费很多时间,也不利于节约经济成本针对传统汽车零部件设计方法的局限性。本课题主要利用AutoCAD软件，将传统设计方法与计算机相结合,缩短了产品的开发周期,提高了产品设计的水平和质量。通过建图形库、表格以及巧用设计中心等一系列方法，提高了汽车制动器设计效率,缩短了产品的开发周期，节约设计经济成本。关键词：真空助力器、AutoCADABSTRACTAutomotive Vacuum Brake Booster is an important component of Automobile Braking Systems, this pap

3、er does detail the process of research about Automotive Vacuum Brake Booster based on AutoCAD. International modern automobile brake control technology is moving in the direction of the development of electronic brake control. Because the great advantages of all-electric braking control, it will rep

4、lace the traditional brake control system which the main is hydraulic. At present, designing Automotive Vacuum Brake Booster have the main way at home. Imitate of surveying and mapping the vehicles on imported, and modified and design domestic vehicles against the practical demand, and obtain produc

5、ts adapted to the domestic vehicle braking systems. Design work of traditional Automotive Vacuum Brake Booster, often based on survey and mapping products or the basis of their experience .We can get the indicators after producting actual products and experiment them. If they are not satisfied with

6、the demand, we must do local modification or re-design. Obviously, this should be a lot of time wasted, and dont save the economic cost. The way of traditional automotive design has some limitations. The topics uses the software of AutoCAD, and combine the traditional design methods and computer to

7、shorten the product development cycle and improve the level of product design and quality. Through building graphics and using design center, etc. we improve the design efficiency of the Automotive Vacuum Brake Booster, shorten the product development cycle, and save the economic cost of design.Key

8、words: Automotive vacuum brake booster ; AutoCAD目 录第一章 绪论 11.1汽车制动系统及助力器简介1 1.2汽车真空助力器的设计研究现状 2 1.3本文的研究内容和方法 2第二章 真空助力器的结构与理论计算42.1真空助力器的结构与工作原理 42.2劳克希德制动主缸62.3真空助力器结构种类的选择72.4 真空助力器的性能指数与特性曲线定义92.5 真空助力器的主要计算11第三章 基于AutoCAD真空助力器的设计过程233.1 AutoCAD发展简介及主要功能233.2 创建图块、图库243.3通过零件图绘制装配图 30结论32参考文献 33

9、附录（外文翻译）34谢辞48第一章 绪论1.1汽车制动系统及助力器简介 汽车的制动系统具有以下四个基本组成部分：（1）供能装置：供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的部件。其中产生制动能量的部分称为制动能源。人的肌体可作为制动能源。（2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果的部件。如图1-1 中的制动踏板机构即是最简单的一种控制机构。（3）助力装置：增加制动强度和减轻制动的脚踏板力的部件。如图1-1中的真空助力器。（4）传动装置：将制动能量传输到制动器的各个部件，如图1-1 中的制动主缸。（5） 制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力(制动力)的部件，如图1-1 中的鼓式制动器和盘式制动

10、器。为了增加制动强度和减轻制动的脚踏板力，在汽车制动系统中常常加助力装置，其中真空助力是常见的一种助力装置，它利用发动机进气歧管真空或辅助真空泵产生的真空帮助驾驶员减轻用于制动的力。真空助力器安装在制动踏板推杆与主缸之间，当进气歧管真空用作助力器的动力时，从进气歧管到膜片组件用软管连接起来。装有制动真空器的汽车制动系统示意于图1-11制动踏板2.真空助力器 3.制动软管 4.储油罐 5.制动主缸 6.盘式制动器7.鼓式制动器 图1-1 真空伺服制动系统示意图真空助力器是汽车制动系统的重要部件。它具有体积小，结构设计巧妙，助力效果显著的特点，被广泛应用于汽车真空助力系统中.它的作用是将驾驶员作用

11、在主缸活塞上的力放大，使传递到轮缸及卡钳活塞的制动液的压力提高，改善刹车性能。真空助力器装置利用与大气压力相对的发动机真空度或者外部真空泵产生应用能量，帮助进行制动。1.2汽车真空助力器的设计研究现状真空助力器在多数汽车制动中均有应用。这种产品相对独立，在整车厂家进行汽车设计过程时，通常根据汽车的类型确定所需要的制动能力，进一步确定制动主缸的性能， 结合驾驶员提供的踏板力大小可确定对真空助力器的性能要求，依据车内空间的布置来确定所需要的真空助力器安装尺寸，然后根据这些参数对市场上己有的产品进行选择。而对于助力器配件生产厂家，则是面向主要车型的需求，针对性的开发出几种型号的产品。因此，真空助力器

