EQ1041汽車制動系統(tǒng)的設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 摘 要 從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就起著決定性作用。汽車的制動系統(tǒng)種類很多，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣液混合式。液壓制動技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟的制動技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車上。 目前，汽車所用制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動器的主要優(yōu)點是在高速剎車時能迅速制動，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車 ,制動效能的恒定性好 ,便于安裝像 ABS那樣的高級電子設(shè)備。鼓式制動器的主要優(yōu)點是剎車蹄片磨損較少 ,成本較低 ,便于維修、由于鼓式制動器的絕對制動 力遠遠高于盤式制動器 ,所以普遍用于后輪驅(qū)動的卡車上，但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統(tǒng)，使其造價較高，故輕型車一般還是使用前盤后鼓式。 本 設(shè)計為前軸制動器采用浮動鉗盤式制動器，后軸制動器為領(lǐng)從蹄式鼓式制動器。制動驅(qū)動形式為液壓驅(qū)動形式，前后式（式）雙回路制動控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ：汽車；制動系統(tǒng)；制動器；設(shè)計；真空液壓 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 - II - ABSTRACT Born from the car, the vehicle braking system on the vehicles security plays a decisive role. The vehicle brake system have many types. The traditional type of braking system structure mainly mechanical, pneumatic, hydraulic, gas-liquid hybrid. Now hydraulic brake technology is the most mature and most economical technology, a nd applied to the most cars on present. Currently, almost cars are used in friction brakes that is the drum and the disc. The main advantage of disc brakes is at high speed braking rapidly, resist heat is better than drum brakes, brake performance constant, easy to install as advanced electronic devices like ABS.The main advantage of drum brakes, brake shoe wear small, low cost, easy maintenance, because the absolute braking power of drum brakes is far higher than disc brakes ,so drum brakes are widely used for rear-wheel drive truck, but because In order to improve the braking performance and increased power brake system must be added to make it cost more, so light vehicles generally or to use front disc， rear drum brake. The design for the front axle floating brake caliper disc brakes, rear brake for the leading shoe drum brakes from. Drive in the form of brake hydraulic drive form, before and after the type ( type) dual circuit brake control system. Key words： Brake； Parking Brake； Drum Brake； Disc Brakes； Hydraulic Drive黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘要 . Abstract . 第 1章 緒論 . 1 1.1 課題背景及目的 . 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 1 1.3 課題研究方法 . 2 1.4 本設(shè)計應(yīng)解決的難點 . 2 第 2章 總體設(shè)計方案 . 3 2.1 制動能源的選擇 . 4 2.2 駐車制動系 . 