乘用車鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）專心-專注-專業(yè)乘用車鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模Structural design and modeling of the passenger caliper disc brakes摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是進(jìn)行汽車鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)分析與建模，首先文章的開頭介紹了什么是汽車的制動系統(tǒng)，以及汽車制動系統(tǒng)的組成，其中汽車在行駛時(shí)和停止時(shí)的制動是我們考慮的重點(diǎn)，然后依據(jù)制動器的制動形式介紹了電磁式，液力式以及最常用的摩擦式制動器。 在說明完基礎(chǔ)知識之后，我重點(diǎn)討論了所涉及的重點(diǎn)，即摩擦式制動器，摩擦式的制動器可依據(jù)摩擦副的種類可分為鼓式，盤式

2、與帶式，其中鼓式與盤式運(yùn)用的最為廣泛，而由于盤式制動器的優(yōu)點(diǎn)多，而且隨著生產(chǎn)力水平的提升，以及成本的降低，盤式制動器愈來愈多的運(yùn)用到汽車的生產(chǎn)之中，而盤式之中又以鉗盤式制動器運(yùn)用的最為廣泛，因此本文決定設(shè)計(jì)鉗盤式制動器。在確定了設(shè)計(jì)的制動器類型之后，查閱車身的各種參數(shù)后以及國家標(biāo)準(zhǔn)中對制動系統(tǒng)的要求，對制動器本身的結(jié)構(gòu)尺寸，諸如制動盤的直徑與厚度，制動鉗，摩擦因數(shù)以及制動間隙進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)好了之后，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行校核，在符合標(biāo)準(zhǔn)所制定的要求后，畫出了鉗盤式制動器的零件圖，并進(jìn)行三維建模。關(guān)鍵詞：盤式制動器；設(shè)計(jì)方法；三維建模Abstract The graduation project

3、 is to carry automobile caliper disc brakes structural analysis and modeling, the first beginning of the article describes what constitutes automotive braking systems, and automotive braking systems, where the traffic and the parking brake is our key consideration, and then based on the brake in the

4、 form of electromagnetic brake introduced, and the most common type of hydraulic friction brakes. After instructions in the basics, I focused on the focusing involved, namely friction brakes, friction brakes can be based on the type of friction can be divided into the drum, disc and tape, in which t

5、he use of drum and disc the most widely used, and because of the advantages of multi-disc brakes, and with increased productivity levels, as well as lower costs, more and more use of disc brakes to the car into production, and the disc into the caliper disc brakes use the most widely used, and there

6、fore decided to design this paper caliper disc brakes. In determining the design of the brake type after the inspection body and the national standards of various parameters on the braking system requirements, the structural dimensions of the brake itself, such as the diameter and the thickness of t

7、he brake disc, brake caliper, friction factor and brake clearance preliminary design.After the design is good, the various indicators checked, after compliance with the requirements established standards, draw the caliper disc brake parts diagram, and three-dimensional modeling.Keywords: disc brakes

8、; design method; dimensional modeli目錄第一章 緒論1.1 制動系統(tǒng)的基本概念制動性是反應(yīng)汽車自生性能的一個(gè)十分有意義的參考標(biāo)準(zhǔn)，其包括是否可以讓汽車保持有合適減速度，是否可以讓汽車在下長坡制動時(shí)保持有相對平緩的隨動，以及可使其停在原地或坡道上等判定標(biāo)準(zhǔn)；這之中包含有一系列的特殊裝置安裝在汽車上，使人們能根據(jù)道路和交通條件，在腳踩下踏板后可控的改變汽車運(yùn)動狀態(tài)的力叫做制動力，如此的一系列特殊的裝配系統(tǒng)，就被人們稱為制動系統(tǒng)。這類用來使汽車速度放緩或加速（一般不用）以及停車系統(tǒng)被稱為制動系統(tǒng)，其中在汽車運(yùn)行過程中使汽車減速或加速所用的制動器，即行車制動器和停車時(shí)

