CN113048169A

CN113048169A - 一种制动鼓结构

Info

Publication number: CN113048169A
Application number: CN202110341719.1A
Authority: CN
Inventors: 李�杰; 郝锌; 孙伟元; 聂采顺; 张锵; 李永放; 邓杰; 刘晓; 杜丽娟; 严旭东; 许兵宗; 刘平; 张熙; 刘辉; 吴小东; 陈海文; 廖舟; 赵鹏; 李超; 古川
Original assignee: Sichuan Jian'an Industrial Ltd
Current assignee: Sichuan Jian'an Industrial Ltd
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-06-29

Abstract

本发明涉及汽车制动系统技术领域，提供了一种制动鼓结构，包括一体铸造成型的制动鼓壳体；制动鼓壳体包括安装部和制动部，安装部与制动部之间设置有过渡部；制动部与过渡部的横截面形状均为圆环形；制动部的内表面为圆柱形的制动面；过渡部包括直筒段和渐变段，直筒段的一端与安装部连接；直筒段的另一端通过渐变段与制动部连接；渐变段的直径沿从直筒段向制动部的方向逐渐增大，并由渐变段的内外表面将直筒段与制动部的内外表面圆滑过渡连接。通过将过渡部设置为直筒段和渐变段，提高了制动鼓的刚度，进而降低了制动鼓在使用过程中的最大刚度变形量，保证制动鼓的最大刚度变形量小于理论设计值，进而防止出现制动抱死的现象。

Description

一种制动鼓结构

技术领域

本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其是一种制动鼓结构。

背景技术

制动鼓是汽车制动系统中主要的制动元件。汽车在制动时，通过刹车片和制动鼓内壁的摩擦作用来产生制动力。

图1中示出了现有的一种制动鼓结构，包括制动鼓壳体1；所述制动鼓壳体1为回转体结构，包括沿其轴向依次设置的安装部2、过渡部3和制动部4；所述安装部2为环形结构，安装部2上设置有若干个安装孔5；所述过渡部3为圆锥形结构，过渡部3的小端与安装部2连接，过渡部3的大端与制动部4连接；所述制动部4的内表面为圆柱形的制动面6。

但是这种结构的制动鼓在使用过程中，制动鼓的最大刚度变形量易超过理论设计值，进而出现制动抱死的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制动鼓结构，降低制动鼓在使用过程中的最大刚度变形量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制动鼓结构，包括一体铸造成型的制动鼓壳体；所述制动鼓壳体包括安装部和制动部，所述安装部与制动部之间设置有过渡部；所述安装部上设置有若干个安装孔；所述制动部与过渡部的横截面形状均为圆环形；所述制动部的内表面为圆柱形的制动面；

所述制动部的内径为D₁；其中，240mm≤D₁≤280mm；所述制动部的壁厚为T₁；其中，13mm≤T₁≤20mm；所述过渡部的壁厚为T₂；其中，10mm≤T₂≤T₁；所述制动部沿其轴向的长度为L₁，所述过渡部沿其轴向的长度为L₂；其中，1.3L₂≤L₁≤1.5L₂，40mm≤L₂≤ 50mm；

所述过渡部包括直筒段和渐变段，所述直筒段的一端与安装部连接；所述直筒段的另一端通过渐变段与制动部连接；所述渐变段的直径沿从直筒段向制动部的方向逐渐增大，并由渐变段的内外表面将直筒段与制动部的内外表面圆滑过渡连接；所述直筒段的内径为D₂；其中，200mm≤D₂≤230mm；所述直筒段的长度为l₃；其中，15mm≤l₃≤25mm。

进一步的，其中，255mm≤D₁≤265mm，210mm≤D₂≤218mm，11mm≤T₂≤12mm， 57mm≤L₁≤66mm，43mm≤L₂≤45mm，20mm≤L₃≤25mm。

进一步的，其中，D₁＝260mm，D₂＝214mm，T₂＝12mm，L₁＝62mm，L₂＝44mm， L₃＝22mm。

进一步的，所述渐变段的内表面包括相连接的第一内弧面和第二内弧面；所述第一内弧面与直筒段的内表面连接；所述第二内弧面与制动部的内表面连接；

所述渐变段的外表面包括相连接的第一外弧面和第二外弧面；所述第一外弧面与直筒段的外表面连接；所述第二外弧面与制动部的外表面连接。

进一步的，所述制动部包括沿其轴向依次设置、且内径相等的第一制动段、第二制动段和第三制动段；所述第一制动段与渐变段连接；所述第一制动段的外径小于或等于第二制动段的外径；所述第二制动段的外径小于第三制动段的外径。

