制動(dòng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

（威海）（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(yè)碼課程設(shè)計(jì)題目與任務(wù)書(shū)...……………………[2]課程設(shè)計(jì)過(guò)程……...…………………..[]課程設(shè)計(jì)心得、建議等……...…………………..[]參考文獻(xiàn)……...…………..[]教師評(píng)語(yǔ)及課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)語(yǔ)：成績(jī)：教師簽字：年月日（威海）（威海）“汽車設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(shuō)明書(shū)一份4、5、班級(jí)學(xué)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(guò)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D 72、制動(dòng)盤厚度h 73、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1 84、制動(dòng)襯塊工作面積A 8三、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。現(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(lái)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(lái)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(lái)就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來(lái)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(guò)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：195/65R15整車整備質(zhì)量：1313kg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(guò)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10～20mm，通風(fēng)式制動(dòng)盤厚度取20～50mm，較多采用20～30mm。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0.7～1.3μm，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1.47，4、制動(dòng)襯塊工作面積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1.6～3.5kg/cm2范圍內(nèi)選用。取摩擦塊的扇形圓心角為60°。A=π×R22×三、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0.8～0.9。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(lái)控制汽車的制動(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/重力G=13553.4N慣性力Fa=m×a=對(duì)后輪與地面接觸點(diǎn)取力矩為0有：F求得：F1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=μ×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：195×0.65×2+15×25.4故制動(dòng)力矩為1556.397N*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e在緊急制動(dòng)到停車的情況下，v2=0，并可認(rèn)為δ=1e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f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d=制動(dòng)管路壓力一般不超過(guò)10～12Mpa。已知制動(dòng)力矩M=1556.397N*mM=2ff為摩擦因數(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，按求得F故輪缸直徑dd≤49.08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V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；δi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dV一般S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(jiàn)的五種分路型式：1)一軸對(duì)一軸(Ⅱ)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Ⅱ型的管路布置最為簡(jiǎn)單，成本較低，目前