漸開線凸輪軸轉角與制動蹄轉角幾何關系分析

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，依據漸開線的幾何特性，分析凸輪軸、滾輪和制動蹄運動關系，運用坐標系建立凸輪軸轉角與制動蹄轉角函數關聯，為制動間隙的設計參數提供理論計算依據。

關鍵詞：漸開線;凸輪軸;轉角;間隙

中圖分類號：U467? 文獻標識碼：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生轉角位移，制動器相關結構參數設計影響制動器制動間隙，進一步影響制動響應時間。本文分析研究凸輪軸轉角與制動蹄轉件幾何關系，研究轉角關系趨勢，為制動器結構參數設變對制動間隙影響提供理論依據。

2 轉角幾何關系

2.1 參數表示

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

2.2 初始狀態（h≥b）

ON表達式：

MN表達式：

則TK表達式：

設ON與水平方向夾角為α，則：

2.3 設制動蹄轉動角度β后制動凸輪軸轉動角度θ

如圖2滾輪中心N移動位置N1基準位置：

凸輪軸轉動角度：

3 參數實例計算

根據轉角函數關聯，以商用車用S形凸輪軸參數為例，計算制動過程凸輪軸轉角θ隨制動蹄轉角β遞增對應參數值，相應數值結果及變化趨勢如表。

4 結束語

本文通過對漸開線凸輪軸轉角與制動蹄轉角幾何關系分析，建立轉角函數關聯;為研究制動過程中轉角位移對應趨勢提供理論參考，對分析影響制動間隙結構參數提供計算依據，尤其對自動間隙調整臂保障制動間隙穩定提供設計基礎。