进一步的，所述第三制动段的外端面的边缘处设置有以第三制动段的轴线为中心的环形定位台阶。

进一步的，所述第三制动段的外端面上设置有以第三制动段的轴线为中心的环形定位凹槽。

进一步的，所述环形定位凹槽的截面形状为正方形。

进一步的，所述直筒段与安装部之间圆滑过渡连接。

进一步的，所述安装孔的数量为六个；六个安装孔以制动鼓壳体的轴线为中心圆周均布设置在安装部上。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的一种制动鼓结构，通过将过渡部设置为直筒段和渐变段，提高了制动鼓的刚度，进而降低了制动鼓在使用过程中的最大刚度变形量，保证制动鼓的最大刚度变形量小于理论设计值，进而防止出现制动抱死的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有制动鼓壳体的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的制动鼓壳体的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的制动鼓壳体的局部放大图；

图4是对比例2提供的制动鼓壳体的结构示意图；

图5是对对比例1提供的制动鼓壳体进行分析后的刚度变形量图；

图6是对对比例2提供的制动鼓壳体进行分析后的刚度变形量图；

图7是对实施例1提供的制动鼓壳体进行分析后的刚度变形量图；

图8是对实施例2提供的制动鼓壳体进行分析后的刚度变形量图。

图中附图标记为：1-制动鼓壳体，2-安装部，3-过渡部，4-制动部，5-安装孔，6-制动面，7-加强筋，10-制动鼓壳体，11-安装部，12-制动部，13-过渡部，14-安装孔，15-制动面，16-直筒段，17-渐变段，18-第一内弧面，19-第二内弧面，20-第一外弧面，21-第二外弧面，22-第一制动段，23-第二制动段，24-第三制动段，25-环形定位台阶，26-环形定位凹槽。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图2是本发明实施例提供的制动鼓壳体的结构示意图，图3是本发明实施例提供的制动鼓壳体的局部放大图。

参见图2、图3，本发明实施例提供的一种制动鼓结构，包括一体铸造成型的制动鼓壳体 10；所述制动鼓壳体10包括安装部11和制动部12，所述安装部11与制动部12之间设置有过渡部13；所述安装部11上设置有若干个安装孔14；所述制动部12与过渡部13的横截面形状均为圆环形；所述制动部12的内表面为圆柱形的制动面15；

所述制动部12的内径为D₁；其中，240mm≤D₁≤280mm；所述制动部12的壁厚为T₁；其中，13mm≤T₁≤20mm；所述过渡部13的壁厚为T₂；其中，10mm≤T₂≤T₁；所述制动部12沿其轴向的长度为L₁，所述过渡部13沿其轴向的长度为L₂；其中，1.3L₂≤L₁≤1.5L₂， 40mm≤L₂≤50mm；

所述过渡部13包括直筒段16和渐变段17，所述直筒段16的一端与安装部11连接；所述直筒段16的另一端通过渐变段17与制动部12连接；所述渐变段17的直径沿从直筒段16向制动部12的方向逐渐增大，并由渐变段17的内外表面将直筒段16与制动部12的内外表面圆滑过渡连接；所述直筒段16的内径为D₂；其中，200mm≤D₂≤230mm；所述直筒段 16的长度为L₃；其中，15mm≤L₃≤25mm。

为叙述方便，下文中所称的“左”、“右”与附图本身的左、右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

参见图2、图3，所述制动鼓壳体10为回转体结构，采用铸造的方式一体成型。所述制动鼓壳体10的轴线水平设置，所述制动鼓壳体10包括从左向右依次设置的安装部11、过渡部13和制动部12。

所述安装部11用于安装在刹车盘上。所述安装部11为圆环形结构，且安装部11上设置有若干个贯穿安装部11的安装孔14。所述安装孔14用于供连接螺栓穿过以将安装部11与刹车盘连接在一起，所述安装孔14的数量和布置方式应根据连接螺栓的数量和布置方式而设置，在此不做具体的限定。例如，所述安装孔14的数量为六个；六个安装孔14以制动鼓壳体10的轴线为中心圆周均布设置在安装部11上。

