現(xiàn)代SUV汽車前后制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、吉林大學(xué)珠海學(xué)院畢 業(yè) 論 文論現(xiàn)代SUV汽車前后制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 別： 國際貿(mào)易與金融系 專 業(yè) 名 稱： 國際貿(mào)易 學(xué) 生 姓 名： 張三 學(xué) 號： 7510891 指導(dǎo)教師姓名、職稱： 李四 教授 完成日期：2017年 月 日摘要 制動系統(tǒng)是汽車的重要組成部分之一，而組成汽車制動系統(tǒng)的又一關(guān)鍵性部件是制動器?，F(xiàn)在的汽車中前輪廣泛采用盤式制動器，后輪廣泛采用鼓式制動器。本次設(shè)計(jì)首先介紹了研究的目的意義及國內(nèi)外制動器的發(fā)展現(xiàn)狀，接下來對制動器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)我國各大汽車制造廠的一般研發(fā)新型制動器的流程，加以結(jié)合理論設(shè)計(jì)的要求。首先設(shè)計(jì)的這款汽車采用前盤后鼓是制動器，接下來對盤

2、式制動器和鼓式制動器進(jìn)行計(jì)算，比如確定內(nèi)徑尺寸、摩擦襯片以及制動性能的校核計(jì)算。在計(jì)算了重要數(shù)據(jù)之后，利用CAD軟件繪制制動器的裝配圖。關(guān)鍵詞：現(xiàn)代汽車；制動器；前盤后鼓式制動器AbstractThe braking system is one of the important part of automobile braking system, and another key part of automobile brake system is the brake. Now the front wheel is widely used in car disc brake, widely us

3、ed in the rear drum brake. The purpose of this design first introduced the research significance and the brake development present situation at home and abroad, the design for the brake is calculated. In the design process, according to our country each big automobile manufacturer is developing new

4、brake process, combining theoretical design requirements. First design of the vehicle adopts front coil is after the drum brake, the next was carried out on the brake disc and drum brake calculation, such as to determine the diameter size, friction lining and brake performance check calculation. Aft

5、er calculating the important data, using CAD software rendering brake assembly drawing. Keywords：Hyundai Motor; Brakes; Front disc and drum brakes目錄摘要I1 緒論1 1.1研究的目的和意義1 1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1 1.3 制動器的組成22 制動器的結(jié)構(gòu)形式及選擇3 2.1 鼓式制動器42.2 盤式制動器4 2.3 本章小結(jié)53 制動器主要參數(shù)的確定8 3.1 整車參數(shù)9 3.2 鼓式制動器10 3.2.1制動鼓內(nèi)徑10 3.2.2摩擦襯片10 3

6、.2.3襯片起始角11 3.2.4其他參數(shù)的計(jì)算11 3.3 盤式制動器15 3.3.1制動盤直徑15 3.3.2制動盤的厚度15 3.3.3摩擦襯塊內(nèi)外半徑15 3.3.4襯塊工作面積16 3.4 本章小結(jié)184 性能的核對計(jì)算19 4.1 鼓式制動器的校核計(jì)算18 4.2 盤式制動器的校核計(jì)算20 4.3制動器的熱容量和溫升的核算20 4.4 本章小結(jié)20結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致 謝241 緒論1.1研究的目的和意義如果制動系統(tǒng)不工作，對司機(jī)和乘客都會感到不舒適，甚至嚴(yán)重危機(jī)人的生命安全。隨著社會的發(fā)展，汽車市場上的汽車數(shù)量和種類增加，使得交通事故越來越受人們的關(guān)注，與此同時(shí)行車安全問題已成