9、讓汽車原地不動的制動器即駐車制動器。是每輛汽車必須具備的。按照制動的動力來進(jìn)行劃分，制動器可以被分為，用駕駛員本身的生物質(zhì)能作為制動系統(tǒng)的制動能量被稱之為手動制動器；完全依脫發(fā)動機(jī)的自身的能量轉(zhuǎn)嫁而成的氣壓或液壓模式的勢能舉行制動的則是動力制動系，其制動源能夠發(fā)動機(jī)啟動的空氣壓縮機(jī)或油泵；同樣的如果是采用駕駛員自身的力量以及發(fā)動機(jī)本身動力的制動系統(tǒng)叫坐伺服制動系。駐車制動系能夠?yàn)槿肆騽恿Φ姆绞絹砼e行。而且還有利用慣性以及重力制動系統(tǒng)，而且這兩者是特意用在掛車的。依照動能量的傳輸樣式，制動系統(tǒng)可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式和電磁式等形式。同時(shí)使用兩種制動系統(tǒng)和上傳到風(fēng)格可以稱為匹配式制動系統(tǒng)制動

10、器性能是評估汽車安全性的一個(gè)要緊因素，與此同時(shí)亦然也是汽車的重要組成部分之一。到現(xiàn)在汽車行業(yè)仍然是十分蓬勃，充滿活力，人們對汽車的性能的央浼愈來愈高。一款安全、簡便、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的制動體系可以大大抬高汽車的機(jī)能。這亦是汽車設(shè)計(jì)人員孜孜以求的目標(biāo)。1.2制動器的結(jié)構(gòu)分類制動器按制動目的可分為行車制動器、駐車制動器，這兩者是所有的車輛必備，除此之外還有應(yīng)急制動器和輔助制動器（主要運(yùn)用于大型商務(wù)車），以及自動制動器等。在剎車系統(tǒng)中，能像陀螺那個(gè)樣子運(yùn)動之部分，若被安置在汽車輪子上，并很直白的對車輪進(jìn)行影響的叫車輪制動器。而若其安配在起承上啟下功用的部件上，間距起剎車作用的是中央制動器。根據(jù)能量耗散的方

11、式可分為摩擦式，液壓式，電磁式等樣式，此中電磁式的制動器固然操縱較為輕易，但構(gòu)造煩雜況且老本力較高，所以日常不使用，而液力式的制動器日?；旧弦跃彌_器的模式呈現(xiàn)，所以來說廣泛使用的是摩擦式制動器。根據(jù)摩擦摩擦副的幾何可分為鼓，盤和帶式制動器抱閘，這通常不使用，只作為一個(gè)緩沖，所以在滾筒的實(shí)際設(shè)計(jì)中，制動盤和鼓得以最普及的應(yīng)用。1.3 制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀在質(zhì)料采取方面：80年代之前，被廣泛的采用的是石棉樹脂型摩擦材料，但因石棉磨檫片攜帶有毒而且吸入人體后對肺有不利的功用，以及照成環(huán)境污染。因此，一種必定的發(fā)展趨勢為汽車制動系無石棉化。國際上從上個(gè)世紀(jì)70年代就入手制止選用石棉用做制動原料， “20

12、03年10月1日以后，制動襯片應(yīng)不含石棉” 也是我國修定的GB12676-1999法例的最為直白的判定。當(dāng)前國際上第三代磨擦原料來臨即不含有石棉有機(jī)物NAO片。其中玻璃纖維的起主要功用，芳香族聚酰胺纖維和其他纖維（碳，陶瓷等）作為增強(qiáng)材料。其重要的突出特點(diǎn)是：不管是在低溫或高溫都保持良好的制動功效，消減磨損，噪音，能夠使剎車盤的使用壽命更為長久，代表目前磨擦質(zhì)料的發(fā)展方向。 當(dāng)前，車輛絕大部分依舊是選用盤式和鼓式制動器的配合模式。固然盤式的生產(chǎn)水平如今有所提高，成本有很大的降低，然而與鼓式的比起來其的成本依舊要高許多。當(dāng)然，盤式制動器的性能較好，內(nèi)部的寸片工作的時(shí)間更加的久遠(yuǎn)，而且其他方面的水