5 2.3 行車制動系 . 5 2.4 制動管路的布置及原理 . 5 2.4.1 制動管路的布置示意圖 . 5 2.4.2 制動原理和工作過程 . 6 2.5 制動器的結(jié)構(gòu)方案分析 . 7 2.6 本章小結(jié) .8 第 3章 制動系主要參數(shù)確定 . 9 3.1 基本參數(shù) . 9 3.2 同步附著系數(shù)的確定 . 9 3.3 制動器最大制動力矩確定 . 11 3.4 鼓式制動器的主要參數(shù)選擇 . 12 3.4.1 制動鼓直徑 D . 12 3.4.2 摩擦襯片寬度 b 和包角 . 12 3.4.3 制動器中心到張開力 P作用線和距離 e. 13 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3.4.4 動蹄支銷中心的坐標(biāo)位置 是 k 與 c . 13 3.4.5 摩擦片摩擦系數(shù) . 14 3.5 盤式制動器的主要參數(shù)選擇 . 14 3.5.1 制動盤直徑 D. 14 3.5.2 制動盤厚度 h. 14 3.5.3 摩擦襯塊外半徑 R2和內(nèi) 半徑 R1 . 14 3.5.4 摩擦塊工作面積 A . 15 3.6 本章小結(jié) .15 第 4章 制動器的設(shè)計與計算 . 16 4.1 制動器摩擦面的壓力分布規(guī)律 . 16 4.2 單 個制動器制動力矩計算 . 16 4.2.1 鼓式制動器制動力矩計算 . 16 4.2.2 盤式制動器制動力矩計算 . 19 4.3 駐車制動的制動力矩計算 . 19 4.4 制動襯片的耐磨性計算 . 20 4.5 制動距離的計算 . 22 4.6 本章小結(jié) .24 第 5章 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 . 25 5.1 制動驅(qū)動機構(gòu)的形式 . 25 5.2 分路系統(tǒng) . 25 5.3 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 . 26 5.3.1 制動輪缸直徑 d 的確定 . 26 5.3.2 制動主缸直徑 d0的確定 . 27 5.3.3 制動踏板力 FP. 27 5.3.4 制動踏板工作行程 SP . 28 5.3.5 制動主缸 . 29 5.3.6 制動力分配調(diào)節(jié)裝置的選取 . 29 5.4 真空助力器的設(shè)計計算 . 30 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5.5 制動器的主要結(jié)構(gòu)元件 . 31 5.5.1 制動鼓 . 31 5.5.2 制動蹄 . 31 5.5.3 摩擦襯（片）塊 . 32 5.5.4 制動底板 . 32 5.5.5 支承 . 32 5.5.6 制動輪缸 . 32 5.5.7 制動盤 . 33 5.5.8 制動鉗 . 33 5.5.9 制動塊 . 33 5.6 自動間隙調(diào)整機構(gòu) . 33 5.7 本章小結(jié) .34 結(jié)論 . 35 參考文獻 . 36 致謝 . 37 附錄 1 . 38 附錄 2 . 40買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 1 - 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 2 - 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 3 - 第 1 章 緒 論 1.1 課題背景及目的 汽車制動系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原 地或坡道上。因此，必須充分考慮制動系統(tǒng)的控制機構(gòu)和制動執(zhí)行機構(gòu)的各種性能，然后進行汽車的制動系統(tǒng)的設(shè)計以滿足汽車安全行駛的要求。據(jù)有關(guān)資料的介紹，在由于車輛本身的問題而造成的交通事故中，制動系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的 45%?？梢?，制動系統(tǒng)是保證行車安全的極為重要的一個系統(tǒng)。此外，制動系統(tǒng)的好壞直接影響車輛的平均車速和車輛的運輸效率，也就是保證運輸經(jīng)濟效益的重要因素。因此制動系統(tǒng)設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就起著決定性作用。汽車的制動系 統(tǒng)種類很多，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣液混合式。液壓制動技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟的制動技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車上。汽車液壓制動系統(tǒng)可以分為行車制動、輔助制動、伺服制動等，主要制動部件包括制動踏板機構(gòu)、真空助力器、制動主缸、制動軟管、比例閥、制動器和制動警示燈等。在制動系統(tǒng)，真空助力器、制動主缸和剎車制動器是最為重要的部分。目前，汽車所用都制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動器的主要優(yōu)點是在高速剎車時能迅速制動，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車 ,制動效能的恒定性好 ,便于安裝像 ABS那樣的高級電子設(shè)備鼓式制動器的主要優(yōu)點是剎車蹄片磨損較少 ,成本較低 ,便于維修、由于鼓式制動器的絕對制動力遠遠高于盤式制動器 ,所以普遍用于后輪驅(qū)動的卡車上。 