所述过渡部13用于将安装部11与制动部12连接在一起。所述过渡部13上垂直于制动鼓壳体10轴线的横截面呈圆环形。优选的，所述过渡部13为等壁厚结构，也就是说，过渡部13各部位的壁厚相等。所述过渡部13包括从左向右依次设置的直筒段16和渐变段17。所述直筒段16的内外表面均为圆柱面。所述渐变段17的内外表面均为圆滑过渡的曲面，且沿从直筒段16向制动部12的方向，所述渐变段17的内径和外径均逐渐增大。

参见图2、图3，所述直筒段16的左端与安装部11连接。优选的，所述直筒段16与安装部11之间圆滑过渡连接。例如，所述直筒段16内表面的左端与安装部11右侧的表面之间通过圆弧过渡连接，所述直筒段16外表面的左端与安装部11左侧的表面之间通过圆弧过渡连接。

参见图2、图3，所述渐变段17的左端与直筒段16的右端连接，所述渐变段17的右端与制动部12的左端连接。例如，所述渐变段17的内表面包括相连接的第一内弧面18和第二内弧面19；所述第一内弧面18与直筒段16的内表面连接；所述第二内弧面19与制动部12 的内表面连接；所述渐变段17的外表面包括相连接的第一外弧面20和第二外弧面21；所述第一外弧面20与直筒段16的外表面连接；所述第二外弧面21与制动部12的外表面连接。这样就使得直筒段16的内表面通过渐变段17上的两个弧面与制动部12的内表面圆滑过渡连接，使得直筒段16的外表面通过渐变段17上的两个弧面与制动部12的外表面圆滑过渡连接。优选的，所述第一内弧面18与第二外弧面21的半径相等且均为R₁，所述第二内弧面19与第一外弧面20的半径相等且均为R₂。其中，R₁>R₂；优选的，R₁-R₂＝T₂。

所述制动部12的内表面为圆柱形的制动面15，该制动面15用于与制动蹄相配合，通过制动面15与制动蹄之间的摩擦而产生制动效果。所述制动部12包括沿其轴向依次设置、且内径相等的第一制动段22、第二制动段23和第三制动段24；所述第一制动段22与渐变段 17连接；所述第一制动段22的外径小于或等于第二制动段23的外径；所述第二制动段23的外径小于第三制动段24的外径。

参见图2、图3，所述第一制动段22的左端与渐变段17的右端圆滑过渡连接；所述第一制动段22左端的内径等于所述渐变段17右端的内径，所述第一制动段22左端的外径等于所述渐变段17右端的外径。作为一种实施方式，所述第一制动段22的外表面为左端小、右端大的圆锥面，所述第二制动段23的外表面为圆柱面，且第二制动段23的外径等于第一制动段22右端的外径，所述第三制动段24的外径大于所述第二制动段23的外径。这样就使得制动部12为从左向右逐渐加强的结构。当然，所述制动部12还可以为等壁厚结构，也就是说，制动部12各部位的壁厚相等，在此不做具体的限定。

参见图2、图3，所述第三制动段24的外端面的边缘处设置有以第三制动段24的轴线为中心的环形定位台阶25。所述第三制动段24的外端面上设置有以第三制动段24的轴线为中心的环形定位凹槽26。所述环形定位凹槽26的截面形状为正方形。当然，所述环形定位凹槽26的截面形状还可以为半圆形、三角形等其他形状，在此不做具体的限定。所述环形定位台阶25和环形定位凹槽26起定位作用，用于对安装在制动部12外端的盖板进行定位。

本发明实施例提供的一种制动鼓结构，通过将过渡部13设置为直筒段16和渐变段17，提高了制动鼓的刚度，进而降低了制动鼓在使用过程中的最大刚度变形量，保证制动鼓的刚度变形量小于理论设计值，进而防止出现制动抱死的现象。本发明实施例提供的制动鼓结构，尤其适用于以下尺寸的制动鼓壳体10，其中，255mm≤D₁≤265mm，210mm≤D₂≤218mm，11mm≤T₂≤12mm，57mm≤L₁≤66mm，43mm≤L₂≤45mm，20mm≤L₃≤ 25mm。

