漸開線凸輪軸轉(zhuǎn)角與制動蹄轉(zhuǎn)角幾何關(guān)系分析

喬冠朋 周丹

摘 要：文章研究商用車使用漸開線凸輪軸鼓式制動器，依據(jù)漸開線的幾何特性，分析凸輪軸、滾輪和制動蹄運(yùn)動關(guān)系，運(yùn)用坐標(biāo)系建立凸輪軸轉(zhuǎn)角與制動蹄轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)聯(lián)，為制動間隙的設(shè)計參數(shù)提供理論計算依據(jù)。

關(guān)鍵詞：漸開線;凸輪軸;轉(zhuǎn)角;間隙

中圖分類號：U467? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2019）12-140-02

Abstract： This paper studies the use of involute camshaft drum brakes in commercial vehicles. According to the geometric characteristics of involute， the relationship between camshaft， roller and brake shoe is analyzed. The coordinate system is used to establish the camshaft angle and brake shoe angle function. Correlation provides a theoretical basis for the design parameters of the brake gap.

Keywords： involute; camshaft; corner; gap

1 引言

目前市場上商用車氣壓鼓式制動器主要采用漸開線S形凸輪軸，漸開線函數(shù)曲線凸輪軸可保證凸輪輪廓對制動蹄端滾輪的促動力為定值。制動過程是凸輪軸與制動蹄產(chǎn)生轉(zhuǎn)角位移，制動器相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計影響制動器制動間隙，進(jìn)一步影響制動響應(yīng)時間。本文分析研究凸輪軸轉(zhuǎn)角與制動蹄轉(zhuǎn)件幾何關(guān)系，研究轉(zhuǎn)角關(guān)系趨勢，為制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)變對制動間隙影響提供理論依據(jù)。

2 轉(zhuǎn)角幾何關(guān)系

2.1 參數(shù)表示

如圖1所示，以制動中心為0點(diǎn)建立平面坐標(biāo)系，M為基圓為φd（φd=2r）的漸開線S形凸輪軸轉(zhuǎn)動中心，N為直徑為φD（φD=2R）的滾輪轉(zhuǎn)動中心，O為制動蹄轉(zhuǎn)動中心;凸輪軸與滾輪接觸切點(diǎn)為K，T為NK與漸開線基圓的切點(diǎn)。

2.2 初始狀態(tài)（h≥b）

ON表達(dá)式：

MN表達(dá)式：

則TK表達(dá)式：

設(shè)ON與水平方向夾角為α，則：

2.3 設(shè)制動蹄轉(zhuǎn)動角度β后制動凸輪軸轉(zhuǎn)動角度θ

如圖2滾輪中心N移動位置N1基準(zhǔn)位置：

凸輪軸轉(zhuǎn)動角度：

3 參數(shù)實(shí)例計算

根據(jù)轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)聯(lián)，以商用車用S形凸輪軸參數(shù)為例，計算制動過程凸輪軸轉(zhuǎn)角θ隨制動蹄轉(zhuǎn)角β遞增對應(yīng)參數(shù)值，相應(yīng)數(shù)值結(jié)果及變化趨勢如表。

4 結(jié)束語

本文通過對漸開線凸輪軸轉(zhuǎn)角與制動蹄轉(zhuǎn)角幾何關(guān)系分析，建立轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)聯(lián);為研究制動過程中轉(zhuǎn)角位移對應(yīng)趨勢提供理論參考，對分析影響制動間隙結(jié)構(gòu)參數(shù)提供計算依據(jù)，尤其對自動間隙調(diào)整臂保障制動間隙穩(wěn)定提供設(shè)計基礎(chǔ)。