鼓式制動器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器、雙從蹄式制動器。其制動效能依次降低，最低是盤式制動器；但制動效能穩(wěn)定性卻是依次增高，盤式制動器最高。也正是因為這個原因，盤式制動器被普遍使用。但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統(tǒng)，使其造價較高，故輕型車一般還是使用前盤后鼓式。汽車制動系至少 應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置。行車制動裝置用于使行駛中的汽車強制減速或黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 4 - 停車，并使汽車在下短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機構(gòu)常采用雙回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。駐車制動裝置用于使汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。駐車制動裝置應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動，以免其產(chǎn)生故障。 任何一套制動裝置均由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。行車制動是用腳踩下制動踏板操縱車輪制動器來制動全部車輪；而駐車制動則多采用手制動桿操縱利用車輪制動器進行制動 。利用車輪制動器時，絕大部分駐車制動器用來制動倆個后輪，行車制動和駐車制動這兩套制動裝置，必須具有獨立的制動驅(qū)動機構(gòu)，而且每車必備。行車制動裝置的驅(qū)動機構(gòu)分液壓和氣壓兩種型式。用液壓傳遞操縱力時還應(yīng)有制動主缸、制動輪缸以及管路；用氣壓操縱時還應(yīng)有空氣壓縮機、氣路管道、儲氣筒、控制閥和制動氣室等。 現(xiàn)代汽車由于車速的提高，對應(yīng)急制動的可靠性要求更嚴格，因此在中、高級轎車和部分輕型商用車上，多在后輪制動器上附加手操縱的機械式驅(qū)動機構(gòu)，使之兼起駐車制動和應(yīng)急制動的作用，從而取消了中央制動器。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā) 展，汽車防抱死制動系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，開始在汽車上普及。它是基于汽車輪胎與路面兼得附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。它能有效的防止汽車在應(yīng)急制動時由于車輪抱死使汽車失去方向穩(wěn)定性而出現(xiàn)側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力的危險，并縮短制動距離，從而提高了汽車高速行駛的安全性。 1.3 課題研究方法 根據(jù)課題內(nèi)容，任務(wù)要求深入了解汽車制動系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理；并收集相關(guān)緊湊型轎車制動系統(tǒng)設(shè)計資料；參考現(xiàn)有研究成果，并進行深入的學(xué)習(xí)和分析，借鑒經(jīng)驗；同時學(xué)習(xí)有關(guān)汽車零部件設(shè)計準則；充分學(xué)習(xí)和利用畫圖軟件，并再次學(xué)習(xí)機械制圖，畫出 符合標(biāo)準的設(shè)計圖紙，通過自己的研究分析；發(fā)揮自己的設(shè)計能力并通過試驗最終確定制動系統(tǒng)設(shè)計方案。 1.4 本設(shè)計的內(nèi)容 （ 1）確定制動系各參數(shù)，分析其制動性能。 （ 2）制動器的設(shè)計計算。 （ 3）液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算。 （ 4）制動系統(tǒng)圖紙設(shè)計。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 5 - 第 2 章 總體設(shè)計方案 汽車的制動性是汽車的主要性能之一。制動性直接關(guān)系到行使安全性，是汽車行使的重要保障。隨著高速公路迅速的發(fā)展和車流密度的日益增大，出現(xiàn)了頻繁的交通事故。因此，改善汽車的制動性始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的主要任務(wù)。 制動系的功用是使汽車以適當(dāng) 的減速度降速行使直至停車；在下坡行使時，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在原地或坡道上。 制動系至少應(yīng)有兩套獨立的制動裝置，即行車制動裝置和駐車制動裝置。前者用來保證前兩項功能，后者用來保證第三項功能。 設(shè)計汽車制動系應(yīng)滿足如下主要要求： （ 1）應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準和法規(guī)的規(guī)定； （ 2）具有足夠的制動效能，包括行車制動效能和駐車制動效能。