制动钳受力分析

1、不考虑轴制动力BzTI U432A图（1）外制动钳上图为（外）制动钳的力学模型注：制动（外 G1）（ Part Configuration -默认）的质量特性输出坐标系：-默认-密度=7800千克/立方米质量=59961.40克体积=7687358.66 立方毫米表面积=521618.46 平方毫米重心：（毫米）X = 122.47Y = 40.56Z = 49.00制动钳（内G2）（ Part Configuration -默认）的质量特性输出坐标系：-默认-密度=7800千克/立方米质量=60012.47克体积=7693906.87 立方毫米表面积=527375.89 平方毫米重心：（毫米

2、）X = -124.92Y = 40.76Z = 49.00（1）对外制动钳进行分析 工况一：车重按100t计算M (B)F =0G2(L2-S2)Ql(L2S)G, (SL2SJ-F,(L,SL2)=02SG2 (L2 -) Ql (L2 q) Gi (S L2 S,)- L,十 S + L260012.47 空 (344-124.92) 100/8 (344 264/2) 59961 10(264 344 122.47)- 324 十 264 + 344=6.44522(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动

3、力系数分别按1.85和1.5进行计算F,1 1.85F,= 1.85 6.44522=11.923657©F12 = 1 .5 F1= 1.56.44 .5522二 9.66783 （t）M (O)F =0Fn 324-G *122.47Ri =几140 + G .122.47-Fn .324 = 0140-611.923657 324-59961.4 10122.47140=27.54229568ft)R2 *140+ G *122.47-F12 *324 = 0RF12 -324-G *122.47R2 =TTT1409.66783 324-59961.4 10-6 122.47

4、 =140=22.32166748ft)工况二：车重按120t计算M (B)F =0G2(L2-S2)Ql(L2S)°1(SL2S)-F1(L1S L2)"SG2 (L2 - S2) Ql (L2) G1 (S L2 S1)F12L1 S L260012.47 10(344-124.92) 120/8 (344 264/2) 59961 10* (264 344 122.47)-324 + 264 + 344=7.72204(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进

5、行计算F“ = 1 .85 F1= 1.857.72204-1 4.285774(t)F12 = 1 . 5 F i=1.57.72204二 11 .58306(t)M (O)F =0F11 324 -G1 *122.47R1P1 *140 +G1 *122.47 F *324 =014014.285774 324 -59961.4 10-6 122.47140= 33.0089(t)R2 140 +G1 122.47 F12 324 =0P12F12 324 -G1 122.47140611.58306 324 -59961.4 10122.47140= 26.754057(t)三：车重按1

6、50t计算M (B)F =0G2 (L2 -S2) Ql (L2 S)G1 (S L2 S0-F1 (1_1SL2) = 0SG2Ql (L2 S)G1(s L2 sjL1 + S + L260012.47 10" (344-124.92) 150/8 (344 264/2) 59961 空(264 344 122.47)-324 + 264 + 344= 9.63728(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需 要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数按1.5进行计算= 1.5F|= 1.5 9.63728=14.45592(t)M (

7、0)F =0P1 140+G *122.47-*324 = 0_ 已 *324-G *122.47p1 =1404.45592 324 -59961.4 10-6 122.47-140二 33.4026757(t)I U4£二比4Z2=A24.92M4图（2）内制动钳（2）对内制动钳进行分析 如图（2）所示制动钳（内G2）（ Part Configuration -默认）的质量特性密度=7800千克/立方米质量=60012.47克体积=7693906.87 立方毫米重心：（毫米）X = -124.92Y = 40.76Z = 49.00工况一：车重按100t计算M (A)F =0f2

8、 馆 s l2)G (Lis )Ql (J §)g2 馆 S S2) = 02qL (L, s)g (J -S) G2 (L, S SOF22L, S L2100/8 (324 264/2) 59961 10» (324-122.47) 60012.5 10一6 (324 264 124.92) -324 + 264 + 344=6.17475(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F21 = 1.85F2= 1.85 6.17475= 11.4232875