7、為世界想徹底攻克的問題，無論是外國還是中國都在進(jìn)行著安全試驗(yàn)。一旦發(fā)生車禍，不僅損失的是車這個(gè)本體，你的生命也會受到傷害，生命要比轎車更為有價(jià)值。因此我們要從事情的重要程度來全面考慮，不僅要在交通事故發(fā)生后，才想到來找故障原因，那是沒有任何意義的，而且更重要的是幫助駕駛員避免事故的發(fā)生，前提是要在愉快和舒適的駕駛條件下實(shí)現(xiàn)。大家在日常生活中，使用最多的交通工具可能就是汽車了，因?yàn)樗芊奖?，也很快捷，所以我們才會看到路面上出現(xiàn)了越來越多的汽車。那么伴隨而來的交通事故也變得越來越多，越來越慘烈。而且由于社會的進(jìn)步與發(fā)展，車速的提高也為交通安全問題帶來了很大的麻煩，為了使汽車和行人的越來越安全，就會

8、對汽車的制動系統(tǒng)變得越來越優(yōu)化。因?yàn)橹苿酉到y(tǒng)是汽車安全性的一個(gè)重要參數(shù)。所以制動器的設(shè)計(jì)是非常重要的也是非常有意義的，它的好壞能直接影響到人類的交通安全和運(yùn)輸速率。行車安全旳一個(gè)重要因素就是保證制動系統(tǒng)旳正常運(yùn)行。同時(shí)，制動系統(tǒng)旳正常運(yùn)行也是運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性環(huán)節(jié)中旳重要一環(huán)。行車安全旳一個(gè)重要因素就是保證制動系統(tǒng)旳正常運(yùn)行。同時(shí)，制動系統(tǒng)旳正常運(yùn)行也是運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性環(huán)節(jié)中旳重要一環(huán)。因此，制動系統(tǒng)在整個(gè)汽車當(dāng)中汽車功不可沒的作用。本次設(shè)計(jì)依托autoCAD進(jìn)行二維圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觯瑥亩O(shè)計(jì)出性能好且適合小型SUV汽車前后輪的制動器。1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 科學(xué)在發(fā)展，社會在進(jìn)步。汽車工業(yè)為了趕

9、上時(shí)代的變化，也在不斷地創(chuàng)新也發(fā)展。目前而言，汽車工業(yè)發(fā)展的問題有如下幾個(gè)方面：經(jīng)濟(jì)化、速度化、安全性、可靠性。本次設(shè)計(jì)著重對安全性與可靠性的問題進(jìn)行了深刻的研究。大家都知道，現(xiàn)在社會經(jīng)濟(jì)在不斷地進(jìn)步，那么社會需求也會變得越來越苛刻，人們所追求的汽車速度也在不斷的提升。那么，伴隨而來的就是汽車安全問題，汽車速度提高了，安全隱患也在加大，本次設(shè)計(jì)就是針對安全隱患進(jìn)行了深刻的研究。汽車的安全性大多數(shù)是通過制動結(jié)構(gòu)和制動效果來決定的。汽車在面對有障礙物或者行人時(shí)，必須要在短時(shí)間內(nèi)使車輛進(jìn)行減速甚至達(dá)到停車的目的。所以對制動器的研究是必不可少的。同時(shí)由于技術(shù)和成本原因想要普及前盤后盤的形式還需一個(gè)長期

10、過程。目前國內(nèi)只有中高檔城際大客車普遍使用盤式制動器，鼓式制動器造價(jià)便宜，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。高速公路的發(fā)展，表示社會的經(jīng)濟(jì)在迅速上升。但高速行車和車輛的增多，頻繁的發(fā)生交通事故。因而，如今汽車研發(fā)中一項(xiàng)非常引人關(guān)注的問題是確保行駛安全。對汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及制動性能有逐步提高的趨勢。汽車拐彎通過不同路面或會車時(shí)，都必須使車速降低，并且看到障礙物、行人和車輛時(shí)，立刻以最短的時(shí)間內(nèi)，最短距離內(nèi)將速度放緩，直至駐車停止。如果汽車不具有這樣的特性，因而不可以高速行駛。汽車要下坡時(shí)，依據(jù)重力的促動，出現(xiàn)持續(xù)加速至危險(xiǎn)的程度趨勢，應(yīng)立刻將速度保持在一定的安全值內(nèi)，且要穩(wěn)定行駛。在2015年召開的全國公安交通