12、的设计开发并没有确定的标准或规则，对于某一个生产厂家的产品，虽然具有不同的型号，但是系列化与通用性仍不完善。目前国内配件厂家主要设计方法是采用对进口车辆配置的真空助力器产品进行测绘仿制，并针对国产车辆的实际要求加以修改设计，得到适应国产车辆制动系统的产品，因此可以看出真空助力器的设计开发及系列化工作仍然有待改进。一般厂家的设计均是针对具体车型的应用，并没有形成完全适应市场的系列，而且现有的产品也是根据国外真空助力器产品进行测绘设计的，企业并没有自主设计的能力。1.3 本文的研究内容和方法本课题的研究方向是汽车制动系统中的重要部件真空助力器（Automotive Vacuum Brake Boo

13、ster)基于AutoCAD的设计。本课题的主要研究内容是针对真空助力器的设计过程的特点，结合AutoCAD使设计绘图更加简便、快捷，使企业在开发新产品时缩短开发周期、节约开发成本、提高经济效益。在AutoCAD实际绘图中，需要重复绘制同样的图形，如螺钉、螺母、垫圈这样的标准件图形以及输入杆、输出杆等主要零件。为提高绘图效率，本文中将这样的图形定义成块，再由多个块构成图形库。把螺钉、螺母、垫圈等定义成“标准件库”；输入杆、输出杆等定义成“主要零件库”。当需要绘制它们时，利用AutoCAD的设计中心，可以很方便地将图形库中的图形插入到当前图形中。此外，由于不同型号的真空助力器中一些零件的尺寸会有

14、变化，本文把这些零件中的主要零件制成了“表格库”，当绘制零件图时，打开图形，双击表格，出现“增强属性编辑器”对话框，设置对应的属性值即可。通过建立图库，可以使AutoCAD绘图更加便捷。此外,还可以通过零件图绘制装配图。当绘制好真空助力器的全部零件图之后（可以从图库中调），利用AutoCAD，将它们拼装成装配图，验证各零件设计的正确性，例如验证零件尺寸是否合适、零件之间是否出现干涉等。第二章 真空助力器的结构与理论计算2.1真空助力器的结构与工作原理真空助力器由几个主要零部件组成，包括前后壳组件、阀杆总成、真空阀座、推杆组件、膜片、反应盘、消声器、滤清器、防尘罩等，结构形式如图2.2所示。 真

15、空助力器的真空阀座10由塑料压制，内有连通前腔和控制阀腔的通道A，以及连通后腔与控制阀腔的通道B，橡胶菌形阀19与真空阀座内壁的月形槽组成真空阀门，又与柱塞阀20的端面组成大气阀门。柱塞阀与柱塞杆13后端的球头铰接，在真空助力器不工作时，弹簧3将柱塞杆连同真空阀座一起推到右边极限位置，此时真空阀门开启，大气阀门关闭，形成前后腔连通，并与大气隔绝的状态.在发动机工作，且真空单向阀5被吸开时，伺服气室左右两腔都具有一定的真空度。 当刚踏下制动踏板时，起初伺服气室尚未起作用，真空阀座不动，踏板力经过杠杆放大作用到柱塞杆并压缩弹簧3，连同柱塞阀一起相对真空阀座左移，当柱塞阀与橡胶反应盘9之间的间隙消除

16、后，控制力就经过反应盘与主缸推杆组件，使制动主缸内产生一定的压力并传到制动轮缸。 橡胶反应盘装在由柱塞阀、真空阀座和制动主缸推杆形成的密闭空间中，因为橡胶是提及不可压缩的柔性材料，具有和液体一样的传递压力的性质，故经过橡胶反应盘的传动后，推杆从反应盘得到的力大于柱塞阀加在反应盘上的力，而推杆的位移小于柱塞阀的位移。与此同时，菌形阀在弹簧11的作用下，继续向左移动，直到与真空阀座上的月形槽接触，关闭了真空阀座，A通道被关闭，伺服气室左右两腔被隔开，即后腔与真空源隔开。随着控制推杆继续前进，柱塞阀克服弹簧11的压紧力，离开菌形阀，这样，外界大气便经过滤清器和消声器15进入控制阀腔，并通过通道B进入

