25-35 35-70 70-120 120-170
250-400 300-650 550-1000 600-1500
由根据表2-2选取对于车总质量分配ma1=7t-12t时，AP=550-1000 cm2 制动鼓半径R=D/2=420/2=210mm确定后，衬片的摩擦面积为AP=Rb? 初选?=100°初选AP=1000/2=500cm2
则b= AP/R?=238.1mm，根据ZBT24005—89选取b=240mm
3.1.3摩擦衬片起始角β0
一般将衬片布置在制动蹄的中央，即令β0=100°-β/2=100°-100°/2=50°
3.1.4 制动蹄支撑点位置坐标a和c
应在保证两蹄支撑端毛面不致互相干涉的条件下，使a尽可能大而c尽可能小。初步设计选a=0.8R=168mm, c=40mm
3.1.5 制动器中心到张开力F0作用线的距离e
在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离e尽可能大，以提高制动效能。初步设计时暂定e=0.8R=168mm
3.1.6 摩擦衬片的型号及摩擦系数?
选择摩擦片时不仅希望其摩擦系数要高些，更要求其热稳定性要好，受温度和压力的影响要小。不能单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求，后者对蹄式制动器是非常重要的。摩擦衬片的型号及性能如表3-3[3]
表3-3内张蹄式制动器衬片型号性能及用途
Tablet.3-3 Shoe brake linings Model Properties and Applications
产品规格 SY-1107 SY0204 SY-9002
硬度 摩擦系数
? （HBS） 0.39-0.45 0.36-0.42 0.38-0.43
20-50 20-50 20-50
适用范围
主要用于轿车等轻负荷车 主要用于中型载重汽车 主要用于重型载货汽车
由表3-3选取SY-9002规格选取摩擦衬片摩擦系数为0.4
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3.2鼓式制动器的计算
3.2.1 计算有一个自由度的紧蹄摩擦片的径向变形规律
除摩擦片因有弹性容易变形外，制动鼓、蹄片和支撑也有变形，所以计算法向压力在摩擦衬片上的分布规律比较困难。通常只考虑衬片径向变形的影响，其他零件变形的影响较小而忽略不计。
如图3-2。蹄片在张开力和摩擦力作用下，绕支撑销转动dr角，由于dr角很小，可认为∠A1B1B1′=90°，所以摩擦衬片表面的径向变形为
δ1=B1C1=A1B1Sin r1dr
OA1≈OB1=R A1B1/Sin α=R/Sin r δ1= R Sin αdr
由此公式可看出蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律。
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图3-2制动蹄片受力分析图 Fig3-2 Brake shoe stress analysis
3.2.2 计算蹄片上的制动力矩
制动转矩目前一般采用效能因数法或分析图解法计算，本书采用效能因数法计算。为此必需先求出制动蹄的效能因数，而后求制动力矩。设制动蹄的制动力矩和效能因数分别为T和Kt，输入张开力F，制动鼓半径为R，则
T?KtFR[3] ???????????????（3-1）
效能因数Kt是单位为1的系数。对于一定结构型式的制动蹄，只要已知制动鼓转向，制动蹄的主要几何参数的相对值（即这些参数与R之比）以及摩擦系数，该蹄的Kt即可确定。然后根据既定的F和R值求T。
（1）领蹄 假定蹄鼓之间的单位压力是沿周向均匀分布的，这一假定与实际情况相差较远，据此算出的制动力矩较实际数值大，根据上面的分析计算可知，蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律，根据数学推导得领蹄效能因数为Kt1
Kt1??/(Kcos??1)??????????（3-2）
?cos?sin?式中 ??h/R?(a?e)/R?(168?168)/210?1.6
K?f/R?a2?c2/R?173/210?0.822
?1?arcsinc?arcsinfca?c22?arcsin401682?402?13.4°
衬片包角?取为?，
??4sin???2??2/(??sin?)?1.1
?2??1?900?50o?13o?27°
??arctan(??sin?tan?)?12.51°
??sin???arctan??arctan0.4?21.80
????????21.80?12.5o?27o?7.3°
将以上所计算得到的数值代入式（3-2）中可得出Kt1?1.53
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（2）从蹄制动效能因数Kt2，其公式为
Kcos?`Kt2??/(?1)??????????（3-3）
?cos?sin?式中 ??h/R?(a?e)/R?(168?168)/210?1.6 K?f/R?a2?c2/R?0.822
ca?c22?1?arcsin??4sin?2c?arcsinf?13.4°
/(??sin?)?1.1
???2??2??1?900?50o?13o?27°
??arctan(??sin?tan?)?12.5°
??sin???arctan??arctan0.4?21.80 ????????21.80?7.6o?27o?41.2o
代入公式（3-3）Kt2?0.62
前面已经分析领从蹄中顶端推力F1=F2，则可得
Kt?Kt1?Kt2?1.53?0.62?2.1
对于凸轮张开机构，张开力F：
F?0.5Tf/B1 ????????????（3-4）
有前面所算数据所得Tf代入公式（3-4）中，便可得到F值为21360N。汽车制动力总和F与整车质量ma的百分比：
F/ma?21360/22000?100%?97%?60%
则可知该制动力符合标准。
根据以上计算后得到的Kt值，F值，以及已知的R值代入公式（3-1）中，最终到：
T?KtFR?2.1?21360?0.2?8971.2(N?m)
3.2.3检查制动蹄有无自锁
计算鼓式制动器，必须检查蹄有无自锁的可能。 如果f ﹤c′cosδ1 /(R1- c′Sinδ1) 就不会自锁。
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f=0.4
c′=(c2?a2)=(402?1682)?173.3mm 摩擦力的作用半径
R1?4R(cos?`?cos?``)(cos2??cos2?)?(2??sin2??sin2?)```2```2
?4?210(Cos27??Cos127?)(Cos2?27??Cos2?127?)2?(2???Sin2?127??Sin2?27?)2
=235.2mm 式中?`????2??0?400?arcsinc?400?140?260 `a?``????`?1000?260?126°
(cos2?`?cos2?``)o
?1?arctan[]?9.32```(2??sin2??sin2?)c`cos?1173.3?cos9.32??0.826?f?0.4 `(235.2?173.3?sin9.32)R1?csin?1所以制动器不会自锁，合格。
3.3 衬片磨损特性的计算
摩擦衬片(衬块)的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动鼓(制动盘)的材质及加工情况，以及衬计(衬块)本身材质等许多因素的影响。因此在理论上计算磨损性能极为困难。但试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。
从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能(动能和势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制功器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制功时间很短，实际上热量还来不及逸散到大气中。而被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片(衬块)磨损将越严重。对于盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器的衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。
各种汽车的总质量及其制动衬片(衬块)的摩擦面积各不相同，因面有必要用一种相对的量作为评价能员负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量耗散率，即每单位衬片(衬块)摩擦面积的每单仿时间耗散的能量。通常所用的计量单位为W/mm2。比能量耗散率有时也称为单位功负荷，或简称能量负荷。
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