行車制動能力是用一定制動初速度下的制動減速度和制動距離兩項指標(biāo)來評定的；駐坡能力是以汽車在良好路面上能可靠地停駐的最大坡度來評定的。詳見 QC/T239-1997； （ 3）工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路，當(dāng)其中一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的 30%。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)各自獨立。行車制動裝置都用腳操縱，其他制動裝置多為手操縱； （ 4）制動效能的熱穩(wěn)定性好。具體要求詳見 QC/T582-1999； （ 5）制動效能的水穩(wěn)定性好； （ 6）在任何速度下制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱穩(wěn)定性和方向穩(wěn)定性。有關(guān)方向穩(wěn)定性的評價標(biāo)準，詳見 QC/T239-1997； （ 7）制動踏板和手柄的位置和行程符合 人 -機工程學(xué)要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適、能減少疲勞； （ 8）作用滯后的時間要盡可能短，包括從制動踏板開始動作至達到給定制動效能水平所需的時間和從放開踏板至完全解除制動的時間； （ 9）制動時不產(chǎn)生振動和噪聲； （ 10）轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運動干涉，在車輪跳動或轉(zhuǎn)向時不會引起自行制動； （ 11）應(yīng)有音響或光信號等警報裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)制動驅(qū)動機件的故障和功能失效； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 6 - （ 12）用壽命長，制造成本低；對摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減少制動時飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維； （ 13）磨損后，應(yīng)有能消除 因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)。 本次設(shè)計采用前盤后鼓 ,液壓制動 , II式 (前后式 )雙回路制動控制系統(tǒng)。采用真空助力器 .其中鼓式制動器采用一般常用的領(lǐng)從蹄式 ,為一個自由度 .灰鑄鐵制動鼓。制動鼓內(nèi)徑尺寸參照專業(yè)標(biāo)準 QC/T309-1999制動鼓工作直徑及制動蹄片寬度尺寸系列選取。摩擦襯片寬度尺寸系列參照 QC/T309-1999。盤式制動器采用浮動鉗盤式 .制動盤直徑取輪輞直徑的 70%。通風(fēng)式制動盤厚度取 20mm。具體的制動系統(tǒng)設(shè)計計算過程依據(jù)汽車設(shè)計教材進行。 2.1 制動能源的選擇 經(jīng)過同多種類型的車輛比較，如下 表： 表 2.1 制動能源比較 供能裝置 傳能裝置 型式 制動能源 工作介質(zhì) 型式 工作介質(zhì) 氣壓伺服制動系 駕駛員體力 與發(fā)動機 動 力 空氣 液壓制動系 制動液 真空伺服制動系是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機提供壓縮空氣作為動力源，伺服氣壓一般可達 0.05 0.07MPa。 真空伺服制動系多用于總質(zhì)量在 1.1 1.35t以上的轎車及裝載質(zhì)量在 6t以下的輕、中型載貨汽車上；氣壓伺服制動系則廣泛用于裝載質(zhì)量為 612t的中、重型貨車以及極少數(shù)高級轎車上。 液 壓制動用 于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用滯后時間短，（ 0.1 0.3s） ；工作壓力高（可達 10 20MaP），因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機構(gòu)（或制動塊的壓緊機構(gòu)），而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量?。粰C械效率較高（液壓系統(tǒng)有自潤滑作用）。液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 7 - 的效能降低，甚至完全失效。液壓制動廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商用車上。 2.2 駐車制動系 制動系統(tǒng)用于使汽車可靠而無時間限制地停駐在一定位置甚至斜坡上，也有助于汽車在斜坡上起步。駐車制動系統(tǒng)應(yīng)采用機械式驅(qū)動機構(gòu)而不用液壓或氣壓式，以免其產(chǎn)生故障。 通過類比采用：手動駐車制動操縱桿、駐車制動杠桿作用于后輪。用后輪制動兼用駐車制動器。 后輪駐車制動：輪缸或輪制動器，（對領(lǐng)叢蹄制動器，只需附加一個駐車制動推桿和一個駐車杠桿即可）使用駐車制動時，由人搬動駐車制動操縱桿，通過操縱纜繩。平衡臂和拉桿（拉繩）拉動駐車制動杠桿使兩蹄張開。 2.3 行車制動系 制動系統(tǒng)用作強制行使中的汽車減速或停車，并使汽車在下 短坡時保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。