制動(dòng)器設(shè)計(jì)說明書

1、（威海） “汽車設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)基本信息學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)： 院 系 名 稱： 汽車工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)名稱： 汽車零部件設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年12月1日至12月18日 同組人姓名： 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容目錄 頁碼1、 課程設(shè)計(jì)題目與任務(wù)書 .22、 課程設(shè)計(jì)過程 . 3、 課程設(shè)計(jì)心得、建議等 . 4、 參考文獻(xiàn) . 教師評(píng)語及課程設(shè)計(jì)成績(jī) 評(píng)語： 成績(jī)： 教師簽字：年 月 日（威海） “汽車設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目： 標(biāo)致307轎車前制動(dòng)器設(shè)計(jì) 技術(shù)參數(shù)： 軸距2606,整備質(zhì)量1313設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、 裝配圖一張 2、 零件圖兩張 3、 說明書一份 4、 5、 班 級(jí) 學(xué)

2、 生 指導(dǎo)教師 教研室主任 2014年 月 日目錄前言5設(shè)計(jì)計(jì)算過程6一、整車尺寸6二、盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定71、制動(dòng)盤直徑D72、制動(dòng)盤厚度h73、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R184、制動(dòng)襯塊工作面積A8三、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算91、制動(dòng)鉗的安裝位置92、附著系數(shù)93、制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移94、前輪制動(dòng)力矩計(jì)算105、襯片磨損特性的計(jì)算106、比摩擦力117、制動(dòng)輪缸直徑d的確定118、制動(dòng)主缸直徑的確定129、制動(dòng)分路系統(tǒng)13參考文獻(xiàn)15東風(fēng)標(biāo)致307前制動(dòng)器設(shè)計(jì)前言制動(dòng)系統(tǒng)是汽車中最重要的系統(tǒng)之一。汽車制動(dòng)性能的好壞，將直接關(guān)系到汽車的行車安全和運(yùn)輸效率，在緊急情況下，良好的制動(dòng)性能，可以化

3、險(xiǎn)為夷，避免交通事故；在正常行駛時(shí)，良好的制動(dòng)性能，可以為汽車動(dòng)力性的充分發(fā)揮其保障作用，從而提高汽車的運(yùn)輸效率?，F(xiàn)代轎車的制動(dòng)器分為鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器兩大類型，它們各有同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動(dòng)器的轎車日益增多，尤其是中高級(jí)轎車，一般都采用了盤式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)主要有制動(dòng)性能穩(wěn)定，散熱性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是盤式制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高，摩擦襯塊的磨損量較大，所以其制造成本較高；而鼓式制動(dòng)器雖然散熱性和穩(wěn)定性都不如盤式制動(dòng)器，但是其效能較高，而且成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)型較好，所以汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前

4、輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。盤式制動(dòng)器由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤、制動(dòng)襯塊、制動(dòng)鉗、制動(dòng)鉗架、油管、分泵等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)，制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。 盤式制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。很多轎車采

5、用的盤式制動(dòng)器有平面式制動(dòng)盤、打孔式制動(dòng)盤以及劃線式制動(dòng)盤，其中劃線式制動(dòng)盤的制動(dòng)效果和通風(fēng)散熱能力均比較好。盤式制動(dòng)器沿制動(dòng)盤向施力，制動(dòng)軸不受彎矩，徑向尺寸小，制動(dòng)性能穩(wěn)定。所以首先根據(jù)標(biāo)致307車型的各參數(shù)，確定了其前輪制動(dòng)器的形式為盤式制動(dòng)。隨后進(jìn)行了其前輪盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。確定該制動(dòng)系的各參數(shù)，計(jì)算出盤式制動(dòng)器各零件的尺寸，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行校核，最終滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)計(jì)算過程一、整車尺寸總長(zhǎng)：4212mm總寬：1762mm總高：1531mm前懸：688mm軸距：2606mm后懸：716mm質(zhì)心坐標(biāo)：X：1030，Y：0，Z：578輪胎尺寸：195/65 R15整車整備質(zhì)量：1313k

6、g滿載質(zhì)量：1743kg二、盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定1、制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得到增加，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%79%。由于輪輞直徑為15英寸，換算成公制單位為381mm，381*74%=282mm。故取前制動(dòng)盤直徑為282mm。2、制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤厚度h對(duì)制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤厚度不宜取得很大；為了減少溫升，制動(dòng)盤厚度又不宜取得過小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤中鑄出通風(fēng)孔道。一般實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取1020mm，通風(fēng)式

7、制動(dòng)盤厚度取2050mm，較多采用2030mm。故本設(shè)計(jì)中取前通風(fēng)盤厚度為26mm。制動(dòng)盤的工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度公差為0.012mm，表面粗糙度為0.71.3m，兩摩擦表面的平行度公差不應(yīng)大于0.05mm，制動(dòng)盤的端面圓跳動(dòng)公差不應(yīng)大于0.03mm。3、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1推薦摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5。若此值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積較少，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。由于摩擦襯塊外半徑R2要略小于制動(dòng)盤半徑。故取外半徑為140mm，內(nèi)半徑取95mm，比值為1.47，小于1.5，滿足要求。4、制動(dòng)襯塊工作面