对比例1：

在CAE分析软件中对图1中示出的制动鼓壳体1进行建模，材质为HT250；建模尺寸为：制动部4的长度为L₁′＝62mm，制动部4的内径为D₁′＝260mm；过渡部3的长度为 L₂′＝44mm；过渡部3小端的内径为D₂′＝214mm；过渡部3的壁厚为T₂′＝11mm；安装部2的厚度为16mm；制动部4包括从左向右设置的第一制动段、第二制动段和第三制动段；第一制动段的长度为10mm，第一制动段的壁厚t₁′沿从左向右的方向由11mm逐渐增加至13mm；第二制动段的长度为32mm，第二制动段的壁厚为t₂′＝13mm，第三制动段的长度为20mm，第三制动段的壁厚为t₃′＝20mm。建模完成后，在制动载荷为10MPa的条件下对制动鼓壳体进行分析，其刚度变形量如图5所示。

对比例2：

图4中示出了对比例2的制动鼓壳体1的结构，图4中的结构与图1中的结构相比，区别仅在于在过渡部3的外表面圆周均布设置有若干个加强筋7。

在CAE分析软件中对图4中示出的制动鼓壳体1进行建模，材质为HT250；建模尺寸中，加强筋7的数量为10个，过渡部3上设置有加强筋7处的壁厚为15mm，过渡部3上未设置加强筋7处的壁厚为11mm，其余尺寸与对比例1的尺寸相同。建模完成后，在制动载荷为10MPa的条件下对制动鼓壳体进行分析，其刚度变形量如图6所示。

实施例1：

在CAE分析软件中对图2中示出的制动鼓壳体10进行建模，材质为HT250；建模尺寸为：制动部12的长度为L₁＝62mm，制动部12的内径为D₁＝260mm；过渡部13的长度为 L₂＝44mm；过渡部13的壁厚为T₂＝11mm；安装部11的厚度为16mm；直筒段16的内径为D₂＝214mm；直筒段16的长度为L₃＝22mm；第一制动段22的长度为10mm，第一制动段22的壁厚t₁沿从左向右的方向由11mm逐渐增加至13mm；第二制动段23的长度为32mm，第二制动段23的壁厚为t₂＝13mm；第三制动段24的长度为20mm，第三制动段24的壁厚为t₃＝20mm。建模完成后，在制动载荷为10MPa的条件下对制动鼓壳体进行刚度分析，其刚度变形量如图7所示。

实施例2：

在CAE分析软件中对图2中示出的制动鼓壳体10进行建模，建模尺寸为：制动部12的长度为L₁＝62mm，制动部12的内径为D₁＝260mm；过渡部13的长度为L₂＝44mm；过渡部13的壁厚为T₂＝12mm；安装部11的厚度为16mm；直筒段16的内径为D₂＝214mm；直筒段16的长度为L₃＝22mm；第一制动段22的长度为10mm，第一制动段22的壁厚t₁沿从左向右的方向由12mm逐渐增加至13mm；第二制动段23的长度为32mm，第二制动段23的壁厚为t₂＝13mm；第三制动段24的长度为20mm，第三制动段24的壁厚为t₃＝20mm。建模完成后，在制动载荷为10MPa的条件下对制动鼓壳体进行刚度分析，其刚度变形量如图8所示。

通过研究得出，在制动载荷为10MPa下，制动鼓壳体的最大刚度变形量的理论值应≤ 0.13mm，只有满足上述条件才能防止在使用时出现制动抱死的现象。下面结合图5至图8对上述对比例和实施例进行分析。

从图5中可以看出，在制动载荷为10MPa的条件下，对比例1提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量为0.18141mm，已超过最大刚度变形量的理论值。因此，对比例1提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量不满足使用要求，其在使用过程中易出现制动抱死的现象。

从图6中可以看出，在制动载荷为10MPa的条件下，对比例2提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量为0.15308mm，已超过最大刚度变形量的理论值。因此，对比例2提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量不满足使用要求，其在使用过程中易出现制动抱死的现象。

从图7中可以看出，在制动载荷为10MPa的条件下，实施例1提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量为0.11004mm，未超过最大刚度变形量的理论值。因此，实施例1提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量满足使用要求，其在使用过程中不会出现制动抱死的现象。

从图8中可以看出，在制动载荷为10MPa的条件下，实施例2提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量为0.081429mm，未超过最大刚度变形量的理论值。因此，实施例2提供的制动鼓壳体的最大刚度变形量满足使用要求，其在使用过程中不会出现制动抱死的现象。