9、(t)F 22 = 1 .5 F 2=1.56.17475二 9.262125(t)M (O)F =0F21 344-P 140-G2 124.92 = 0rF21 *344G2 *124.92P21 :14011.4232875 344-60012.47 10-6 124.92-28.015101(t)F22 344-氐140-G2 124.92 = 0 F22 *344 G2 *124.92-6_ 9.262125 344-60012.47 10124.92-140= 22.704816(t)工况二：车重按120t计算M (A)F =0SF2(LjSL2)-Gj(Lj-SI-Ql(L1)

10、-G2(L1SS2H02SQl x (L + ) + G 汉(Li 一 E) + G2 沃(L| + S + 5)F2 =2Li S L2120/8 (324 264/2) 59961 10(324-122.47) 60012.5 10° (324 264 124.92)-324 + 264 + 344二 7.39793(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F 21 = 1.85 F 2-1.857.39793= 13.6861705(t)F 22 1 . 5 F

11、2=1.57.39793二 11 .096895(t)M (0)F =0F21 434 F21 畀40上2 *124.92 = 0F21 344_G2 124.9214013.6861705 344-60012.47 10-6 124.92140二 33.5753278(t)F22 344 F22 140 G2 124.92 = 0P F22 344 G2 124.92P22 :14011.096895 344-60012.47 10-6 124.92-140-27.213108(t)工况三：车重按150t计算M (A)F =0F2(L1SL2G1(JSI-Ql(L1-S)-G2(L1SS20

12、sQl (L1) G (L1 -S) G2 (L1 S S2)F22L1 S L2150/8 (324 264/2) 59961 空 (324-122.47) 60012.5 址 (324 264 124.92)324 + 264 + 344= 9.23269(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需 要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数按1.5进行计算F22 = 1.5F2= 1.5 9.23269= 13.849035(t)M (0)F =0F22 344 G2 *124.92F22 344 P22 140 G2 12492=0140-61

13、3.849035 344-60012.47 10124.92= 33.97550916(t) "47弋玄=1舛_9i 门二孑rr A=?64L2=344324上图为制动钳的力学模型注：制动(外 G1)( Part Configuration -默认)的质量特性输出坐标系：-默认-密度=7800千克/立方米质量=59961.40克体积=7687358.66 立方毫米表面积=521618.46 平方毫米重心：（毫米）X = 122.47Y = 40.56Z = 49.00制动钳（内G2）（ Part Configuration -默认）的质量特性输出坐标系：-默认-密度=7800千克/立

14、方米质量=60012.47克体积=7693906.87 立方毫米表面积=527375.89 平方毫米重心：（毫米）X = -124.92Y = 40.76Z = 49.00（3）对内制动钳进行分析工况一：车重按100t计算（内制动钳）M(D)F =0G(L2-SJQl(L2S)G2© SL2) -F3馆 S L2) = 02SG (L2 -SJ Ql (L2) G2 (S2 s L2)L! SL259961.4 10-6 (344 -122.47) TOO/8 (344 号)60012.47 10-6 (124.92 264 3324264344= 6.45566 (t)通过大量的试

15、验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F31 = 1 .85 F3=1.856.45566=11.942971 （t）F 321 .5F3=1.56.45566二 9.68349(t)M (0)F =0 140 G2 124.92 - F31 324- 二 0 F31 324G2 *124.92-14011.942971 324-60012.47 10-6 124.92-140-27.585898(t)M (O)F =0P31131F32 140 G2 124.92 - F32 324 - -

16、 0F32 324-G2 *124.92140-69.68349 324-60012.47 10124.92140= 22.356814(t)工况二：车重按120t计算M (D)F =0SG1(L2-SJQl(L2-)G2(S2Sl_2)- F3(L1S|_2)= 0G1(L2-SOQl(L2f)G2(S2SL2)F3 二2L1S L26264659961.4 10-6 (344-122.47) 120/8 (344) 60012.47 10(124.92264 344)-7.72239(t)324 264 344通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为

17、动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F 31 = 1 .85 F 3=1.857.72239二 14 .2864215(t)F 32 - 1 .5 F 3-1 .57.72239二 11 .583585(t)M (0)F =0P31 *140 G2 124.92 - F31 324- = 0 门F31 324-G2 *124.92p31 =14014.2864215 324-60012.47 106 124.92-140= 33.00931292(t)M (O)F =0F32 324 - G2 124.92P,2 *140 G2 124.92 - F32 3