其驅(qū)動機構(gòu)多采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，保證其工作可靠。 目前，盤式制動器已廣泛應(yīng)用于轎車，但除了在一些高性能轎車上用于全部車輪以外，大都只用作前輪制動器，而與后輪的鼓式制動器配合，以期汽車有較高的制動時的方向穩(wěn)定性。在貨車上，盤式制動器也有采用。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車全部負荷的 70%-80%，前輪制動力要比后輪大，后輪起輔助制動作用，因此為了節(jié)省成本，就采用前盤后鼓的制動方式。 2.4 制動管路的布置及原 理 II 式 (前后式 ): 前、后輪制動管路各成 獨立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分路型式，一條回路連接前橋 (軸 )車輪制動器 ,另一條回路連接后橋 (軸 )車輪制動器 ,如圖 1a)所示。前橋車輪制動器與后橋車輪制動器各用一個回路。其特點是管路布置最為簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸 (或單制動氣室 )鼓式制動器相配合，成本較低。在各類汽車上都有采用。通過分析， II 式 (前后式 )制動器結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，因此采用的就是 II 式 (前后式 )雙回路制動系。 2.4.1 制動管路的布置示意圖（ II型） 如下圖所示，為制動管路的布置示意圖。駕駛員通過踩制動踏板，給予制動主缸一個壓力，使得 制動主缸內(nèi)液體通過個管路到達制動輪缸。制動輪缸通過液壓給黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 8 - 予車輪制動力。 1.前輪制動器 2.制動鉗 3.制動管路 4.制動踏板 5.制動主缸 6.制動輪缸 7.后輪制動器 圖 2.1 液壓制動裝置示意圖 2.4.2 制動原理和工作過程 圖 2.2 制動系統(tǒng)工作原理 要使行使中的汽車減速，駕駛員應(yīng)踩下制動踏板，通過推桿和主缸活塞，使主缸內(nèi)的油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩個輪缸活塞推動兩制動蹄繞支撐銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，不旋 轉(zhuǎn)的制動蹄就對旋轉(zhuǎn)的制動鼓作用一個摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反。制動鼓將該力矩傳到車輪后，由于車輪與路面間有附著作用，車輪對路面作用一個向前的周緣力，同時路面也對車輪作用一個向后的反作用力，即制動力。制動力由車輪經(jīng)車橋和懸架傳給車架和車身，迫使整個汽車產(chǎn)生一定的減速度。制動力越大，制動減速度越大。當(dāng)放開制黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 9 - 動踏板時，復(fù)位彈簧將制動蹄拉回復(fù)位，摩擦力矩和制動力消失，制動作用即行終止。 2.5 制動器的結(jié)構(gòu)方案分析 制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。目前廣泛使用的是摩擦式制動器。 摩擦式制動器按 摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。 鼓式制動器形式的選用： 領(lǐng)叢蹄式制動器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游；前進、倒退行使的制動效果不變；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；便于附裝駐車制動驅(qū)動機構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動鼓之間的間隙。但領(lǐng)叢制動器也有兩蹄片的壓力不等（在兩蹄上的摩擦襯片面積相等的條件下），因而兩蹄片磨損不均勻、壽命不同的缺點。此外，因只有一個輪缸，兩蹄必須在同一驅(qū)動回路下工作。 鑒于以上的優(yōu)點，本設(shè)計采用液壓驅(qū)動的，由定位銷定位的一個自由度的非平衡式的領(lǐng)叢蹄式制動器。 盤式制動器的選用： 按摩擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同，盤式制動器可分為鉗盤式和全盤式兩類。鉗盤式根據(jù)制動鉗結(jié)構(gòu)的不同，分固定鉗式和浮動鉗式。對兩中類型進行比較，浮動鉗盤式具有如下優(yōu)點： 在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管，家之液壓缸；冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性?。怀杀镜?。所以，本設(shè)計采用浮動鉗式盤式制動器。 與鼓式制動器比較，盤式制動器有如下優(yōu)點： （ 1）熱穩(wěn)定性好，因無自行增力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式制動器更為均勻。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能 與蹄的中部接觸，從而降低了制動效能。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏； （ 2）水穩(wěn)定性好。