11、管理工作會議透露的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字，2015年，全國發(fā)生多起交通事故，死亡、受傷群眾難以統(tǒng)計(jì)。以貨車的交通事故中，最主要因素就是汽車機(jī)械出現(xiàn)問題，并且各種汽車機(jī)械問題中，制動失效占據(jù)非常高的比例。我國對制動系統(tǒng)的研究還只在發(fā)展階段，主要還是從機(jī)械方面入手，有幾家專門做制動的公司都是局限在買技術(shù)的現(xiàn)狀，和其他企業(yè)一起開發(fā)。而國外就更為成熟，例如德國的轎車，它的制動系統(tǒng)無論是硬件還是軟件都是自主開發(fā)。投入很大的物力和人力來做實(shí)驗(yàn)，技術(shù)已經(jīng)很成熟了。據(jù)我所知的德國瓦布科公司再很久的時(shí)候就開始有了關(guān)于制動的先進(jìn)技術(shù)，所以現(xiàn)在才能立足于世界汽車制動配件的行業(yè)，年產(chǎn)量大概在70萬，在我們國家也有他的分公司，還

12、在發(fā)展市場。美國的凱爾西海斯公司稍稍比德國的公司起步較晚，但發(fā)展很快。1.3 制動器的組成盤式和鼓式是我們熟知的兩種形式。行車制動就是我們剎車時(shí)最經(jīng)常做的事情：制動踏板。車輪就會停止運(yùn)動；駐車制動就是我們所說的手剎。從有汽車開始,制動系統(tǒng)在安全方面就應(yīng)經(jīng)非常重要了。最近,隨著車輛技術(shù)的提高和速度的變快,制動系統(tǒng)也就變得更加重要了。最基本的制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)械、氣動、液壓和混合。它們的工作原理都是一樣的,利用制動裝置,將車輛在工作的狀態(tài)下產(chǎn)生大量的摩擦熱能轉(zhuǎn)換成汽車所需要消耗的動能，使汽車達(dá)到減速的效果，甚至于使車輛達(dá)到停車的目的。在出現(xiàn)節(jié)能汽車和清潔能源汽車之后，汽車的動力系統(tǒng)也不得不做

13、出改變，也變成了許多新型的結(jié)構(gòu)與功能形式。制動系統(tǒng)由下面的四大部分組成：（1）供能裝置（2）控制裝置（3）傳動裝置（4）制動器 制動器就是剎車，是使機(jī)械中的運(yùn)動件停止或減速的機(jī)械零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制動架、制動件和操縱裝置等組成。對于安全性要求較高的大型的設(shè)備(如礦井提升機(jī)、電梯等)則應(yīng)該裝在靠近設(shè)備工作部分低速軸上。一些制動器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化與系列化，有的裝置由專業(yè)工廠制造供選用。制動器分為行車制動器（腳剎），駐車制動器（手剎）。在行車過程中，一般都采用行車制動（腳剎），便于在前進(jìn)的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動。在停車之后不僅要用駐車制動，而且還要在下坡的時(shí)候?qū)④囕v的倒擋掛上以

14、免車輛自行前滑，在上坡的時(shí)候也要將一檔掛上以免車輛自行后滑。所以應(yīng)用機(jī)械移動部件停止或減緩阻力矩制動轉(zhuǎn)矩。制動力矩是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),選擇一個(gè)剎車,其大小是由機(jī)械類型和工作要求。摩擦材料應(yīng)具備高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的耐磨性。摩擦材料分金屬和非金屬兩類。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡膠、木材和石棉等。制動器可分為摩擦式與非摩擦式兩大類。摩擦式制動器。通過制動和剎車移動部件之間的摩擦。按制動件的結(jié)構(gòu)可以分帶式制動器、盤式制動器等；因?yàn)橹苿蛹墓ぷ鳡顟B(tài)不同，所以還可以分為常閉式制動器和常開式制動器；按操縱方式也可分為人力、液壓、氣壓和電磁力操縱的制動器。制動器的結(jié)構(gòu)型式。

