滑動式制動器設(shè)計

1、一、 課程設(shè)計的目的加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個零件的功能，而且考試內(nèi)容有限，通過本次課程設(shè)計加深對汽車制動系統(tǒng)的了解并能熟練運用構(gòu)造課的理論知識解決實際問題，增強(qiáng)運用CAD制圖能力，規(guī)范工程制圖。二、車型的選擇與主要的參數(shù) 1、車型： 奔馳E 280 2.8AT 2006款 2、主要參數(shù)： 驅(qū)動形式： 4X2前輪 軸 距： 2854 mm 輪距前/后： 1570/1284 mm 整備質(zhì)量：1650 kg 最高車速：250.0 km/h 汽車高度：1452mm 前輪制動方式：實心盤式 加速時間

2、：7.3s 最大功率: 170/6000kw/rpm 最大扭矩: 300/5000N·m/rpm 前輪胎: 225/55 R16 后輪胎: 225/55 R16三、制動器的概述1、鼓式制動器鼓式制動器又叫塊式制動器是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現(xiàn)剎車的。分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器。內(nèi)張型鼓式制動器的固定摩擦元件是一對帶有摩擦蹄片的制動蹄，后者又安裝在制動底板上，而制動底板則又固定于前梁或后橋殼的突緣上（對車輪制動器）或變速器殼或其固定的支架上（對中央制動器）；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上的變速器第二軸后端的制動鼓，并利用制動鼓的援助內(nèi)表面與制動蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表

3、面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓外圓柱表面和制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作某些汽車的中央制動器，現(xiàn)在汽車已很少采用。由于外束型鼓式制動器通常簡稱為帶式制動器，而且在汽車上已經(jīng)很少采用，所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，且通常所說的鼓式制動器即是指這種內(nèi)張型鼓式制動式結(jié)構(gòu)。鼓式制動器按蹄的屬性分為：(1)領(lǐng)從蹄式制動器，(2)雙領(lǐng)蹄式制動器，(3)雙向雙領(lǐng)蹄式制動器，(4)雙從蹄式制動器，

4、(5)單向增力式制動器，(7)雙向增力式制動器。2、盤式制動器盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動，制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動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。 盤式制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有

5、些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，以加速通風(fēng)散熱和提高制動效率。盤式制動器與鼓式制動器相比，有以下優(yōu)點：  1）一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定；2）浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動即可恢復(fù)正常；3）在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較?。?）制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會象制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動踏板行程過大；5）較容易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便。6）對于鉗盤式制動器而言，因為制動盤外露，還有散熱良好的優(yōu)點。盤式制動器不足之處是效能較低，故用于液壓制動系統(tǒng)時所需制動促動管

6、路壓力較高，一般要用伺服裝置。 四、滑盤式制動器的設(shè)計4.1滑動鉗式制動器參數(shù)確定1、制動盤直徑D選擇中級轎車為設(shè)計對象，有汽車設(shè)計教材得到制動盤直徑D通常選為輪輞直徑的70%79%，本設(shè)計選75%，制動盤直徑D為16英寸時，制動盤的直徑D=306mm。2、制動盤厚度h制動盤厚度h直接影響著制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；為了降低制動工作時的溫升，制動盤厚度又不宜過小。制動盤可以制成實心的，而為了通風(fēng)散熱，又可在制動盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實心制動盤厚度可取為10mm20mm；具有通風(fēng)孔道的制動盤的兩工作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為20mm

7、50mm，但多采用20mm30mm。制動器的實心制動盤設(shè)計，厚度h選為15mm。3、摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5.若此比值偏大，工作時摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會不均勻，接觸面積將減小，最終會導(dǎo)致制動力矩變大。因為制動盤直徑D=306mm,則摩擦塊R1=85mm、R2=110mm。4、制動塊工作面積A 為確定盤式制動器制動襯塊工作面積A時，根據(jù)之襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.63.5kg/，所以去A=70。汽車車身尺寸的確定與重量的選擇：L=2854mm, a=1570mm, b=1284mm, hg=650mmL汽車軸距

8、a滿載時質(zhì)心距前軸距離 b滿載時質(zhì)心距前軸距離Hg質(zhì)心高度 由于車內(nèi)設(shè)為5個座位，按每人65kg計算，于是又公式()，因此得出，G=mg=19600N.5、摩擦襯塊圓心角的計算根據(jù)公式：其中為摩擦片相對輪輞中心包角代入數(shù)據(jù)解得=0.713rad=41。6、輪胎與輪輞尺寸確定輪輞尺寸為16英寸，則輪輞名義直徑為407mm。 輪胎型號：225/55R16輪胎寬度*扁平率=胎壁高度 然后（胎壁高度*2+輪輞名義直徑）/2=車輪有效半徑，得出=328mm。4、2制動器數(shù)據(jù)的計算假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，各處的單位壓力分布均勻，則制動器動力矩為 。制動器因素定義為在制動盤上的作用半徑上所產(chǎn)生的