8、積A在確定盤式制動(dòng)器制動(dòng)襯塊工作面積A時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有汽車的質(zhì)量，推薦在1.63.5kg/cm2范圍內(nèi)選用。取摩擦塊的扇形圓心角為60。A=R22R1260360=55.37cm2。計(jì)算結(jié)果在推薦值46.89和102.58之間，故滿足要求。三、盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算1、制動(dòng)鉗的安裝位置 于軸前可以避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污；制動(dòng)鉗位于軸后可以使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷F減小。本設(shè)計(jì)中取制動(dòng)鉗位于軸前。2、附著系數(shù) 汽車在瀝青或混凝土（干）路面上滑動(dòng)附著系數(shù)為0.75，峰值附著系數(shù)為0.80.9。若允許汽車的前后車輪同時(shí)抱死，則采用滑動(dòng)附著系數(shù)計(jì)算；若裝有理想的制動(dòng)防抱死裝置來控制汽車的制

9、動(dòng)，則采用峰值附著系數(shù)計(jì)算。由于現(xiàn)代汽車都配備了ABS系統(tǒng)，故計(jì)算時(shí)采用峰值附著系數(shù)計(jì)算。3、制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移取全力制動(dòng)時(shí)地面摩擦系數(shù)為0.9，故最大減速度為8.82m/s2重力G=13553.4N慣性力Fa=ma=12198.06N對(duì)后輪與地面接觸點(diǎn)取力矩為0有：F12606=G2606-1030+Fa578求得：F1=10902.01N故全力制動(dòng)時(shí)前軸載荷為10902.01N4、前輪制動(dòng)力矩計(jì)算 已知制動(dòng)時(shí)前軸載荷F1，故地面對(duì)前軸的摩擦力為：f1=F1=9811.81N前軸制動(dòng)力為9811.8N，一個(gè)前輪的制動(dòng)力為4905.90N。標(biāo)致307采用的是195/65R15的輪胎，輪胎半徑為：1

10、950.652+1525.42=317.25mm故制動(dòng)力矩為1556.397 N*M5、襯片磨損特性的計(jì)算摩擦襯片的磨損受溫度、摩擦力、滑摩速度、制動(dòng)盤的材質(zhì)及加工情況，以及襯片本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。但實(shí)驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。各種汽車的總質(zhì)量及其制動(dòng)襯塊的摩擦面積不同，因而有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國(guó)常用的指標(biāo)是比能量耗散率。雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗散率為e1=ma(v12-v22)4tA1在緊急制動(dòng)到停車的情況下，v2=0，并可認(rèn)為=1，故e1=mav124tA1=131327.82

11、44.7355372=3.487據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，制動(dòng)初速速度乘用車為100km/h，盤式制動(dòng)器比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W/mm2。計(jì)算結(jié)果小于要求值，滿足要求。6、比摩擦力另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是襯塊單位摩擦面積的制動(dòng)摩擦力，稱為比摩擦力f0。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車輪制動(dòng)器的比摩擦力為f0=MRA=1556397117.511074=1.196計(jì)算結(jié)果小于許用值2.0，故滿足要求。7、制動(dòng)輪缸直徑d的確定制動(dòng)器對(duì)制動(dòng)塊施加的夾緊力F0與輪缸直徑d和制動(dòng)管路壓力p的關(guān)系為d=4F0(p)制動(dòng)管路壓力一般不超過1012Mpa。已知制動(dòng)力矩M=1556.397N*mM=2fF0Rf為摩擦因

12、數(shù)，F(xiàn)0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力，R為作用半徑，按平均半徑計(jì)算。求得F0=18922.76N故輪缸直徑dd49.08輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選?。℉G2865-1997），具體為19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。所以選取制動(dòng)輪缸直徑為45mm。8、制動(dòng)主缸直徑的確定第i個(gè)輪缸的工作容積為Vi=41ndi2i式中，di為第i個(gè)輪缸活塞的直徑；n為輪缸中活塞的數(shù)目；i為第i個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程。制動(dòng)主缸工作容積為輪缸制動(dòng)容積的和加上制動(dòng)軟管的變形容積。主缸活塞行程S0和活塞直徑d0為V

13、0=4d02S0一般 S0=（0.81.2）d0主缸的直徑應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，具體為19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。故選取主缸直徑為28mm。9、制動(dòng)分路系統(tǒng)為了提高制動(dòng)工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器的液壓管路分為兩個(gè)或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個(gè)回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動(dòng)作用。汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見的五種分路型式：1 ) 一軸對(duì)一軸()型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路；2 ) 交叉(X)型，前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路；3 ) 一軸半對(duì)半軸(HI)型，每側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一個(gè)回路；4 ) 半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型，兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器作用；5 ) 雙半軸對(duì)雙半軸(HH)型，每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。其中型的管路布置最為簡(jiǎn)單，成本較低，目前在各種汽車特別是在貨車上用的最廣泛。但這種型式若后制動(dòng)回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。直行制動(dòng)時(shí)任何一回路失效，剩余總制動(dòng)力都能保持正常