15、非摩擦式制動器。主要有磁粉制動器（利用磁粉磁化所產(chǎn)生的剪力來制動）、磁渦流制動器（通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)制動力矩的大小）以及水渦流制動器等。根據(jù)制動器的結(jié)構(gòu)零件,特別是在塊式制動器,張塊式制動器,帶式制動器、盤式制動器等。折彎零件工作條件可分為常閉式制動器按操縱方式也可分為人力、液壓、氣壓和電磁力操縱的制動器。按制動系統(tǒng)的作用制動系統(tǒng)可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)等。在每一個(gè)制動系統(tǒng),汽車制動系統(tǒng)和停車制動系統(tǒng)是每輛車必須有的。2 制動器的結(jié)構(gòu)形式及選擇2.1 鼓式制動器鼓式制動器也叫作塊式制動器其按照制動蹄支承方式分類可分為固定支撐式和浮動支撐式。圖21鼓式制動

16、器示意圖1. 固定支承式：鼓式制動器的制動蹄片下面有一個(gè)圓柱形套筒，它套裝在支撐銷座孔上，并可以沿著支撐銷座孔自由轉(zhuǎn)動，即僅有一個(gè)自由度。 2.浮動支承式：鼓式制動器的制動蹄片下面有一個(gè)曲面，可以沿著這個(gè)曲面上下移動，即具有兩個(gè)自由度。2.2 盤式制動器固定鉗盤式的缺點(diǎn)大家有目共睹。其落后的工藝性和死板的制動性在選擇被大家所放棄。選擇更多的則是浮動鉗式的盤式制動器。制動系統(tǒng)是用來作為車輛緩慢或制止止再車輛的中間車輛，并保持車輛再適當(dāng)旳穩(wěn)定的速度再較低的斜坡。其驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用了雙回路或多回路構(gòu)造，確保工作可靠。圖2-2 盤式制動器制動鉗由可鍛鑄鐵態(tài)QT40018或由KTH-370，輕合金制造，如鋁

17、合金壓鑄。如鋁合金壓鑄件可以做成一個(gè)整體，但也可以分成兩個(gè)部分和螺栓連接。開孔的外邊，方便不必要的拆卸制動鉗的查找以及替換制動襯塊。制動鉗體應(yīng)具有剛度以及高強(qiáng)度。一般鉗體，會有單獨(dú)的制造缸嵌夾，為了減少傳輸?shù)街苿右旱木嚯x，在運(yùn)動過程中有運(yùn)動泵油作用，將潤滑油由圓錐滾子的下端泵油泵向大端，并且再經(jīng)回油孔流回驅(qū)動橋殼中間的殼體油盆當(dāng)中，這樣潤滑油可以得到充分冷卻充分的潤滑。同時(shí)使軸承得到良好的潤滑、清洗和散熱，還可以保護(hù)軸承的油封不被破壞，保護(hù)軸承根據(jù)襯里或襯塊的規(guī)格，杯形活塞開口端的制動塊背板。為了提高耐磨性，選擇活塞式鍍鉻手柄的工作面。剎車鉗是由鋁合金制造。減少制動液熱已成為必須解決的問題。所

18、以，我們應(yīng)該減少接處的面積活塞和制動踏板。 制動鉗的安裝位置可以在軸的前面或后面。制動鉗位于車輛前部，以避免車輪離開車輪的泥漿。進(jìn)入制動鉗和輪轂軸承的合成載荷時(shí)可減少制動位置。盤式和鼓式是我們熟知的兩種形式。行車制動就是我們腳下踩的踏板，。而駐車制動就是我們所說的手剎。操作輕便，并具有良好的隨動性。車輪制動時(shí)，制動器就會想辦法讓盤或者鼓停下，前置前驅(qū)的車輪上會有駐車制動器但安裝時(shí)有些麻煩，我不太建議大家去用。2.3制動器設(shè)計(jì)的原則1 汽車在行使中速度很高或連續(xù)從坡路行駛，導(dǎo)致連續(xù)一直制動時(shí)，為了保持汽車制動效能有一直良好的效果。如前所述，對制動效果影響的因素會有很多，例如濕度，摩擦因素等等。由