17、伺服气室的后腔，使后腔的真空度降低，在此过程中，膜片7与阀座也不断前移，直到阀门重新与大气阀座接触而达到平衡状态为止。因此，在任何一个平衡状态下，伺服气室后腔中的稳定真空度均与踏板行程成递增函数关系。伺服气室两腔真空度差值所造成的作用力，除一部分用来平衡回位弹簧的作用力以外，其余都作用在反应盘上，因此，制动主缸推杆受到的力为真空阀座和柱塞阀二者所施作用力之和.这意味着驾驶员所施加的踏板力不仅要足以促动控制阀，并使制动主缸产生一定液压，而且还要足以平衡与伺服气室作用力成正比的经反应盘反锁回来的力，这样，驾驶员便可以通过所加的踏板力的大小来感知伺服气室的作用力大小，具有一定的踏板感。工作原理说明如

18、下:（1）真空助力器不工作时真空阀门打开，大气阀门关闭。此时前腔和后腔的真空度是相同的，在回位弹簧的作用下保持平衡状态。（2）开始工作时，但后腔的压力还未达到完全的大气压力。此种情况如下图。图2-3 开始工作示意图（3）满负荷工作状态时，还是关闭真空阀门，把大气阀门完全打开，使后腔的压力完全变成大气压。如下图。图2-4 满负荷工作状态图（4）当关上空气阀,开启真空阀.膜片两侧再次具有相同的真空.图2-5 平衡状态图2.2劳克希德制动主缸以上部分介绍了真空助力器基本情况，其中包括了它的种类结构以及工作原理和过程。由于真空助力器是整个助力过程的一个部分件，要产生助力作用还必须得有液压机构，此时就必

19、需应该有产生液压力的装置即安装在真空助力器后的一部分为主缸，下面来了解一下主缸的结构以及原理。图2-6为一种串列双腔式结构叫做劳克希德制动主缸，直接与真空助力器连接，用于双回路的制动系统。其工作原理见图2-5。制动液从贮液罐通过旁通孔(2)、(7)和补偿孔(3)、(9)供给制动主缸的前后腔。踩下制动踏板，主缸推杆(11)向左推后活塞(10)，密封圈(3)和后活塞(10)一起遮断旁通孔(7)，切断了与贮液耀的联系。同时前活塞(4)借助弹簧(6)的推动，也遮断旁通孔(2)，由此形成主缸中彼此分离的两个腔。主缸推杆(11)继续推动后活塞(10)和前活塞(4)左移，两腔液压同时升高。后回路通孔(12)

20、输出的液压通过感载阀调节后控制后制动轮缸；前回路通孔(15)输出的液压控制前制动轮缸。在制动主缸的边腔内，输入前轮缸的液压作用于传感活塞(13)的一个侧面；而输入后感载阀的液压则作用于它的另一侧面。液压平衡时，传感活塞不动。如果两条回路之一有泄漏，传感活塞(13)将向液压降低的一侧移动。当两腔液压之差达到l 9526巴时，传感活塞将推动传感器推扦(14)以发出信号。图2-6 制动主缸的工作原理1-回位弹簧；2-旁通孔；3-补偿孔；4-前活塞；5-皮圈；6-回位弹簧；7-旁通孔；8-皮圈；9-补偿孔；10-后活塞；11-主缸推杆；12-后管路通孔；13-传感器；14-制动液压不足传器推杆；15前

21、管路通孔真空助力器有三种常用的型式：（1） 有反作用杆的单膜片；（2） 带有反作用盘的单膜片（如图2-7）；（3） 带有反作用盘的串联（双）膜片（如图2-8）。带有反作用杆的单膜片通过杆件装置提供力（反作用回来）到制动踏板。带有反作用盘的单膜片通过橡胶反作用盘提供力到制动踏板。串联膜片有两个膜片共同工作来提供力。通过以上三种类型的比较，第一种类型适用于微型轿车，结构简单，维修方便，占用空间小，但是在踏板推杆和主缸第一活塞之间没有缓冲装置，刚度较大，噪声大。而串联式真空助力器结构复杂体积较大，占用空间大，适合于大型商用车辆。第二种类型，带有反作用盘的单膜片式，不仅具有第一种的结构简单，维修方便等