13、平也進(jìn)一步提高區(qū)間。 磨擦質(zhì)料如今更大水平的向有機(jī)材料范例改變，這對盤式制動器的成長來講是一個(gè)非常好的機(jī)遇，能夠使得氣壓盤式制動器在更高的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，而滾筒制動材料制作的制動系統(tǒng)是無法承受這樣的溫度，于是乎工程技術(shù)人員都把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在了盤式制動器上。第二章 制動器的結(jié)構(gòu)形式選擇2.1鼓式制動器的工作原理鼓式制動器式制動器中十分有效的一種制動器，是由一定量的鐵，依據(jù)形狀像一個(gè)圓鼓制成。原來其的價(jià)格比較低，而且其可以獲得較大的制動力，被十分廣泛的運(yùn)用于汽車的剎車系統(tǒng)之中，但是其本身具有很大的劣勢，尤其是在溫度上升后，其的下降更為顯著，隨著科技水平的提升和技術(shù)的不斷發(fā)展，盤式制動器的價(jià)格愈來愈低，

14、并且已經(jīng)在中小型汽車上逐步的替代鼓式得了，不過由于鼓式制動器可以獲得較大的制動力，因此在一些對剎車的要求的十分的大的的重型汽車上仍采用這種類型的制動器。在乘用車的獲得的制動效果因?yàn)橛熊囕喿陨淼倪\(yùn)動兩側(cè)不是成均勻分布的。乘用車制動鼓中，通常只有一個(gè)輪缸，制動輪缸的制動總泵即當(dāng)液壓輪缸活塞在鞋的頂部的兩端向左側(cè)閘瓦，力是平等的。然而，車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用在左右的力不對稱，產(chǎn)生的壓力的制動鼓，制動蹄少的自增力或自減力。因此，自增力閘瓦的工業(yè)側(cè)稱為領(lǐng)蹄，從閘瓦自少側(cè)力稱為從蹄，蹄領(lǐng)摩擦力矩是從蹄的22.5倍，這兩個(gè)制動蹄片的程度摩擦襯片的磨損是不一樣的。 因?yàn)橐３钟休^好的制動效率，因此最合適的兩者之間的

15、距離必須在蹄與鼓的中間。應(yīng)為有磨損的發(fā)生，蹄與鼓之間的間距不斷被拉大，因而必須要有一種機(jī)制，用于調(diào)節(jié)間隙。從前的鼓式制動器必須要用手才可以調(diào)整間隙。而現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷抬升，讓汽車保持有較好的制動效率的工作愈來愈智能化。當(dāng)間隙增大時(shí)，發(fā)射的閘瓦的就會高于所定的值，通過智能化的方法，來保證制動器的正常運(yùn)作。2.2 盤式制動器結(jié)的簡單說明其通常的形式有鉗盤和全盤倆類，這是依據(jù)其中所不動的部分的組織形態(tài)進(jìn)行界定的。（1）鉗盤式鉗盤式的種類日常來講有三種類型的結(jié)構(gòu)形式，一為定的，它的鉗與塊是固定不動的，且雙面上都有氣缸，因此又叫對置活塞式，而另外倆個(gè)品種的其是能夠動的，分別作的是平動與擺動，而

16、對于擺的來講，由于其有一定的運(yùn)動誤差，會對剎車系統(tǒng)照成不利的影響，于是乎，我們在它的氣缸上的片上裝換成一個(gè)有一定的傾斜的形狀。（2）全盤式其那個(gè)能像陀螺那個(gè)樣子運(yùn)動之部分，以及不動的部分都與不明飛行物的形狀相類似，在進(jìn)行剎車時(shí)，以上所述的兩個(gè)部分讓盤與片完完全全的相互的搞在一起，其原理與離合器類似，于是乎又叫離合器式的制動器。2.3盤式制動器與鼓式制動器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)(1)；盤式制動器的水與熱穩(wěn)定性都要好于鼓式，而且與運(yùn)動的方向是無關(guān)的因此其能適應(yīng)更多，更復(fù)雜的情況。（2）其可以運(yùn)用于雙回路的情況，而鼓式制動器很難做到此等功用，于是乎汽車最重要的最重要的指標(biāo)就得到了大大的保證。（3）其尺寸較

17、小，質(zhì)量較輕，隨著技術(shù)的不斷成熟，其成本會愈來愈低，因此會大量的被采用。（4）從壓力分布來說即相對于鼓式的更加勻稱，使我們更加好的了解汽車的性能。（5）由于其本身是暴露在外部空氣之中的，相比于較封閉的鼓式，其更為容易散熱通過分析對比我們可以得知，盤式制動器僅在防塵，防銹，寸片的使用長度的項(xiàng)目以及獲得的最大力的狀況上弱與鼓式，在其他很多的方面，尤其是在剎車控制的穩(wěn)定性這個(gè)最主要的指標(biāo)上，要明顯高于鼓式一籌，而隨著方法的不斷優(yōu)化，其相對于鼓式的劣勢會大大減低，因此，在設(shè)計(jì)中我就會選盤式的。2.4盤式制動器方案比較2.4.1 固定鉗式盤式制動器固定鉗盤式制動器，在其兩邊的每一個(gè)地方都安裝有液壓缸，于