19、于連續(xù)制動，制動器會連綿不斷的產(chǎn)生極大的熱量，熱量如何從制動器通過熱能轉(zhuǎn)移出去，是現(xiàn)在設(shè)計(jì)汽車制動器時(shí)要解決的一個(gè)重要問題。盤式制動器解決了如上的問題，盤式制動器的制動效能最為穩(wěn)定。設(shè)計(jì)制動器的熱穩(wěn)定性好，除了摩擦因數(shù)較高，能維持日常的制動效果，其他種類的因素也需要考慮。不如熱量的處理。所以應(yīng)使制動制動盤有足夠的熱容量，設(shè)計(jì)為通風(fēng)的盤式制動器，他的散熱能力也優(yōu)于他類制動器。所以設(shè)計(jì)制動盤為非實(shí)心的通風(fēng)盤。2 離地間隙的調(diào)整是非常的重要的，它的調(diào)整也對汽車制動效能有著非常重要的影響。故選擇調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置必須保證調(diào)整操作方便。最好采用間隙自動裝置。3 選擇的汽車整車水平日益提高，對于

20、汽車行駛穩(wěn)定性的安排，和汽車種類的原因，輪胎尺寸的選擇往往非常不統(tǒng)一。所以對于制動器的選擇也有著非常不同的思路，相比之下最好使用小內(nèi)經(jīng)的輪轂，這樣更有利于制動器的制動完成，來提高整車的制動效能。對于有某些的高速車輛的制動器選擇，在懸架確定后的制動選擇中，一般采用較小的軸距來確保汽車的制動安全。4 噪音的減少。制動噪音的現(xiàn)象很繁瑣。總體來說，噪音的種類分類又非常的繁多。在日常行駛中，常遇到的是制動時(shí)停車的喀擦聲，這主要是由制動盤和制動鉗的相互震動造成的。高聲噪聲一般是由于制動盤共振產(chǎn)生。或是由于摩擦塊或襯塊整車的彈性緩沖所造成的。影響的噪聲的主要因素是摩擦材料的摩擦特性，即動摩擦系數(shù)對摩擦速度的

21、變化關(guān)系。愈易激發(fā)震動而產(chǎn)生噪聲。此外，由于汽車在行駛中，車輛要求制動時(shí)，給車輛本身會有一定反饋，告訴車輛需要停止的信息越大。噪聲的產(chǎn)生也就越大。制動溫度對噪聲也有影響。所以在制動器散熱方面尤為重要。對高頻的建交省的消除，目前已經(jīng)解決了一二。目前，對于制動器對噪音的影響，已經(jīng)解決的比較完全。制動器摩擦材料應(yīng)具有良好的抗腐蝕性、低吸水性（油、制動液）、制動時(shí)應(yīng)無噪音，無異味，應(yīng)盡量使用小而對人體無害的材料。制動器廣泛使用的成型材料，是在石棉纖維的基礎(chǔ)上和粘合劑樹脂和調(diào)整填料在高溫下成型的，而且摩擦材料的彈性要好。因此，使用各種不同的聚合酯，其它的摩擦性能和優(yōu)點(diǎn)也更為顯著。另一種編織材料，強(qiáng)度比塑

22、料高4、5倍，但其耐熱性好。無石綿磨擦材料是一種金屬、有機(jī)、無機(jī)材料或粉末替代石棉作為增強(qiáng)材料，其他成分和制造方法和石棉模具材料大致相同。如果金屬纖維（鋁合金纖維）和粉末的含量超過40%，被叫做半金屬材料。在選擇材料的過程當(dāng)中，原料的摩擦系數(shù)越低，其它的耐磨性就越好。因此，通過比較，選擇半金屬材料當(dāng)做摩擦材料來設(shè)計(jì)此方案。2.4 本章小結(jié)根據(jù)查閱的資料，分析前后制動器的特點(diǎn)，根據(jù)特點(diǎn)確定最后的方案設(shè)計(jì)。目前的汽車多數(shù)采用前盤后鼓式制動器，盤式主要采用浮動前盤式。與盤式制動器相比，鼓式制動器的優(yōu)點(diǎn)：1鼓式制動器的使用壽命更長。2有良好的熱穩(wěn)定性。后鼓實(shí)現(xiàn)后，制動舒適性將提高很多，車輛燃油經(jīng)濟(jì)性也