22、的优点而且在踏板推杆和和主缸第一活塞杆之间安了一块反作用橡胶盘它能够起到缓冲作用吸收从主缸反作用回来的力，所以，这种助力器比较常用，一般轿车都是使用这种类型。图2-7 真空助力器构造1-踏板推杆；2-空气滤芯；3-真空阀座；4真空通道；5-空气阀；6-膜片座；7-密封垫；8-橡胶反作用盘；9-回位弹簧；10-前加力室罩；11-密封垫；12-推杆；13-后加力室罩；14-通气道；15-空气阀道；16-真空阀；17回位弹簧；A-加力器室前罩；B-加力器室后腔 图2-8 贝迪塔廉Z25双膜片真空助力器1-制动主缸；2-制动液箱；3-制动液低液面传感器；4-膜片回位弹簧；5-伺服气室壳体；6-膜片；7

23、-活塞（膜片座）8-气封；9-空气滤器装置；10-主推杆；11-橡胶防尘罩12-推杆弹簧；13-滑阀弹簧； 14-滑阀；15-盘阀；16-间隔衬套；17-气封；18-制动主缸活塞推杆；19-单向阀；20-密封圈；21-盘状阀门；22-真空阀座2.4 真空助力器的性能指数与特性曲线定义 根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T307-1999真空助力器技术条件中所规定的汽车真空助力器的性能要求，界定了下列性能指标，并有相应的技术要求。 2.4.1 定义 (1) 始动力 使真空助力器产生输出力时的最小输入力 (2) 释放力真空助力器的输入力连续下降的过程中，其输出力降为零时的输入力 (3)跳跃值 通

24、过始动力的点作的垂线与助力器的助力比比特性线的延长线的交点 (4)最大助力点 在真空助力器特性曲线中，助力比特性线的延长线与输入力和输出力的增量比例为 1的直线的延长线的交点 (5)助力比 在助力器特性曲线中，跳跃区以上，最大助力点以下的性能区域内，输出力的增量与输入力的增量之比 (6)全行程 在未装挡块及主缸状态下，真空助力器输出推杆的最大行程 (7)反应时间 在真空助力器正常工作条件下，快速制动，从加力到最大助力点的97%所用的时间 (8)空行程 助力器的输入推杆由静止位置开始，位移到助力器的输出杆开始运动时的行程 2.4.2 特性曲线标准形式及要求 特征曲线的标准形式见图2.9，该特性曲

25、线应符合下列要求: (1)始动力Fa110N. (2)释放力Fa130N. (3)跳跃值Jp按图纸要求。 (4)输入力分别为最大助力点的30%时，80%时，及最大助力点时输出力应在理论设计特性曲线的正负10%范围之内。 (5)助力比It应为理论设计值的95%以上。 (6)特性曲线不应出现任何不规则或不连续。图2.9 真空助力器特性曲线的标准形式2.5 真空助力器的主要计算2.5.1 真空助力器的力平衡方程 当踏动制动踏板使助力器控制推杆受到一定的输入力F0作用运行一定的行程后，此时真空阀座受到膜片包括膜片托盘的推力作用向前移动，由于阀杆总成中空气阀座的回位弹簧以及反应盘的反力作用下控制推杆相对

26、于真空阀座后移，使空气阀座关闭，这样，空气不在进入真空助力器的后腔即加力气室，而在真空阀口关闭时，后腔与前腔保持一定的气压差，使助力不在增加，此时助力器则处于平衡状态。可以列出如下平衡方程式:Fp=F0+P0A1-A3+PA3-A2-F1 （2.1）其中：Fp 助力器的输出力 F0 作用于控制推杆的输出力 P0 前后腔的压力差 A1 助力膜片的总有效面积 A2 主缸推杆的柄部截面积 A3 真空阀体柄部截面积P 前缸的真空度 F1 回位弹簧的作用力式2.1可改写为: FP=F0+P0A1+P-P0A3-PA2-F1 (2.2) 由式2.2可以看出前后腔的气压差P0 等于前腔的真空度P时(即后腔充