通过对比例1-2可知，针对过渡部为圆锥形结构的制动鼓壳体，虽然通过在过渡部的外壁上设置加强筋可以降低制动鼓壳体的最大刚度变形量，但是制动鼓壳体在10MPa载荷下的最大刚度变形量仍然大于理论值，造成制动鼓壳体的最大刚度变形量不满足使用要求。

通过实施例1-2可知，只需将现有的圆锥形的过渡部变为直筒段+渐变段的结构，即使过渡部的壁厚不变，也能使制动鼓壳体在10MPa载荷下的最大刚度变形量小于理论值，使制动鼓壳体的最大刚度变形量满足使用要求，并且通过增加过渡部的壁厚，可进一步降低制动鼓壳体在10MPa载荷下的最大刚度变形量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种制动鼓结构，包括一体铸造成型的制动鼓壳体(10)；所述制动鼓壳体(10)包括安装部(11)和制动部(12)，所述安装部(11)与制动部(12)之间设置有过渡部(13)；所述安装部(11)上设置有若干个安装孔(14)；所述制动部(12)与过渡部(13)的横截面形状均为圆环形；所述制动部(12)的内表面为圆柱形的制动面(15)；

其特征在于，所述制动部(12)的内径为D₁；其中，240mm≤D₁≤280mm；所述制动部(12)的壁厚为T₁；其中，13mm≤T₁≤20mm；所述过渡部(13)的壁厚为T₂；其中，10mm≤T₂≤T₁；所述制动部(12)沿其轴向的长度为L₁，所述过渡部(13)沿其轴向的长度为L₂；其中，1.3L₂≤L₁≤1.5L₂，40mm≤L₂≤50mm；

所述过渡部(13)包括直筒段(16)和渐变段(17)，所述直筒段(16)的一端与安装部(11)连接；所述直筒段(16)的另一端通过渐变段(17)与制动部(12)连接；所述渐变段(17)的直径沿从直筒段(16)向制动部(12)的方向逐渐增大，并由渐变段(17)的内外表面将直筒段(16)与制动部(12)的内外表面圆滑过渡连接；所述直筒段(16)的内径为D₂；其中，200mm≤D₂≤230mm；所述直筒段(16)的长度为L₃；其中，15mm≤L₃≤25mm。

2.根据权利要求1所述的制动鼓结构，其特征在于，其中，255mm≤D₁≤265mm，210mm≤D₂≤218mm，11mm≤T₂≤12mm，57mm≤L₁≤66mm，43mm≤L₂≤45mm，20mm≤L₃≤25mm。

3.根据权利要求2所述的制动鼓结构，其特征在于，其中，D₁＝260mm，D₂＝214mm，T₂＝12mm，L₁＝62mm，L₂＝44mm，L₃＝22mm。

4.根据权利要求1、2或3所述的制动鼓结构，其特征在于，所述渐变段(17)的内表面包括相连接的第一内弧面(18)和第二内弧面(19)；所述第一内弧面(18)与直筒段(16)的内表面连接；所述第二内弧面(19)与制动部(12)的内表面连接；

所述渐变段(17)的外表面包括相连接的第一外弧面(20)和第二外弧面(21)；所述第一外弧面(20)与直筒段(16)的外表面连接；所述第二外弧面(21)与制动部(12)的外表面连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的制动鼓结构，其特征在于，所述制动部(12)包括沿其轴向依次设置、且内径相等的第一制动段(22)、第二制动段(23)和第三制动段(24)；所述第一制动段(22)与渐变段(17)连接；所述第一制动段(22)的外径小于或等于第二制动段(23)的外径；所述第二制动段(23)的外径小于第三制动段(24)的外径。

6.根据权利要求5所述的制动鼓结构，其特征在于，所述第三制动段(24)的外端面的边缘处设置有以第三制动段(24)的轴线为中心的环形定位台阶(25)。

7.根据权利要求5所述的制动鼓结构，其特征在于，所述第三制动段(24)的外端面上设置有以第三制动段(24)的轴线为中心的环形定位凹槽(26)。

8.根据权利要求7所述的制动鼓结构，其特征在于，所述环形定位凹槽(26)的截面形状为正方形。

9.根据权利要求1、2或3所述的制动鼓结构，其特征在于，所述直筒段(16)与安装部(11)之间圆滑过渡连接。

10.根据权利要求1、2或3所述的制动鼓结构，其特征在于，所述安装孔(14)的数量为六个；六个安装孔(14)以制动鼓壳体(10)的轴线为中心圆周均布设置在安装部(11)上。