23、得到了保證，使車輛油耗和排放得到了非常好的改善，所以對節(jié)能減排具有重大意義。為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，我查了大量有關(guān)制動器的資料，并且使我對制動器的構(gòu)形式和工作原理有了更深的了解。制動器的我們的生活有很重要的意義。3 制動器主要參數(shù)的確定3.1 整車參數(shù)表31整車參數(shù)發(fā)動機(jī)2.0L最大功率118kw最大馬力160最大功率轉(zhuǎn)速6500rp最大扭矩194N·M最大扭矩轉(zhuǎn)速4800rpm軸距3640mmHg700mm最高車速190km/h輪胎規(guī)格215/70 R16空車質(zhì)量1400kg滿載質(zhì)量1800kg首先對參數(shù)進(jìn)行處理，達(dá)到生活中常用的標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)結(jié)合課題的需要設(shè)計(jì)了一臺總質(zhì)量為1400

24、Kg的SUV制動器，根據(jù)制動器的需求，選擇出合適的制動器，依據(jù)汽車的參數(shù)，估算出制動器的詳細(xì)數(shù)據(jù)，其中完成的工作和得出的結(jié)論如下：(1)所采用的是市場上成熟的汽車類型現(xiàn)代IX35參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)如表31所示；(2)設(shè)計(jì)前盤后鼓式制動器，有效的降低了整車的質(zhì)心，整車的性能得到了很好的保障；(3)根據(jù)現(xiàn)代SUV的制動能力，在設(shè)計(jì)制動器時(shí)，以鼓式制動器的在生活中運(yùn)用的比例和生活中盤式制動器在生活中運(yùn)用的比例來設(shè)計(jì)出最終的設(shè)計(jì)方案；(4)制動器各部分采用焊接，接合平順，密封性好，毛刺少；在制動器車車的設(shè)計(jì)過程中也存在了很多難點(diǎn)，主要問題是整車性能在分析時(shí)由于數(shù)據(jù)不是很全，在計(jì)算時(shí)有一定的誤差。3.2 鼓式

25、制動器3.2.1制動鼓內(nèi)徑制動鼓直徑與輪輞直徑之比D/Dr范圍為：乘用車因?yàn)槠囕嗇y直徑為R16 16英寸410mm所以Dr=410mm D=262.4-303.4mm D取300mm3.2.2摩擦襯片摩擦襯片的分裂可以大致簡略的分為以下4類，其中，第1類為駐車制動器的使用；第2類為微型、輕型汽車制動器用；第3類為中重型汽車的制動器用；第4類為實(shí)心的制動模塊。推薦摩擦襯片的外半徑。與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。假如它倆相除的值偏高，摩擦襯片外側(cè)邊遠(yuǎn)與內(nèi)側(cè)邊緣的圓圈速度相差較大，它的摩擦損耗就不平均，相接觸的地方最終將很小，會讓制動力矩變化的越來越大。包角應(yīng)該在90100范圍內(nèi)取值如表32表32

26、不同車輛的質(zhì)量與襯片摩擦面積的關(guān)系汽車類型汽車總質(zhì)量ma/t制動器總的襯片摩擦面積A/cm2轎車100-200200-300客車與貨車120-200150-250250-400300-650550-1000600-1500因?yàn)镾UV質(zhì)量=1.4t，=90°所以取b=67-133mm，b=85mmAp=Rb=127.5cm²摩擦襯片一般取=90°-100°時(shí)磨損最小所以=90°3.2.3襯片起始角一般將襯片布置在制動蹄中央即令0=90°-/2所以0=45°3.2.4其他參數(shù)的計(jì)算汽車在行駛過程中需要制動時(shí)，如果不考慮車輪與路面