27、满空气而达到最大助力点时)则有: FP=F0+PA1-A2-F1 （2.3）真空度是指大气压与真空状态的气压值之差。正常工作时，前腔的真空度尸为67KPa，前后腔的气压差在行程中处于0-67KPa范围之内。因此，随着后腔真空度的下降，式2.2中(P-P0)A3这一项值越来越小，即由真空阀座柄部所影响的输入力也越来越小，直至为零，其变化规律是一个减函数。而当真空阀座不断前移的过程中，前腔的回位弹簧的作用力F1是逐渐增加的，其变化规律是一个增函数，假设将上述的互为相反的两个函数的变化值近似认为相等时，则可以将F1看成在过程中保持不变的值。 那么，由气压差产生的伺服力，即输出力与输入力之差为: FS

28、=P（A1-A2） （2.4）输入力Fo有一部分用来克服阀杆总成中空气弹簧的回位抗力F3，另一部分才是有效输入力F0'，它通过柱塞阀作用在反应盘上，其大小为: F0'=F0-F3 (2.5)由气压差产生的伺服力有一部分用来克服回位弹簧的压力Fl，还有一部分克服F3,然后才作用于反应盘上，因此，作用在反应盘上的有效伺服力为: FS'=PA1-A2-F1+F3 (2.6)将式2.5和式2.6代入式4.2,可以看出: FP=F0'+FS' (2.7)反应盘上所承受有效助力FS'的面积规定为副面，承受有效输入力F0'的面积称为主面,见图2.10

29、图2.10 反应盘主副面示意图当助力器处于平衡状态时有: FS'(D2-d2)4=F0'd24 (2.8)其中:D 反应盘副面直径 d 反应盘主面直径 2.5.2 真空助力器的助力比的计算 真空助力器由加力气室的膜片受气压差的作用所产生的有效伺服力Fs´与有效输入力F0'的比称为伺服比Is，可以用下式表示它的值: Is=FS'F0'=(D2-d2)d2 (2.9) 真空助力器的助力比It是指真空助力器的输出力Fp与有效输入力F0'的比，其值可用下式表示: It=FpF0'=FS'+F0'F0'=1+Is

30、(2.10)真空助力器广泛应用于各种车型上，因此，它的性能与结构大小也随着适用车型的不同而改变，基本规律是吨位排量越大的车辆，所需要的制动力也越大，因此，相匹配的真空助力器的助力比也随之增大。表2.1总结了基本车型一般配备的真空助力器的性能参数。表2.1 配备真空助力器车型略览表车型真空助力器助力比载货汽车微型货车 Ga1.8t23轻型货车1.8t<Ga6t34轿车微型轿车V1L23普通级轿车V1.6L34中高级轿车1.6L<V4L高级轿车V>4L从该表中还可以看出，真空助力器的主要适用范围是吨位较小、排量较小的轻型载货汽车和轿车，因此，在设计参数化设计系统时，主要针对的目标

31、是助力比在2-5范围内的真空助力器的设计方法确定。2.5.3真空助力器的特性曲线方程 考虑到真空助力器的效率，则由式2.1得助力器达到最大助力点之前的输出力Fp为 Fp=F0+P0A1-A3+PA3-A2-F1 (2.11)其中，可以取值0.85-0.95 由式2.3得到当助力器达到最大助力点时，前后腔的气压差达到最大值(即Po=P), 则有: Fp=F0+PA1-A2-F1 (2.12) 当真空助力器的输出力超过最大助力点后，前后腔的真空度差保持不变，上式中的 P(A1-A2)为一常数，输出力与输入力线性增长，因此，上式可以计算最大助力点以后的输出力的值。 式2.7如果考虑到效率，则有: F

32、p=(FS'+F0') (2.13) 由式2.9可得: FS'=F0'Is (2.14)由式2.10可得: Fp=(F0-F3)It (2.15) 式2.15表明，输入力只有大于FS'时才能产生输出力。因此，最小输入力(即助力器的始动值)F的条件是: FF3 (2.16)始动值就是真空助力器产生输出力时的最小输入力.实际操作中，柱塞阀的配合尺寸对助力器的系统启动值的偏移。当柱塞阀相对较短时，助力器通过反应盘的形变来补偿相差的尺寸，也就是主面隆起，此时伺服力己经产生，输出力也就同时产生了。当柱塞阀相对较长时，助力器的起始阶段不产生伺服力，而是通过反应盘主面