18、此同時(shí)在此基礎(chǔ)知識有加裝上了活塞。剎車時(shí)，由于有受力的不平衡系，此時(shí)活塞把墊兩側(cè)的腔室夾緊在制動盤組件，這將車輪制動。 一旦當(dāng)機(jī)油壓力降低時(shí)，制動踏板松開時(shí)，制動回位彈簧兩個(gè)街區(qū)遠(yuǎn)離活塞組件和制動盤。 固定鉗盤式制動卡鉗的剛度是占據(jù)上風(fēng)的，除了在活塞和制動襯片，沒有任何其它的滑塊。 但是，由于需要使用燃料箱和分裂制動盤，務(wù)必在內(nèi)部油道或連接到制動盤的外部管道中使用的兩側(cè)。 這使得制動器擁有比較大的尺寸，因此，車輪，滾輪軌道的布置就變得更為艱巨，特別是小的乘用車中的裝置的前部; 精度需要兩個(gè)液壓缸和活塞，具有較高的成本; 由油制動很輕易的就會孕育出高溫?zé)釟馀?，從而對制動會具有不利的影響?乘用車

19、從結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)方面的琢磨也許并不適用于鉗盤式制動器。 但是近些年來，由于增加了車輛的性能要求，固定鉗固有的弱點(diǎn)，使他們不能完全滿足這些要求，于是正常狀況下乘用車不采用固定鉗盤式制動器， 而是采用浮鉗盤式制動器。2.4.2浮動鉗盤式制動器 這種設(shè)計(jì)的選取的是一個(gè)浮動卡鉗式，制動盤制動鉗體最重要的由制動鉗支架，總成摩擦剎車片，制動盤組件形成的。 懸架設(shè)置在制動盤內(nèi)側(cè)活動制動塊，內(nèi)面設(shè)有卡槽板固定剎車片，只有在制動盤內(nèi)側(cè)制動鉗缸。制動時(shí)，經(jīng)過進(jìn)口進(jìn)入制動缸，活塞，拉動襯片上舉，并加壓到制動盤的液壓油進(jìn)入（圖2-1），并且使氣缸連同制動鉗反向順著導(dǎo)向銷完全的挪移， 直止制動盤制動塊的內(nèi)側(cè)運(yùn)動被壓靠在制動

20、盤后夾緊了，從而實(shí)現(xiàn)制動。 2.5乘用車制動器結(jié)構(gòu)的最終選擇 汽車制動用最簡樸的話語來說，是利用相互的作用，依據(jù)能量守恒定律，把汽車運(yùn)動時(shí)所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為另外一種能，使汽車失去前進(jìn)的動力，但若制動系統(tǒng)總是處于溫度較高的情況時(shí)，轉(zhuǎn)換的進(jìn)程將會受到波折，導(dǎo)致剎車效率的降低。因此加裝使溫度盡可能降下來的配置是十分有必要的。 更快速的汽車，剎車時(shí)產(chǎn)生的熱量對制動性能的影響更大。 處理好汽車如何迅速把剎車后汽車的較高溫度給快速的降下來，會對乘用車的剎車性能的進(jìn)步起到事倍功半的功用。 因此，當(dāng)代的乘用車除用車輪輪輞的形式，來使得溫度盡可能的快速降低之外，把相對老式的制動器換掉，用新式的功能更強(qiáng)大的新式武