制動襯塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而進水后效能降低不多；又由于離心力及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)； （ 3）制動力矩與汽車運動方向無關(guān)； （ 4）易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)具有較高的可靠性和安全性； （ 5）尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 10 - （ 6）壓力在制動襯塊的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻； （ 7）更換襯塊簡單容易； （ 8）襯塊與制動盤之間 的間隙?。?0.05 0.15mm），從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間； （ 9）易于實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。 盤式制動器的主要缺點： （ 1）難以完全防止污塵和銹蝕； （ 2）兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜； （ 3） 在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器； （ 4）因為襯塊工作面積小，所以磨損快，使用壽命低，敘需用高材質(zhì)的襯塊。 經(jīng)過對不同制動器優(yōu)、缺點的比較，參考同類型車，本設(shè)計采用前盤（浮動鉗式）后鼓（支承銷領(lǐng)叢蹄式）的制動系統(tǒng)。 2.6 本章小結(jié) 本 章確定了制動系統(tǒng)方案為行車制動系統(tǒng)采用液壓制動控制機構(gòu)，前 軸制動器為滑動鉗盤式制動器，后軸采用領(lǐng)從蹄式鼓式制動器。回路系統(tǒng)采用一軸對一軸式雙回路控制系統(tǒng)。駐車制動系統(tǒng)控制機構(gòu)為機械式，由鼓式制動器兼做駐車制動器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 11 - 第 3 章 制動系主要參數(shù)確定 3.1 基本參數(shù) 表 3.1 制動系主要參數(shù) 空載 滿載 汽車質(zhì)量 2230kg 4110kg 軸荷分配 前軸 1070.4kg 1233kg 后軸 1159.6kg 2877kg 質(zhì)心高度 hg0=850mm Hg1=750mm 軸距 3100 m 前制動器 浮動鉗盤式 后制動器 鼓式 領(lǐng)叢蹄式 3.2 同步附著系數(shù)的確定 汽車制動時，若忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則對任意角速度 0 的車輪，其力矩平衡方程為 0 ebf rFT 式中： fT 制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， Nm； bF 地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力， 又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反， N； er 車輪有效半徑， m。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 12 - 令 efrTF 稱之為制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力。 一般汽車根據(jù)前、后輪制動力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)和坡度等因素，當(dāng)制動力足夠時，制動過程出現(xiàn)前后輪同時抱死拖滑時附著條件利用最好。 任何附著系數(shù) 路面上前 后同時抱死的條件為（ =0.85）： GFF ff 21 ggff hL hLFF 1221式中： G-汽車重力； 1fF 前制動器制動力， N； 2fF 后制動器制動力， N； 1L 質(zhì)心到 前軸的距離， mm； 2L 質(zhì)心到后軸的距離， mm。 得： 1fF=1275N 2fF=1825N 一般常用制動器制動力分配系數(shù) 來表示分配比例 4112.021 ffFF 前、后制 動器制動力分配的比例影響到汽車制動時方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度。要確定 值首先就要選取同步附著系數(shù) 0 。一般來說，我們總是希望前輪先抱死（0）。根據(jù)有關(guān)文獻推薦以及我國道路條件，車速不高，所以本車型 0 取0.5 左右為宜。 由 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 13 - LhL g02 得 46.07 50 9 304 11 2.03 10 00 為 保證汽車制 動時的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率， ECE 的制動法規(guī)規(guī)定，在各種載荷條件下，轎車在 0.15 q 0.8，其他汽車在 0.15 q 0.3 的范圍內(nèi)，前輪應(yīng)先抱死；在車輪尚未抱死的情況下，在 0.15 0.8 的范圍內(nèi)，必須滿足q )2.0(85.01.0 。 3.3 制動器最大制動力矩確定 應(yīng)合理地確定前、后輪制動器的制動力矩，以保證汽車有良好的制動效能和穩(wěn)定性。 