33、的凹下来补偿相差尺寸，此时输入与输出等量增长。由此可见，控制启动值的有效手段是将助力器的配合尺寸设计在柱塞阀相对较短的范围内，以便使始动值不会过大。 当助力器处于非工作状态时，前后腔的气压差为零，由式2.11可得: Fp=F0+PA3-A2-F1=0则: F0=F1-P(A3-A2) (2.17)而 F00 ,故有: F1(A3-A2) (2.18) 由于A2值比较小，可以忽略不计。因此，回位弹簧力F1仅与前腔的真空度及真空阀座柄部的面积有关。只有当F1PA3时，真空阀座就会返程并靠在助力器的后壳体上。 在助力器失去真空度时，Po=0,P=0，式2-10变成: Fp=(F0-F1) 可见:真空

34、度为零时所需的最小输入力Fb为: Fb>F1下图为真空助力器在不同真空度下的输入与输出特性曲线。无助力真空度（80%）60%30%饱和点图2-11 真空助力器助力特性曲线 一般设计的最大助力点时，对于乘用车，制动踏板力可取200250N；对于商用车，制动踏板力可取300450N。下列是某车型的制动器助力器的具体数据：膜片的有效面积为；控制阀套管的截面积；橡胶反作用盘的截面积；控制活塞面积；制动主缸推杆的柄部的截面积5。2.5.4 真空助力器输入与输出特性计算真空助力器的输入、输出特性根据主缸的类型不同，其计算方法也不同。主缸一般分为两种类型，即短型和普通型。（1）与短型主缸配套的助力器的

35、特性计算当踩下制动踏板推动助力器，打开大气阀之前输出为零。但要克服阀回位弹簧力和阀座弹簧力。当打开大气阀时，输出力突然从零值升到一定的值，此值称为跳跃力，如下图，次跳跃力的计算公式为 （2-19）式中 -阀座弹簧力（N）； -阀回位弹簧力（N）； -大气阀面积（），在设计中取为2.22。 -真空压力。输出力W/kN输入力F/kN图2-12 真空助力器输入输出特性曲线 （2-20）-真空度当大气阀打开后，真空助力器开始工作。当助力最大时的作用力为（满负荷工作时），其计算公式如下表示。 （2-21）式中 A-膜片有效面积（）；-主缸直径（m）；取0.041m。 -回位弹簧力（N）；-柱塞阀滑动阻力

36、（N） J-跳跃力（N）,由试验而定的常数；K-助力比。助力比K的定义为：作用于主缸活塞上的推杆力与输入到真空助力器的踏板力之比，也就是真空助力器的输出力与输入力之比，即K=.输出力W的计算方法如下：当时（有真空度时） （2-22） （2-23） （2-24） （2-25）当（无真空度时） 时，所以时，所以（2）与普通型主缸配套的助力器的特性计算跳跃力的计算公式相同。最大助力时的作用力的计算公式用下式表示： （2-26）式中 -推杆断面的面积（）其中符号与公式上公式的符号意义相同。不同之处在于普通型主缸配套用推杆推主缸；短型主缸配套时，直接推主缸。输出力W的计算方法如下：当时（有真空度时）时，

37、所以W=0时，所以W=J （2-27）时， (2-28)当(无真空度时) 时，所以W=0时，所以2.5.5踏板力液压输出特性在已知制动助力器的输入与输出特性条件下，把助力装置输出力换算成液压值，输入力换成踏板力，那么，可以得到踏板力液压特性输出特性曲线，如下两图所示。液压P/MPa踏板力T/N0图2-13 短型主缸踏板力- 液压输出特性曲线液压P/MPa踏板力T/N0 图2-14 普通主缸踏板力-液压输出特性曲线首先，把助力装置的输入力F换算成踏板力T，其计算公式为 (2-29) 式中 T踏板力（N）； F助力装置的输入力（N）； 踏板的传动比； 踏板的传动效率。 其次，把助力装置的输出力W换