9、摩擦力與輸入力之比，即 BF=2f有汽車設(shè)計手冊取f=0.5輪缸直徑d及制動管路的壓力設(shè)計手冊得：輪缸直徑有標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列中選取d=25mm壓力管的壓力一般不超過1012Mpa，盤式可更高，取p-12Mpa。摩擦襯塊徑向?qū)挾炔惶?，取R等于平均半徑平均半徑 制動盤單側(cè)壓緊力的確定，即制動輪缸對制動襯塊的壓緊力。則單側(cè)壓緊力為制動器的制動力矩為M選輪胎與地面間的附著系數(shù)此時為前后輪都抱死，此時前軸車輪的法向作用力：后輪車輪的法向作用力：汽車總的地面制動力為：前軸車輪制動力：后軸車輪的制動力：當(dāng)前、后輪制動器制動力之和等于附著力，并且前后制動器制動力分別等于各自的附著力，也是前、后同時抱死的條件。汽

10、車制動器制動力分配系數(shù)：同步附著系數(shù)是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動性能的一個參數(shù)。由 整理得到 代入數(shù)據(jù)后得到0.7同步系數(shù)說明，前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在同步系數(shù)路面上制動是才可以使前、后車輪同時抱死。合理確定前后輪制動器的制動力矩，能保證汽車良好的制動效能和穩(wěn)定性。最大制動力是在汽車附著質(zhì)量完全被利用的條件下獲得，這時制動力與地面作用于車輪的法向力、成正比，與前后制動力矩的比值相同。得：通常轎車上式的比值約為1.31.6之間。制動器所能產(chǎn)生的制動力矩，受車輪的計算力矩所制約，前后輪的制動力矩為 前輪 后輪 對于常遇道路條件差、車速較低因而選取了較小的同步系數(shù)值的汽車，

11、為了保證在的良好路面上能共制動到后軸和前軸先抱死滑移，前后輪制動器所產(chǎn)生的最大制動力矩為：前輪 后輪 對于選擇較大值的汽車，則應(yīng)從保證起草制定時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力。當(dāng)，相應(yīng)的極限制動強(qiáng)度，故需要的后軸和前軸的最大制動力矩為后輪 前輪 應(yīng)急制動時，后輪一般都將抱死滑移 故后橋制動力為此時所需的后橋制動力矩為為路面對后橋的法向反力。后輪制動器為應(yīng)急制動器，則單個車輪制動器的應(yīng)急制動力矩為。汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據(jù)后橋上的附著力與制動力相等的條件求得，即得到· 是保證汽車上坡行駛時的縱向穩(wěn)定性的極限坡路傾角。同理，可推導(dǎo)出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為 轎車制

12、動器的設(shè)計中，在安裝制動器額空間、制動驅(qū)動力源等條件允許范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上駐車制動力矩接近于由所確定的極限值，并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。4、3襯塊磨損特性的計算 摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動盤的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計算磨損性能極為困難。試驗表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。在制動強(qiáng)度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了汽車的全部動能耗散的任務(wù)。此時，由于制動時間很短，實際上熱量還來不及散到空氣中被制動器吸收，致使制動器溫度升高。這就是所謂的制動器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯塊磨損越嚴(yán)重。盤

13、式制動器的襯塊，其單位面積能量負(fù)荷比鼓式制動器襯片大許多倍，所以制動盤表面溫度比例制動鼓高。各種汽車總質(zhì)量及其制動襯塊的摩擦表面各不相同，因此有必要用一種相對的量作為評價能量負(fù)荷指標(biāo)。目前，各國常用計量單位W/。稱為單位功負(fù)荷。雙軸汽車的單個前輪及后來制動器的比能量耗散率為 為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；、為制動初速度和最終速度（m/s）；j為制動減速度（）；t為制動時間（s）；為前后制動襯塊的摩擦面積（）緊急制動到停車情況下，=0，并可認(rèn)為=1，乘用車=100k/m（27.8m/s），取j=0.6g的減速器。 則： =5.96W/ =4.56 W/ =4.73s乘用車的比能耗散功率不應(yīng)大于。比能量

14、耗散功率過高不僅會引起摩擦襯塊的加速磨損，且有可能使制動盤更早發(fā)生龜裂。另一個磨損特性指標(biāo)是襯塊單位摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力。五、本次課程設(shè)計總結(jié)通過這次課程設(shè)計，我對制動系有了更深的了解，尤其是對盤式制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)識更深了。設(shè)計過程結(jié)合了汽車底盤的理論知識和其它機(jī)械理論知識，做到了實踐與理論結(jié)合。在整個過程中我遇到各種各樣的難題，但在良師的指導(dǎo)下和益友的幫助下我解決了一個又一個問題，同時提高了自身的能力。這次課程設(shè)計不僅豐富了我的理論知識和提高我的實踐能力，宜且我從我的指導(dǎo)老師身上學(xué)到更多課本上沒有的東西。陳老師的高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和高尚的職業(yè)道德是我最敬佩的，也是最值得我學(xué)習(xí)的。從課程設(shè)計開始，陳老師經(jīng)常會來辦公室指導(dǎo)我們，幫助我們解決課程設(shè)計中碰到的問題。在課程設(shè)計前我們先進(jìn)行了汽車拆裝實習(xí)，幫組我們對實物的理解，這對我們課程設(shè)計非常有幫助的。當(dāng)然在這次課程設(shè)計我收獲很多，在此，我多謝幫助過我的同學(xué)和對我細(xì)心指導(dǎo)的陳老師。六、參考文獻(xiàn)1 王