27、的滾動阻力的情況下，力矩平衡方程為 （3-1）式中：制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反， 地面與輪胎之間的摩擦力，其方向與汽車行駛方向相反，N； 車輪有效半徑，m。令 （3-2） （3-3）式中： 輪胎與地面間的附著系數(shù) Z 地面對車輪的法向反力。如圖3-1所示汽車在制動器平路面上制動時(shí)的受力情況。對后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 (3-4)對前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為 (3-5)圖31 水平路面制動根據(jù)上圖對整個(gè)汽車的受力分析來看，汽車的重力為G=mg，由此可以得出汽車制動時(shí)制動器平地面對前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2分別為 （3-6） （3-7）令，q代表制動強(qiáng)度Z1

28、，Z2又可表達(dá)為 （3-8）此時(shí)汽車總的地面制動力等于作用于質(zhì)心的制動慣性力，即有 （3-9）汽車總的地面制動力為 =10815N根據(jù)以上要求，目前常選用5SP 、 4SP  、3SP  、450SP型號制動器作為制動器。該制動器操作可達(dá)每小時(shí)720次基本上能滿足以上要求。車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件為 （3-10）式中：前軸車輪的制動力；后軸車輪的制動力；前軸車輪地面制動力；后軸車輪地面制動力；前后制動器制動力的理想分配關(guān)系式為       

29、; （3-11）通常即制動器制動力分配系數(shù)，它可表示為           （3-12）因?yàn)?，所?（3-13）整理式（3-4）得                             （3-14）車輛制動力分配系數(shù)： =0.6制動器最大

30、制動力矩一般情況下，摩擦塊厚度在7.5-16mm之間，所以取14mm。在設(shè)計(jì)中我們認(rèn)為摩擦襯片的包角在90120范圍內(nèi)取值均滿足設(shè)計(jì)要求，包角應(yīng)該在90100范圍內(nèi)取值。由式(3-9)可知，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動力之比為=0.92式中 ， 汽車質(zhì)心離前、后軸距離; 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度。通常，上式的比值：轎車約為1.31.6；貨車約為0.50.7。制動鼓對于乘用車，壁厚一般=7-12mm，所以取9mm制動蹄的腹板和翼緣乘用車為3-5mm所以取3mm3.3 盤式制動器3.3.1制動盤直徑為了使制動盤能發(fā)揮更大的作用，直接應(yīng)略大一些。因?yàn)檩嗇y為41

31、0mm所以D=287-323.9mm 取D=310mm.3.3.2制動盤的厚度制動盤質(zhì)量受到厚度和工作溫度的影響。厚度不應(yīng)很大，可做成空心的?？招谋P的厚度可取10-20mm，取20mm.3.3.3摩擦襯塊內(nèi)外半徑推薦²內(nèi)選用1800/3.5×4cm²<A<1800/1.6×4128.51<A<281.25摩擦系數(shù)f=0.3制動器間隙為0.2mm盤式制動器各處的受力應(yīng)均勻分布，則盤式制動器的制動力矩為=103824N·mm式中 摩擦系數(shù)；N 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力R 作用半徑。如圖32所示，平均半徑為=102.5圖32

32、 鉗盤式制動器作用半徑式中 ，扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。如圖32，單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為得有效半徑為令，則有=103.867mm3.3.4襯塊工作面積為了定量說明地面附著條件的利用程度，定義利用附著系數(shù)為，   （3-21）汽車產(chǎn)生的減速度（或表示為），則由式（3-1）得前輪地面法向反作用力為 （3-22）前輪制動器制動力和地面制動力為                &

33、#160;       （3-23）將式（3-11）和式(3-12)代入式（3-8），則               （3-24）根據(jù)以上道理，也可以退出后輪附著系數(shù)。如果后輪剛要抱死的時(shí)候，地面制動力矩和法向力矩為：                 