21、器，即盤式也是一種不錯的選擇。正如對立統(tǒng)一規(guī)律所說的一樣，任何事物都具有兩面性，盤式制動器也是如此，如其的生產(chǎn)更加的復(fù)雜等不利的方面，而在剎車時(shí)，由于所有的負(fù)荷率在客運(yùn)車輛荷載前車慣性通常是70% - 80%，低于后輪，因此前輪制動力大。 然而，隨著乘用車行駛的最大速度的不斷提高，采用盤式制動器的乘用車數(shù)目在不斷的的加多，尤其是中高級乘用車，日常情況下都采用盤式制動器。第三章 制動器的設(shè)計(jì)流程3.1設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)的原始參數(shù)來源于某型號的乘用車。3.2 鉗盤式制動器主要元件3.2.1 制動盤其正常狀況下用鑄鐵制成，且由鑄鐵制動盤能提供優(yōu)異的磨擦表面。 按構(gòu)造來分，制動盤的兩種常見類型。其中帶轂

22、制動盤有完整輪轂。 而其他的部件被單獨(dú)的組成一個(gè)其他的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 另一種類型的輪轂和盤側(cè)的由兩個(gè)獨(dú)立的部分。輪轂軸承安裝在軸上。 通過在汽車輪轂，制動盤，并通過安裝在輪轂凸緣的螺栓。這種類型被稱為非轂制動盤?？筛奖愕谋惶娲?我在選擇中選擇第二種方式制動盤與添加鉻，鎳合金等鑄造。 當(dāng)工作不僅制動盤制動片承受的法向、切向力的作用，還要經(jīng)受的熱負(fù)荷。 以提高冷卻效益，盤式制動鉗盤式設(shè)有一些通風(fēng)槽徑使之成為雙城，能夠使承接溫度大大降下來的區(qū)域十分多的上升，使汽車剎車系統(tǒng)的一般客車乘用車沒有通風(fēng)槽，以及其所需的1013毫米之間的厚度。 所用的材料被設(shè)計(jì)HT250。1) 制動盤直徑D首先，這是制動器的

23、一個(gè)重要組成部分，如果把其搞得更寬的一點(diǎn)的話，制動盤的工作的地方就會得到有效的拓展，前蹄的相互作用就沒有那么大了，這樣制動盤工作時(shí)就可以相對來說輕松一些，但是其的使用年限就會受到較大的影響。不過，由于車網(wǎng)的影響，其值一般占輪網(wǎng)的百分比的70至80，重量大于2t的車輛應(yīng)該選擇最大的情況。正常情況下，保持有效的制動性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。輪輞直徑為14英寸，約為355.6mm,又因?yàn)镸=1660kg。所以制動盤的直徑選為輪輞直徑的76%，所以在本設(shè)計(jì)中,輪轂為： D=76%Dr=0.76*355.6=270.2mm取D=271mm，故根據(jù)尺寸所作三維圖如圖3.1所示。圖3.1 制

24、動盤2) 制動盤的薄厚問題合適的小; 工作，以減少制動器的溫度，制動盤的厚度和不太小。 制動盤可以制成固體，并且為了通風(fēng)，制動盤之間可以加裝通風(fēng)通道。 兩個(gè)散熱片配置，制動盤的薄厚對其的作用的發(fā)揮有重要的作用，但其不會對其總重量有太大的功用。制動盤厚度應(yīng)在一個(gè)動表面。這種配置允許在制動盤表面顯著增加散熱面積。 當(dāng)車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動盤表面的空氣流通，形成有效的冷卻制動。 通常，實(shí)心盤式制動為l0mm20mm，存在有通風(fēng)孔制動盤的厚度必須被取作20mm50mm，但多使用20mm30mm在本設(shè)計(jì)中選用實(shí)心的具有通風(fēng)孔的制動盤式制動盤，h取23mm。故依據(jù)尺寸畫出的圖形如圖3.2所示圖3.2 制動盤b3

25、）外半徑R2與內(nèi)半徑R1在查閱有關(guān)資料后，確定本設(shè)計(jì)中取外半徑為R2=104mm，R2/R1=1.3，則內(nèi)半徑R1=80mm4）摩擦襯塊工作面積A由于在減小單位壓力上考慮要求摩擦村塊做的盡可能大，從而單位面積上的單位壓力才有可能盡可能的小，而從增加散熱面積的角度來考慮， 則要求摩擦村塊的面積盡可能小，使之更容易散熱，綜合以上兩種情況，在查閱一些資料后得， 1.63.5kg/cm2范圍內(nèi)選取，為60.89cm2<A<110.7cm2。在本設(shè)計(jì)中襯塊與制動盤的相互接觸的面積很小，固有點(diǎn)盤式之稱謂。所以其相互之間的角度咱們就設(shè)定為50°。帶入以下的計(jì)算公式之中就得到了我們所需要