18、24- = 014011.583585 324-60012.47 10-6 124.92140-26.754177(t)工况三：车重按150t计算M(D)F = 0G1(L2- SJQl(L2-S)G2© SL2) - F3 (Li SL2) = 02G1 (L2 - Si) Ql (L2) G2 (S2 S L2)F32L! S L2-6264-659961.4 10(344 -122.47) 150/8 (344)60012.47 10(124.92264 344)=2324 + 264 + 344= 9.637626(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况

19、，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数按1.5进行计算F32 = 1.5F3= 1.5 9.637626-14.456439(t)M (O)F =0F32 324-G2 *124.92R2 訂40 G2 -124.92 - F32 324- 二 014014.456439 324-60012.47 106 124.92140= 33.4027819t) "47弋玄=1舛_911 二孑.S=?64L2=34牛J 2力47一344上图为制动钳的力学模型注：制动（外 G1）（ Part Configuration -默认）的质量特性输出坐标系：-默认-密度=78

20、00千克/立方米质量=59961.40克体积=7687358.66 立方毫米表面积=521618.46 平方毫米重心：（毫米）X = 122.47Y = 40.56Z = 49.00制动钳(内G2)( Part Configuration -默认)的质量特性输出坐标系：-默认-密度=7800千克/立方米质量=60012.47克体积=7693906.87 立方毫米表面积=527375.89 平方毫米重心：(毫米)X = -124.92Y = 40.76Z = 49.00(4)对外制动钳进行分析工况一：车重按100t计算(外制动钳)M(C)F =0Sf4(L1slag(L1sS)-Ql(L!Q-G

21、 山-二。F4 =G1 (L1 S S) Ql (L1 却 G2 (S2)Li S L259961.4 10-6(324264122.47)100/8 (324 空)60012.47 10-6 (324 -12324264344=6.174408 (t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F41 1.85F4-1.85 6.174408-11.4226548(t)F 42 = 1 .5 F 4 =1.56.174408二 9.261612(t)M (O)F =0F41 344-P

22、 140G 122.47=0 cF41 344-G *122.47I /、140-611.4226548 344-60012.47 10122.47140= 28.0145966(t)M (O)F =0F42 344-P42 140-G 122.47 =0_ F42 *344-G 122.47140_ 9.261612 344-60012.47 10-6 122.47匕2 :140二 22.704606(t)工况二：车重按120t计算M(C)F =0SF4 (L1 s LJ-G (L1 s v)-Ql (J(S)=o2F4G1 (L1 S S) QL (L1 多 G2 (L1-S2)L1 S

23、L26264659961.4 10-6(324264 122.47)120/8 (324)60012.47 10(324-124.92)324 + 264 + 344= 7.397583(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数分别按1.85和1.5进行计算F41 = 1.85F4= 1.85 7.397583 = 13.68552855(t)F 42 - 1 .5 F 4-1.57.397583=11.0963745 (t)M (O)F =0F41 344-P41 140-G 122.47=0F41 344

24、G 122.4714013.68552855 344 -60012.47 106 122.47140= 33.574801(t)M (O)F =0F42 344巳2 *140 G *122.47 = 0 F42 *344 G *122.47P42 :14011.0963745 344-60012.47 10-6 122.47-140= 27.21287929(t)工况三：车重按150t计算M(C)F =0F4 汇(J + S + R) _G 汉(J +S + 3) QlC 十号)_ 汉(L. _S2) = 0SG. (L| S S) Ql (L|) G2 (L| - S2)F42L. + S

25、+ L2659961.4 106(324264 122.47)150/8 (324264T)660012.47 106(324-124.92)324264344= 9.232348(t)通过大量的试验统计发现，P并不能完全反映运用中的实际情况，需要修正，在此设q1为动力附加系数加入其中。附加系数q1动力系数按1.5进行计算F42 = 1.5F4= 1.5 9.23234= 13.84851(t)M (O)F =0F42 344-P42 -140-G 122.47 =0F42 *344-G *122.47P|2 :1401384851 344-60012.47 106 122.47= 33.97

