摘 要

压路机是生活中很常见的一种器械，它是铺设道路所必需的设备之一。其制动器和其他大多数车辆区别不大，普遍采用的是鼓式制动器，其有着生产所需的消费低，使用中材料的损耗较小，方便拆换，制动效果好等优点。本文主要对其进行结构强度分析和计算，确保其在工作中的强度达标。主要工作有：

1. 对压路机以及制动器的原理发展进行介绍
2. 对制动器进行受力分析根据实例的数据计算出其所受的力
3. 对制动器进行建模以及有限元分析处理得出结论

最终得到结论，鼓式制动器结构强度大大满足不失效的要求。

关键词：压路机，制动器，有限元，原理

Strength Analysis and Calculation of Hydraulic Transmission

Roller Brake Structure

Abstract

The roller is a very common device in life and it is one of the necessary equipment for laying roads. The brakes are not much different from most other vehicles. Drum brakes are commonly used, which have the advantages of low consumption required for production, low loss of materials during use, easy replacement, and good braking effect. This paper mainly analyzes and calculates the structural strength to ensure its strength in work. The main work is:

1. Introduction to the development of the principle of the roller and brake

2. Perform force analysis on the brake. Calculate the force it receives based on the data of the example.

3. Modeling the brakes and finite element analysis to draw conclusions

It is finally concluded that the structural strength of the drum brake greatly meets the requirements for non-failure.

Keywords: road roller; brake;finite element; principle

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2文献综述 1

1.3主要工作 2

第二章 论文基础 3

2.1引言 3

2.2 振动压路机的简介 3

2.3有限元分析简介 6

第三章 鼓式制动器的常规计算 8

3.1引言 8

3.2鼓式制动器的受力分析 8

3.3计算所需的重要参数选择 8

3.4 计算实例 9

第四章 液压传动压路机制动器有限元分析 13

4.1引言 13

第五章 总结与展望 20

5.1总结 20

5.2展望 20

参考文献： 21

致谢 24

绪 论

1.1引言

随着科技和经济水平的不断的提高，汽车基本走进了每家每户，无论农村还是城市，都有着四通八达的道路，作为铺设公路的重要机械——压路机的重要性不言而喻，而制动器作为保证车辆器械行驶安全的重要部件，对结构强度有这一定的要求，由此，本课题研究对象为液压传动压路机制动器的强度分析和计算，通过查阅各种资料，作者发现，液压传动压路机使用的制动器一般是鼓式制动器。由于其是靠结构中的两块半圆形的蹄铁，挤压周围的铁鼓来进行减速刹车，所以它还有一个名字叫蹄型制动器，其结构又分为外箍式和内扩式这两种主要类别，本文研究对象为内张型的鼓式制动器。根据制动蹄样式的不同，内扩式中还可分为：自动加力型、二领蹄型、分蹄式，二从蹄式这几种，本文选取的参考材料为领从蹄式鼓式制动器。

1.2文献综述

20世纪70年代末，法国学者Machet. J.M也对振动压实系统进行了动力学理论分析，提出了分阶段振动压路机-土壤系统动力学模型，他认为在振动压实过程中，有振动轮与地面的接地工况，也有振动轮跳离地面的工况^[1]。该模型指出:振压系统有接地振压和跳振振压两种工况振动压实系统可近似为一个离耦的2自由度动力学模型描述^[2]。系统的第- -阶振型主要:反映了机架与减振器的特性，对减振效果影响较大，系统的第二阶振型主要反映了碾轮与土体的特性，并随土体性质及密实度的不同而变化，对压实效果影响较大^[3]。

2012年任朝_.晖，周世华，王靖在以土壤在塑性变形时，力与变形的关系特征作为基石,提出了非线性振动压路机模型，结合振动压路机，选择了合适的系统参数，计算出了系统的固有频率，并根据选取的值进行了不同激励频率下的数值模拟，根据振动压路机参数得出的实验数据，得到了非线性振动辊的系统响应特性，证实了这一系统模型的真实性，为振动压实研究提供了理论依据^[4]。 2018年，李世平，胡春华建立振动压路机-土体振动系统—二自由度动力学模型,用以研究压实工作中土体参数的变化与振动压路机压实效果的关系。对动力学模型进行求解,计算出土体在振动压路机压实过程中的振动轮瞬时位移和振动频率的解,并且利用SIMULINK软件对系统动力学模型进行仿真试验,仿真结果验证了本文所建立的动力学模型的合理性^[5]。同年，卢礼洋,周志立,李军采用分析力学中的拉格朗日能量法,建立了"整机-土壤"五自由度的动力学模型,分析研究了振荡压实系统在连耦工况下的时频响应特性^[6]。

2018年为了确定振动压路机压实速度与混合料压实效果之间的关系,刘洪海，刘腾，辛强，郑平安基于共振理论分析处于运动状态的压路机激振器与被压材料产生共振的充分条件和必要条件^[7];采用Burgers模型对压实过程中不同碾压阶段混合料的塑性应变和弹性应变进行研究,建立振动压路机的最佳速度数学模型^[8],得出最佳速度与设备尺寸参数、振动参数、铺层材料特性参数及压实过程参数之间的关系^[9]。

1.3主要工作与展望

本课题主要工作为:1．查阅毕业论文相关领域的资料，形成文献综述；2．阅读分析查阅的资料，了解压路机构造和压路机有关部件计算分析过程，并形成毕业设计有关压路机有关部件计算分析方面的具体计划；3．结合计算实例完成压路机有关部件计算分析模型和计算步骤；4．以上述工作为基础利用商业化分析软件或者手工或者编程进行压路机有关部件计算分析；5．进行压路机有关部件实际例子的计算分析结果比较；6. 撰写毕业论文。其中，第三步计划采用材料力学的方法进行强度分析计算，第四步，作者利用SolidWorks进行三维建模，之后采用ANSYS进行有限元分析。

液压驱动是现今比较主流的驱动形式，用液压传动控制制动器的制动，也是当下大多数器械采用的方法。它有着一定的优势同时也有不足，未来必定会出现更加完备方便的传动方式。同时，传统的鼓式制动器也存在着各种问题，比如摩擦衬片的摩擦损失，要定时的更换等等，以后或许会出现更加方便并且终身的制动方式。

第二章 论文基础

2.1引言

为了对液压传动压路机的制动器结构进行强度分析计算，需要对压路机的基本知识，制动器的工作原理。有限元分析的操作方法等有一定的了解，本章主要内容为本课题研究的一些基础工作的介绍，包括压路机的简介，起源与发展，工作原理等，和有限元分析软件ANSYS的大致介绍。

2.2 振动压路机的简介

振动压路机是用来压实各种需要变成平面的设施等的一种器械，主要应用于各种路面的铺设当中，是工程施工的重要的设备之一，是公路施工中必不可少的压实设备。

2.2.1压路机的分类与组成部分

压路机的分类。按钢筒分类，根据滚轮的分类，滚轮结构包括轻磨、槽磨和羊脚磨。轻磨的应用最为普遍，主要用于路面压实，采用机械或液压传动，可将整体的压力聚集到一个点上，针对性的碾平单独的目标，方便投入到沥青平道的铺平。按轮轴分类，可区别为：（1）一轴独轮（2）2轴对轮（3）2轴三轮（4）三轴轮这主要四种^[10]。

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