26、的面積A：(3-1)于是A取77²。3.2.2 制動塊背板與寸片進(jìn)行一定形式的組合，使兩者直接的搞在一塊兒，而活塞裝置則要使其的工作部分的區(qū)域變得盡可能的小，為了使其在進(jìn)行剎車時(shí)不發(fā)生讓坐在車上的人員無法忍受的噪聲。因此在對其的所使用的原料選擇時(shí)，常常使用質(zhì)地較高的材質(zhì)，以確保其的相對可靠性。 而為了保證萬無一失，還得安裝了有關(guān)于磨損警示裝置，因此如果到了使用極限時(shí)，則要馬上進(jìn)行汽車寸片的替換。本人在本次設(shè)計(jì)之中選取其的厚度為15mm。依據(jù)設(shè)計(jì)所做的用3.3和3.4表示。圖3.3 制動塊a圖3.4 制動塊b3.2.3 制動鉗 其是盤式的一個(gè)重要之部分，其日常是將制動盤進(jìn)行緊緊的包裹，

27、在正常的行駛之中時(shí)，盤是伴隨著汽車進(jìn)行向陀螺一樣的運(yùn)動的，而在剎車的時(shí)候，其就會對其緊緊的進(jìn)行卡住，使乘用車完成好剎車這個(gè)過程之動作。 圖3.5 制動鉗體a圖3.6 制動鉗體b3.2.4摩擦材料 制動的摩擦材料應(yīng)該具備高而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的散熱能力，不會因溫度的上升而出現(xiàn)劇烈的下降，而是穩(wěn)定在一個(gè)定值左右，與此同時(shí)其還應(yīng)具備有耐磨性好， 吸水率低，擠壓和耐沖擊性等能力。 因此選定棉纖維和樹脂基粘合劑，再添加有其他的有助于摩擦性能調(diào)節(jié)（如由無機(jī)粉末和橡膠，聚合物樹脂與石成）的材料， 它可以綜合多種可選的成分的聚合樹脂的優(yōu)點(diǎn)，從而使墊或墊具有不同的摩擦特性和其它的性質(zhì)。表3.1 摩擦材料性能

28、對比 而依據(jù)調(diào)查，一般的材質(zhì)的這個(gè)值日常在0.3至0.5的當(dāng)中滑動，而在進(jìn)行盤式的設(shè)計(jì)時(shí)，這個(gè)值的浮動范圍因予與縮小，才可能契合我們之要求，于是乎這個(gè)值因在0.3到0.35之間運(yùn)動，而在實(shí)際的狀況之下，也極其稀少的情況下，該質(zhì)地的這個(gè)值可至0.8的高位的樣子，但該值愈高的話，其就會愈來愈不會吻合我們對該項(xiàng)之要求，所以我對該值采用為0.3.3.2.5 制動器間隙及調(diào)整 在實(shí)際的實(shí)際制中制動器中因留有一定的間隙，以確保在制動鼓（制動盤）可以在制動鼓摩擦片之間自由旋轉(zhuǎn)。 在正常情況下，一個(gè)鼓式制動器的間隙被設(shè)定為0.2 0.5毫米; 于是乎要經(jīng)過實(shí)踐的制動器之間的距離。 在本次設(shè)計(jì)中：盤式制動器間隙

29、得到0.2米。 目前，盤式的之間距離的整頓亦愈來愈像智能化方向整頓，采用智能化的方法來調(diào)整。3.3 制動器制動力分配曲線分析 在汽車進(jìn)行制動的時(shí)候，在踏板力相對來說比較小時(shí)，地面的制動力FB與制動器的制動力Ff是近似相同的，但是地面制動力最大只能和地面附著力一樣大， 但是制動器的制動力只與踏板力有關(guān)，從理論上來講可以是無限大，因此當(dāng)踏板力達(dá)到一個(gè)定值后，即圖3.7中的交點(diǎn)時(shí)，若繼續(xù)加大制動器制動力， 也就是接著在踩油門時(shí)，就會出現(xiàn)車輪不轉(zhuǎn)的情況汽車就會出現(xiàn)抱死。圖 3.7制動力與踏板力FP的關(guān)系圖3.8 制動時(shí)的汽車受力圖對于日常的乘用車來說，在剎車的進(jìn)程之中，汽車可能會呈現(xiàn)出四種狀況，但其中