雙軸汽車前后車輪附著力同時被充分利用或前后車輪同時抱死的制動力之比為 69.075046.02170 75046.0930010221 gghL hLFF 通常上式的比值為轎車 1.3 到 1.6，貨車為 0.5 到 0.7。因此可知前后制動器比值符合要求 最大制動力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向力 成正比。計算公式如下 egf rhLLGT )( 2m a x1 m a xm a x2 11 ff TT 式中： 該車所能遇到的最大附著系數(shù) 0.85； er 車輪有效半徑為 360mm； 6935.63592936085.0)75085.0930(31004110)( 21 egm a nf rhLLGT 9 3 4 7.9 1 0 5 9 16 9 3 5.6 3 5 9 2 94 1 1 2.0 4 1 1 2.011 m a x12 fm anf TT 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 14 - 3.4 鼓式制動器的主要參數(shù)選擇 在有關(guān)的整車總布置參數(shù)和制動器的結(jié)構(gòu)形式確定以后，就可以參考已有的同類型、同等級汽車的同類制動器，對制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行初選。 3.4.1 制動鼓直徑 D 當(dāng)輸出力一定時，制動鼓的直徑越大，制動力矩也越大，散熱性能也越好。但止境的尺寸受到輪輞內(nèi)徑的限制，而且直徑的增大也使制動鼓的質(zhì)量增大，使汽車的非懸掛質(zhì)量增大，而不利于汽車的行駛平順性。制動鼓與輪輞之間應(yīng)有相當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙一般不小于 20 30mm,以利于散熱通風(fēng) ，也可避免由于輪輞過熱而損壞輪胎。由此間隙要求及輪輞的尺寸及渴求得制動鼓直徑的尺寸。另外， 制動鼓直徑與輪輞直徑之比 為 0 . 7 0 0 . 8 3rDD 根據(jù) QC/T309-1999制動鼓工作及制動蹄片寬度尺寸系列取 D=320mm， R=160mm。 3.4.2 摩擦襯片寬度 b 和包角 摩擦襯片的包角可在 900 1200 范圍內(nèi)選取，試驗表明，摩擦襯片包角在 9001200 時，磨損最小，制動鼓溫度也最低，且制動效能最高。再減小包角雖有利于散熱，但由于單位壓力過高將加速磨損。包角一般不宜大于 1200， 因過 大不僅不利于散熱，而且易使制動作永不平順，甚至可能發(fā)生自鎖。 摩擦襯片寬度較大可以降低單位壓力、減小磨損，但過大則不易保證與制動鼓全面接觸。通常是根據(jù)在緊急制動時使單位壓力不超過 2.5 M aP 的條件來選擇襯片寬度的。設(shè)計時應(yīng)盡量按摩擦片的產(chǎn)品規(guī)格選擇寬度值。另外，根據(jù)國外統(tǒng)計資料可知，單個鼓式制動器總的摩擦襯片面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大。而單個摩擦襯片的面積又決定與制動鼓的半徑，襯片寬度及包角。即 RbAp 式中，包角以弧度為單位，當(dāng)面積、包角、半徑確定后，由上式可以初選襯片寬度的尺寸。 制動器各蹄摩擦襯片總面積越大，制動時產(chǎn)生的單位面積正壓力越小，從而磨損也越小。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 15 - a、參考同類汽車選取， 一般 b/D=0.16 0.26,取 0.25，故 b=65mm b、取 領(lǐng)蹄 包角 1101從蹄 包角 1002360/)(21 += DbA p=320 3.14 65（ 100+110） /360= 36302mm2 c、摩擦襯片起始角0，一般將襯片布置在制動蹄的中央，即令： 40290 00 有時為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，將襯片相對于最大壓力點對稱布置，以改善制動效能和磨損的均勻性。 3.4.3 制動器中心到張開力 P 作用線和距離 e 在保證輪缸能夠布置于制動鼓內(nèi)的條件，應(yīng)使距離 e 盡可能大，以提高制動效能。初步設(shè)計可取 e=0.8R 故 e=128mm。 3.4.4 動蹄支銷中心的坐標(biāo)位置是 k 與 c 制動蹄支銷中心的坐標(biāo)尺寸 k 是應(yīng)盡可能地小 , 以不使兩制動蹄端毛面相碰擦為準，使尺寸 c 盡可能地大，設(shè)計可定 c=0.8R =128 mm, K 盡可能的小，以使 c 盡可能的大，初步設(shè)計取 k=22mm。 3.4.5 摩擦片摩擦系數(shù) 選擇摩擦片時不僅希望其摩擦系數(shù)要高些，更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。不能單獨地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對 摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性要求，后者對蹄式制動器是非常重要的。各種制動器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 0.3 0.5之間，少數(shù)可達 0.7。一般說來，摩擦系數(shù)越高的材料，其耐磨性越差。所以在制動器設(shè)計時并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的摩擦片材料溫度低于 250度時，保持摩擦系數(shù)在 0 .3 0.4已無大問題。