38、算成液压值，其计算公式为 (2-30)式中 P液压值（） W装置的输出力（N）； 主缸直径（m）； 主缸的液压损失（）助力器的转换效率。以上的计算公式根据助力器的形式不同，应采用不同的计算方法，下面分别进行讨论。1） 主缸为短型（MINI）当真空助力器正常工作（有真空度）时，根据图16可知：当F=时，则W=J,此时踏板力 (2-31)液压值 (2-32)当时，则 此时踏板力 (2-33)液压值 （2-34）当时，则有，此时踏板力 (2-35)液压值 (2-36)当真空助力器不正常工作（没有真空度）时，根据输入输出特性曲线得知：当时，则W=0当时，则，此时踏板力 (2-37) 液压值 (2-38

39、) 把以上几种情况分别描绘，就得到短型主缸踏板力-液压输出特性曲线。如图2-13.2） 主缸为普通型（CONVE）当真空助力器正常工作（有真空度）时，根据满负荷工作状态图知：当时，则W=J,此时踏板力 (2-39)液压值 (2-40)当时，则,此时踏板力 (2-41) 液压值 (2-42)当时，则有，此时踏板力 (2-43)液压值 (2-46)式中,等符号意义见前面的说明。当真空助力器不正常工作（没有真空度）时，根据图16知：当时，则，此时踏板力 (2-47)液压值 (2-48)把以上几种工况分别进行描绘就的到普通型主缸踏板力液压输出特性曲线。如图2-14。第三章 基于AutoCAD真空助力器

40、的设计3.1 AutoCAD 发展简介及主要功能3.1.1 AutoCAD 的发展简介计算机辅助设计（Computer-Aided Design）是随着计算机、外围设备及其软件的发展而形成的一门新技术。AutoCAD技术思想起源于20世纪50年代末，美国麻省理工学院Sutherland 博士的研究工作；经过三十多年的发展，AutoCAD技术得到了迅速普及，已经成为电子信息技术的重要组成部分。AutoCAD是美国Autodesk公司1982年在微机上开发的绘图软件包，AutoCAD的版本不断更新，更新的版本功能逐步增加，现已成为广泛使用的绘图工具。AutoCAD技术之所以能在短时间内迅速发展，是

41、因为几乎推动了一切领域的设计革命，这一新技术的应用将使人类的聪明才智和创造能力与计算机高速而精确的计算能力、大容量的存储和数据处理功能结合起来，使两者相得益彰。它的发展与应用水平已成为衡量一个国家的科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一。CAD技术在机械领域内应用最广，约占50%，在机械生产中，CAD技术不是单独存在的，而是与CAM（Computer-Aided Manufacture）,CAPP(Computer-Aided Process Planning)等技术相联系的。它充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为产品设计服务，极大地提高了产品开发的速度和质量，降低生产成本。3.1.

42、2 AutoCAD具有一下几方面的主要功能（1）二维绘图与编辑利用AutoCAD可以方便的创建各种基本二维图形对象，如：直线、射线、构造线、元、矩形等边多边形、多段线等；可以为指定的区域填充图案；可以应渐变色填充指定的区域或对象；可以将图形创建成块，当需要这些图形时直接将其插入即可，把绘图变成拼图。（2）创建表格与其他文字处理软件类似，利用AutoCAD可以直接创建或编辑表格（如合并单元格、插入表格列或行等）；还可以设置表格式样，以便以后使用相同格式的表格。（3）标注文字利用AutoCAD可以为图形标注文字，如标注说明或技术要求等。用户还可以设置文字式样，以便按照不同字体、大小等设置标注文字。

43、（4）标注尺寸可以随时更改已有标注样式；可以实现关联标注，即将标注尺寸与被标注对象建立关联。建立关联后，已有图形对象的大小改变时，所标注尺寸的尺寸值也会发生相应的改变。（5）三维绘图与编辑AutoCAD允许用户创建多种形式的基本曲面模型和实体模型。还可以通过拉伸、旋转、扫掠或放样的方式，通过二维对象创建实体。可以由基本实体模型创建出复杂的模型或通过实体模型直接生成二维多视图等。（6）视图显示控制在AutoCAD中可以方便地以多种方式放大或缩小所绘图形或改变图形的显示位置。对于三维图形，可以改变观察视点，以便从不同角度显示图形；也可以将绘图区域分成多个视口，从而能够在各各视口从不同方位显示同一图