30、最好的狀況的實(shí)現(xiàn)需要ABS系統(tǒng)的幫助才可變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，故不討論，我們所說的是在無ABS的狀況下進(jìn)行討論分析：1）前面的早于后面的抱死，這還算是一種穩(wěn)定的工況，但會失去方向的穩(wěn)定性，原因是附著條件沒能很好利用，后輪制動力上升的太慢。2）后面的早于前面的抱死，這是不穩(wěn)定的工況，也是最危急的狀況，會發(fā)生側(cè)滑，嚴(yán)重危急駕乘人員生命安全，是在設(shè)計(jì)中要避免出現(xiàn)的狀況，原因和第一種情況一樣，只是后輪的制動力變成了前輪的了。3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑，這是無ABS汽車設(shè)計(jì)最理想的狀態(tài)。在分析好上述狀況后，通過一些工具，畫出汽車制動中的I曲線以及線，為下一步的設(shè)計(jì)處理做準(zhǔn)備。F=0:0.1:1;hg=0.8;hg1=

31、0.9;G=1.66; G1=1.21;L2=1.356;L1=1.3;L=2.656;c=0.67;y=(1-c)/c)*F;xlabel ('F1/KN ');ylabel ('F2/KN ');圖 3.8 制動力分配曲線3.4 同步附著系數(shù)的選取同步附著系數(shù)是評估汽車剎車系統(tǒng)機(jī)能的一項(xiàng)十分要緊的指標(biāo)，它的值與汽車本身的因素有關(guān)，與地面自身所具有的附著能力是無關(guān)的，它是一個(gè)設(shè)計(jì)值，也就是說當(dāng)外界的所能具備的附著系數(shù)能達(dá)到這個(gè)值的時(shí)候，其就可以實(shí)現(xiàn)汽車在無ABS下設(shè)計(jì)的最理想狀況，其具體的推演過程如下所示： (3-2)其中： 重力前后制動力地面對前后輪法向反作

32、用力將： 代入：得：(3-3)在上述的式子之中： 如今，乘用車的制動力比是一個(gè)定值，比使用前制動力和制動力分配比總表示，稱為制動力分配系數(shù)，即：(3-4)式中Fu汽車制動器總制動力所以 (3-5)依據(jù)動力分配系數(shù)，和前后輪在此基礎(chǔ)之上的相關(guān)性，畫出制動力分配圖中的線，得到該條直線與X軸交角與分配系數(shù)的關(guān)系式為： (3-6)這條直線就是我們所常說的有關(guān)制動器特性的線。由于對乘用車制動盤制動裝置的設(shè)計(jì)，和良好的條件的現(xiàn)代轎車的運(yùn)動，尤其是在高的速度要求高的道路，選配的同步附著系數(shù)應(yīng)盡可能的高，在此，附著系數(shù)選取0.75，由公式 （具體見下一小節(jié)確定前后軸制動力矩分配系數(shù)的計(jì)算）得：所以由 (3-7

33、)(3-8)與 (3-9)3.5 確定前后軸制動力矩分配系數(shù) 乘用車前與后在剎車時(shí)所承擔(dān)的份額，由于同車的自身參數(shù)有相對來說有極其密切之聯(lián)系，往往是比較固定的，于是乎我們用前占總的比重來反應(yīng)，即為，有： 式中，：前制動器制動力；：后制動器制動力；由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù)，則分配系數(shù)可由下式得到：根據(jù)公式： (3-10)式得：3.6 有關(guān)制動效能的計(jì)算對于盤式的來說，由于其有兩個(gè)面，受到兩個(gè)摩擦力的相互作用，于是乎，我們能夠用如下的式子進(jìn)行該項(xiàng)目的計(jì)算，有從式中不難發(fā)掘到，盤式的功用的發(fā)揮僅僅只和摩擦因數(shù)有關(guān)，因此其穩(wěn)定性要好。3.7 制動器制動力矩的計(jì)算由3.4中式子推導(dǎo)得：(3-11)式中其