26、526938(t)考虑轴制动力时1若将此摩擦力矩转换到车轮中心的摩擦阻力矩即为一根车轴 时 B z =4 B =4up- （KN） （ 1）RBz 减速器作用在一根轴上的制动力（KN）P车轮受到的侧压力的u 制动轨和车轮间的摩擦系数r 被制动车轮单侧半边摩擦面积的形心到瞬时转动中心C点的距离R车轮直径2摩擦系数选择摩擦系数是公式（1）的重要参数，对减速器的制动力影响很大，其变化也特别大，也是减速器制动力波动的主要原因之一， 它随着制动轨和车轮接触面的表面粗糙度、油污程度以及相对速度等的不同而变化，根据相关文献资料和经验，取值范围为：0. 070. 17,通常设计一般取0.1或O. 11,其理由

27、就要考虑制定过程中最不利的情况即摩擦系数最低的安全些。所以此时我们的设计选择 0.17.3转换系数丄的计算R转换系数可依据以下计算公式计算出：1 ）先求出r2）再求出Rr数值有以下公式计算得出。r 已Ye2 (R-Xe)2式中 X e# .(R2二)3- (R2二a；)'-："；匚a：)3 3sYe 二丄3(R2-R2)(R1-a1)+3R2(a2-RJ-(a2-R3)6s其中S=号.R-a|ai222R - aiaiRi2- ai2R2+arctg=2 Ra22 2-a2R 2arctgRai2 2一 aiRi2+arctg 色2，尺222ai =R-ha2 = ai+b所

28、设计的车轮外半径R =420mm车轮内半径 Ri=355mm (345375mn)制动轨高度 h = 85mm制动轨宽度 b = 70mmai =R- h =355 mma2 = ai+b = 405 mm则得 r =i20.0 mm丄=0.286R(1)对外制动钳进行分析车重按loot计算，动了系数1.85 ,上面已经对p做出分析，且求出p = 27.54229568 t车重按100t计算，动了系数1.5，上面已经对p做出分析，且求出p = 22.32166748 t所以Bz =4 B =4up- (KN)RBZ1 = 4B = 4uP R=4 0.17 22.32166748 0.286=

29、 4.34411178(t)=4 0.17 27.54229568 0.286= 5.356425664(t) 车重按120t计算，动了系数1.85，上面已经对p做出分析，且求出p =33.0089t 车重按120t计算，动了系数1.5,上面已经对p做出分析，且求出p= 26.754057tBZ1 = 4B = 4uP R=4 0.17 33.0089 0.286= 6.41957(t)BZ2 = 4B = 4uPR=4 0.17 26.754057).286= 5.2 031 2t9 车重按150t计算，动了系数1.5,上面已经对p做出分析，且求出 p =33.4026757tBz2 =4B

30、 =4uP R=4 0.17 33.4026757 0.286=6.49615237(t)(2)对外制动钳进行分析一34A车重按100t计算，动了系数1.85，上面已经对p做出分析，且求出 p=28.015101t 车重按100t计算，动了系数1.5,上面已经对p做出分析，且求出 p=22.704816t所以Bz =4 B =4up- (KN)RBZ1 =4B =4uP 匚R=4 0.17 28.015101 0.286=5.4483768ft)BZ2 = 4B = 4uP 丄R=4 0.17 22.7048 1 0.286= 4.4 1 5 6326t) 6(9)车重按120t计算，动了系数

31、1.5,Bzi = 4B = 4uP R=4 0.17 33.5753278 0.286=6.5297297(t)车重按100t计算，动了系数1.85，上面已经对p做出分析，且求出 p =27.585898t(11)上面已经对p做出分析，且求出 p=27.213108tBz2 = 4B = 4uPR=4 0.17 27.2 1 31 0 8).28 6= 5.1 07356t11(10)车重按150t计算，动了系数1.5,上面已经对p做出分析，且求出 p =33.97550916tBZ2 =4B =4uP匸R-4 0.17 33.97550916 0.286-6.607557(t)(3)对内制动钳进行分析(12)车重按100t计算，动了系数1.5, 上面已经对p做出分析，且求出 p=22.356814t所以Bz =4 B =4up-RBZi =4B = 4uP R=4 0.17 27.585898 0.286二 5.36490544(t)(13) 车重按120t计算，动了系数1.85,(14) 车重按120t计算，动了系数1.5,B