44、形。（7）绘图实用工具AutoCAD设计中心提供了一个直观、高效并且与Windows资源管理器类似的工具。利用此工具，用户可以对图像文件进行浏览、查找以及管理有关设计内容等各方面的操作；还可以将其他图形或图形中的命名对象（例如块、图层、文章式样、尺寸标注式样及表格式样等）插入到当前图形。（8）数据库管理在AutoCAD中可以将图形对象与外部数据库中的数据进行关联，这些数据库是由独立于AutoCAD的其他数据库应用程序（如Access、Oracle等）建立的。（9）Internet功能AutoCAD提供了强大的Internet工具，使用户之间能够共享资源和信息。即使用户不熟悉HTML编码，利用A

45、utoCAD的网上发布向导，可以便捷地创建格式化的Web页。利用电子传递功能，可以将AutoCAD图形及其相关文件压缩成ZIP文件或自解压的可执行文件，然后将其以单个数据包的形式送给客户、工作组成员或其他相关人员。（10）图形的输入、输出用户可以将不同格式的图形导入AutoCAD或将AutoCAD图形以其他格式输出。AutoCAD允许通过绘图仪或打印机将所绘图形以不同式样输出。利用AutoCAD的布局功能，可以将同一三维图形设置成 不同的打印设置，以满足用户的不同需求。3、2创建图块、图库在画图时会用到很多CAD的基本功能，如二维绘图与编辑、创建表格、标注文字、图案填充等基本功能。考虑到在实际

46、绘图中，经常需要重复绘制同样的图形，如螺栓、螺母、垫圈及轴承，这样的标准件图形以及常用零件等。为提高绘图效率，AutoCAD允许将这样的图形定义成块，当需要绘制它们时，将对应的块按指定的基点、比例和角度插入即可。此外，AutoCAD还允许用户定义多个块构成图形库，并且利用AutoCAD的设计中心，可以很方便的将图形库中的图形插入到当前所绘图形中。3、2、1定义真空助力器输出轴块定义过程： （1）重新关联标注绘制真空助力器输出轴，标注完尺寸以后要进行关联标注。单击“标注”“重新关联标注”选项，然后按照命令行提示进行操作，完成后图形中被标注对象发生变化，对应的标注也随之发生变化调整。如图3-1.

47、图3-1 输出轴（2）定义块单击“绘图”工具栏上的“创建块”按钮,或选择“绘图”“块”“创建”命令，即执行BLOCK命令，打开“块定义”对话框，在对话框中进行相关设置，如图3-1. 图3-2 块定义对话框从图3-2中可看出，将块设为输出轴；通过“拾取点”按钮、 “选择对象”进行选择，按钮选中“转化为块”单选按钮，单击图3-2中的“确定”按钮，完成块的定义。 （2）用INSERT命令插入块当用到真空助力器输出轴时，选择“插入”“块”命令，即执行INSERT命令，打开“插入”对话框，在该对话框中进行先关设置，如图3-3所示。从图3-3中可以看出，通过“名称”下拉列表选择了块；选中“在屏幕上指定”复

48、选框，表示将在屏幕上通过指定的方式确定块的插入位置；块的缩放比设为1，；块的旋转角度设为0.单击对话框中的“确定”按钮，即插入了输出轴块，如图3-1所示 图3-3 插入对话框（3）插入块后，可以根据不同设计要求进行尺寸变化，通过修改工具栏中的图标，先将输入轴图块分解，再将图形按相关比例缩放，如1.5，放大后的图形如图3-4所示。 图3-4 放大后的输出轴（5）利用设计中心插入块也可以通过设计中心插入输出轴图块。单击“标准”工具栏上的“设计中心”按钮，或选择“工具”“选项板”“设计中心”命令，弹出设计中心窗口，在窗口中位于左边的文件列表夹中查找并选择文件“输出轴图”， AutoCAD会在右边显示出对应的命名对象项，即标注式样、块和图层等，如图3-5所示。 图3-5 设计中心窗口双击图3-5中位于右侧栏的“块”选项，AutoCAD显示出“输出轴图”图形块，如图3-6所示。 图3-6 设计中心窗口为当前图形插入块时可以采用如下方法：第一种方法：将设计中心的输出轴图标拖动到当前图形内需要输出轴图的位置，松开鼠标左键，采用这种方法插入块时，所插入的方向与其定义相同，即不能旋转，也不能改变比例。第二种方法：将光标定位在图3-8内所示的粗糙度图标处，右击，弹出快捷菜单，