34、; （3-25）                            （3-26）將式（3-14）和式(3-15)代入，則                   

35、;        （3-27）根據(jù)附著效率的定義，有                              （3-28）            &

36、#160;             （3-29）式中；和分別時(shí)前軸和后軸的附著效率。制動塊由底板和摩擦襯塊組成，直接與地面壓力連接。阻尼由背板產(chǎn)生的熱量引起的，所以盡量避免通過背板與摩擦塊制動，直接壓緊或鉚接或連接在一起。分扇形，長方形，正方形或長方形?；钊麘?yīng)該能夠抑制制動塊轉(zhuǎn)角引起的燥聲。噪聲的消除劑混合的摩擦性能，應(yīng)具有高穩(wěn)定性的摩擦系數(shù)熱衰退性能較好，制動塊是由鋼板制成的。為了避免制動鉗動態(tài)液體氣化，降低制動噪音，摩擦片與背板應(yīng)緊密連接。由于單位壓力和工作溫度高，摩擦襯塊磨損較快

37、，所以厚度較大。3.4 本章小結(jié)本章對制動器的主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，得到如下結(jié)果：鼓式：D=300mm b=85mm =90° 0=45° e=126mm a=126mm c=32mm dw=50mm d0=40mm 壁厚9mm 盤式：D=310mm h=20mm R1=84MM R2=120mm A=150 摩擦襯塊厚度=14mm。4 性能的校核計(jì)算4.1 鼓式制動器的校核計(jì)算在實(shí)際設(shè)計(jì)中，摩擦力矩的合力半徑，近似的可以看成按照內(nèi)徑和外徑的平均值進(jìn)行計(jì)算：=若令=0.55即代入式后，可得：=根據(jù)上述關(guān)系，便可按下式求得：一般運(yùn)輸車輛<300000500000，這里取=

38、300000，系數(shù)的數(shù)值一般在0.50.6范圍內(nèi)選擇，這里選為=0.55 所以，有由 = 可得出：壓緊力 = 4836單位壓力 =320921 N/m2 單位滑磨功= 式中-線速度=4.70 m/s式中 =2000r/min；=；=。所以，有 =0.3×320921×4.5=0.7單位壓力是制動器工作壽命的重要參數(shù)，對于一般的國內(nèi)各種車輛要求 <300000500000 ，制動器的材料對制動器也起了很重要的作用，因?yàn)槿绻苿悠鞯牟牧线^于脆或者柔軟都會對汽車造成很惡劣的影響。各種材料所對應(yīng)的制動器效果也不同，所以我們?yōu)榱耸街苿悠鞴ぷ黜樌?，同時(shí)也是為了讓制動器的壽命更長我

39、們一般會使用珠光體灰鑄鐵作為制動器的材料。4.2 盤式制動器的校核計(jì)算 所完成的單位襯片(襯塊)面積的滑磨功即比滑磨功fL，來衡量：                            =1400總質(zhì)量3.5t以下的轎車取=80km/h(22.2m/s)；總質(zhì)量35t以上的別的車取=65kmh(18ms)； j制動減速度，ms2，計(jì)算時(shí)取j=06g；取制動初速度=22.2m/s，代入數(shù)據(jù)算得t=4.73s e11.79 e21.68根據(jù)計(jì)算所得，前、后制動器的比能量耗散率均符合規(guī)定。磨損和熱的性能指標(biāo)比滑磨功，來衡量：取=22.2m/s，代入數(shù)據(jù)算得比滑磨功=578<=600 Jcm2 。由此看出，這款車的熱效能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。4.3制動器的熱容量和溫升的核算應(yīng)核算制動器的熱容量和溫升是否滿足如下條件： 估算得=15kg，=25k g，+L2=2640因?yàn)榈贸?gt;Q1+Q2，所以符合要求.4.4 本章小結(jié)   每個(gè)設(shè)計(jì)的東西都需要去校核，這樣才能保證設(shè)計(jì)出的