因此，在假設(shè)的理想條件下計算制動器的制動力矩，取 0.3可使計算結(jié)果接近世紀。另外，在選擇摩擦材料時應(yīng)盡量采用減少污染和對人體無害的材料。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 16 - 3.5 盤式制動器的主要參數(shù)選擇 3.5.1 制動盤直徑 D 制 動盤直徑 D應(yīng)盡量取大些，這樣，制動盤的有效半徑增大，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。通常 D=0.70 0.79Dr，本車總質(zhì)量 不 大于 2噸，取上限，即 74.32079.0 = rDD 因此 D =320mm 3.5.2 制動盤厚度 h 制動盤厚度對制動盤的質(zhì)量和溫升有影響。為使質(zhì)量小些，厚度不宜太大，為了減少溫升，厚度又不宜過小。因此，參考同類型車，取為 20mm,通風(fēng)式，增大散熱。 3.5.3 摩擦襯塊外半徑 R2 和內(nèi)半徑 R1 參考同類車型，選取摩擦襯 塊 的內(nèi)外半徑分別為： mmR 1001 = ， mmR 1502 平均半徑為 2 21 RRRm += 有效半徑為 )(3)(22 21223132RRRRfNTR fe = )2()(134 2121212RRRRRR +=)2 1 0 01 5 0()1 0 01 5 0( 1 0 01 5 0134 2 += =126.66 令 mRR 21 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 17 - 則有 me RmmR )1(1342選取半徑滿足式eRmR66.015010021 RRm 0.65 滿足要求即 m值小于 0.65。 3.5.4 摩擦襯塊工作面積 A 在確定盤式制動器制動襯塊的工作面積時， 根據(jù)制動襯快單位面積占有的汽車質(zhì)量， 推薦在 1.6 3.5kg/ 2cm , A =120cm2。 3.6 本章小結(jié) 本章確定了制動器的基本參數(shù)，首先計算出制動力分配系數(shù)及同步附著系數(shù)，然后進一步 確定制動器的最大制動力矩，確定了鼓式制動器的主要參數(shù)，包括制動鼓直徑、摩擦襯片寬度及包角、制動器中心到張開力作用線的距離、制動蹄支撐銷中心的位置、摩擦片的摩擦系數(shù)，盤式制動器主要參數(shù)包括制動盤直徑、制動盤厚度、摩擦襯塊內(nèi)外半徑和工作面積。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 18 - 第 4 章 制動器的設(shè)計與計算 4.1 制動器摩擦面的壓力分布規(guī)律 從前面的分析可知，制動器摩擦材料的摩擦系數(shù)及所產(chǎn)生的摩擦力對制動器因數(shù)有很大的影響。掌握制動蹄表面的壓力分布規(guī)律，有助于正確分析制動器因數(shù)。在理論上對制動蹄摩擦面的壓力分布規(guī)律作研究時，通常作如下一些假定： （ 1）制動蹄、鼓為絕對剛性； （ 2）在外力作用下，便行僅發(fā)生在摩擦襯片上； （ 3）壓力與變形符合胡克定律。 對于繞支承銷轉(zhuǎn)動的制動蹄，制動蹄片上的壓力符合正弦分布。 4.2 單個制動器制動力矩計算 4.2.1 鼓式制動器制動力矩計算 4.2.1.1 制動蹄的效能因數(shù) 制動器效能因數(shù)，表示制動器的效能，其實質(zhì)是制動器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評比不同結(jié)構(gòu)形式的制動器的效能 領(lǐng)蹄： 1TBF = )1(acRffah=0.6486 從蹄： 2TBF = )1(acRffah=0.5581 則 BF= 1TBF + 2TBF =1.2067 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 - 19 - 4.2.1.2 同一制動器各蹄產(chǎn)生的制動力矩 在計算鼓式制動器時，必須建立制動蹄對制動鼓的壓緊力與所產(chǎn)生的制動力矩之間的關(guān)系，其計算公式如下 對于增勢 蹄： m a x ( 2 s i n 2 s i n 2 ) / 4xF P b R m a x ( c o s 2 c o s 2 ) / 4yF P b R 其中 ： 110 130 20 maxP為壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力。 )2s i n2s i n2()2c o s2sa r c t a n ( c o 22 += 22 )202s i n1 3 02s i n91.12()1 3 02c o s202sa r c t a n ( c o += 1719.0arctan 075.9 221 )2s i n2s i n2()2c o s2( c o s/)c o s( c o s4 += R 22 )202s i n1302s i n9.12()1302c o s202( c o s/)130c o s20( c o s1604 =182.63 對于減勢 蹄： m a x ( 2 s i n 2 s i n 2 ) / 4xF P b R m a x ( c o s 2 c o s 2 ) / 4yF P b R 式中 ： 100 130 30 maxP 為壓力分布不均勻時蹄片上的最大壓力。 )2s i n2s i n2()2c o s2sa r c t a n ( c o 22 )302s i n1 3 02s i n9.12()1 3 02c o s302sa r c t a n ( c o