4 Расчет на прочность деталей тормозного механизма

4.1 Расчёт тормозной колодки

При торможении давление, оказываемое на педаль, передается тормозным колодкам, которые прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску и не дают ему вращаться. Соединенный с колесом тормозной барабан или тормозной диск под действием трения замедляет собственное вращение и снижает скорость вращения колеса.

Рассчитаем тормозную колодку на прочность шва наклёпа тормозной колодки и удельную нагрузку на тормозные накладки.

4.1.1 Расчет удельной нагрузки на тормозные накладки

,

где ΣF_нак- суммарная площадь тормозных накладок тормозной системы, м²;

G_a – вес автомобиля, Н.

Для автомобиля прототипа диаметр барабана 420 мм, а ширина накладки 100 мм, то найду площадь всех поверхностей накладок:

L_{барабана}=2πr_б=2*3,14*0,25=1.57 м;

L_{1накладки}= L_{барабана}* α/360^o=1.57*120/360=0.52 м;

S_{1 накладки}=L_{1накладки}*b=0.52*0.1=0.052 м²;

ΣF_нак= S_{1 накладки}*12=12*0.052=0,624 м².

=192307,69 H/м²=19.23 Н/см²,

Для проектируемого автомобиля диаметр барабана 420 мм, а ширина накладки 110 мм. Найду площадь всех поверхностей накладок:

L_{барабана}=2πr_б=2*3,14*0,25=1.57 м;

L_{1накладки}= L_{барабана}* α/360^o=1,57*120/360=0.52 м;

S_{1 накладки}=L_{1накладки}*b=0.52*0.11=0.0572 м²;

ΣF_нак= S_{1 накладки}*12=12*0.0572=0,6864 м².

Н/м²=17.48Н/см².

Полученные значения удельных нагрузок входят в пределы статистических данных для грузовых автомобилей равные 10…40 H/см².

4.1.2 Расчет прочности шва наклепа накладки тормозной колодки

Сила Рτ, пытающаяся сорвать накладку представляет собой касательную силу возникающую при контакте накладки с тормозным барабаном. Она будет находиться по формуле:

Диаметр заклепки d при действии на заклепку поперечной силы Рτ определяется расчетом ее на срез по следующей формуле:

;

,

Принимаю диаметр заклепки d=10 мм

Определим количество заклепок:

Принимаем количество заклепок n=16.

Проверим диаметр заклепки на смятие

;

допускаемое напряжения смятие,

- берем из справочника сталей и сплавов,

= 170 Н/мм² AL 1,

где s- наименьшая толщина наклепываемой накладки

d- диаметр клепки,

,

Полученное значение удовлетворяет условию.

Шаг заклепочного шва t :

T= 6d=6*10=60 мм.

Расположение заклепок до края шва:

e=(1,5-2)d=1.5*10=15 мм.

Расстояние между рядами заклепок:

е₁=(2-3)d=2*10=20 мм.

С учетом того что длина тормозной накладки равна 440 мм, а ее ширина 110 мм , и с учетом выше приведенных расчетов располагаю заклепки по поверхности накладки в 2 ряда, число заклепок на одной накладке равно 8 штукам.

4.2 Расчет удельной работы трения тормозного барабана

,

где А=m_аv²/2- кинетическая энергия автомобиля при максимальной скорости начала торможения автомобиля, считая что она полностью поглощается тормозным механизмом.

Рассчитаем данную величину сначала для автомобиля прототипа , а затем для проектируемого барабана.

,

.

Выше приведенные расчет входят интервал средних величин значения удельной работы для грузовых автомобилей 4…20 кДж/см².