34、中q=0.77故后軸=1.3Nmm后輪的制動力矩為：=0.65Nmm前軸= T=0.739/(1-0.739)1.3=3.6Nmm前輪的制動力矩為：=1.8Nmm3.8 制動系統(tǒng)性能要求且至少具備兩套相互獨(dú)立的制動系統(tǒng)，而且在一套失效的情況下另一套的制動效能不可小于制動器總效能的30%，且之間纏繞在一起 ；3.8.1 制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性的要求 在日常的剎車實(shí)踐中常常會出現(xiàn)失穩(wěn)和摸不著北的狀況，這對駕駛與乘車人員會造成巨大的安全的隱患，而在這之中我們所最為遇見的就是跑偏與側(cè)滑兩種情況。首先是跑偏，所謂的跑偏從車輛行駛的路徑上來看，其前輪與后輪在的軌跡基本上是一致的，而引起其發(fā)生的因素有兩個(gè)，

35、一為汽車的前面與后面的論證的剎車時(shí)所產(chǎn)生的力不一樣，其產(chǎn)生的根源要么為駕駛的人員對汽車的使用不當(dāng)，要么為檢修的人員對汽車的維修保養(yǎng)引起的誤差所照成的，與車輛本身的設(shè)計(jì)是沒有任何的關(guān)聯(lián)的，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)，此處設(shè)計(jì)的左右之間的相互作用顯然是一樣的，而且其的方向也是不固定的，而第二種情況是導(dǎo)向與轉(zhuǎn)向的的相互作用不是太和諧所引起的，其最為根本的原因在于轉(zhuǎn)向節(jié)上節(jié)壁的球銷，由于其本身與轉(zhuǎn)向器相互連接，從這個(gè)角度來考慮其應(yīng)該屬于簧上質(zhì)量，但是其本身又是前橋的部分，其本身又屬于簧下質(zhì)量。而在剎車時(shí)，簧上質(zhì)量要求其禁止，而簧下質(zhì)量則要求其向前運(yùn)動，因此就發(fā)生了矛盾，因此在進(jìn)行汽車的設(shè)計(jì)時(shí)就需要合理的對各桿球銷之

36、間的距離進(jìn)行考慮，如果設(shè)計(jì)的間距不足以滿足簧下質(zhì)量所要求的運(yùn)動量時(shí)，就不可解決上述的矛盾，因此就會造成汽車跑偏的第二類原因，這是因?yàn)槠嚤旧碓O(shè)計(jì)的缺陷所照成的，與汽車使用人員的操作以及維修人員的維修是無關(guān)的。其次是側(cè)滑，從其運(yùn)動的軌跡看前后輪是明顯的不再一起的，由于側(cè)滑常常伴隨有有抱死的狀況，因此以前輪抱死下汽車側(cè)滑的狀況來進(jìn)行闡述，在這種情況下，由于前軸的側(cè)向力系數(shù)低，地面的附著力弱，可以幾乎認(rèn)為是沒有的，若出現(xiàn)一個(gè)干擾，其無法干掉這個(gè)干擾，因此其真正的運(yùn)動方向與原來的運(yùn)動方向（假設(shè)是向前運(yùn)動的）的地方之間就形成了一個(gè)夾角,但是后面的有充分的附著力，足以和諧到外部的干擾，于是乎其的運(yùn)動方向還

37、是原有的運(yùn)動方向（假設(shè)是向前運(yùn)動的），因此在前后實(shí)際運(yùn)動的相互作用下就形成了汽車的側(cè)滑現(xiàn)象3.8.2制動減速度的計(jì)算 制動器的功用，日常用動減速度以及剎車時(shí)走過的路程來衡量，在通常情況下并不用剎車時(shí)間，這也是制動器設(shè)計(jì)的最基本的要求，即要有足夠的制動力。如果認(rèn)為汽車是在認(rèn)為的最佳狀態(tài)下行進(jìn)，假如此時(shí)我們忽略到地面的作用的話，就會在這個(gè)時(shí)候有式中 =乘用車制動減速度應(yīng)在5.87m/s,因此符合。3.8.3制動距離S的要求在上面的所述的a被我們搞成固定的之后，得到此項(xiàng)S的數(shù)值為(3-12)式中；于是乎有乘用車的極限的制動長度為： S<S因此校核是成立的。3.8.4對車輪制動器的比能量耗散率的

38、要求在制動減速度為,此時(shí)該項(xiàng)的值得不得高于在實(shí)際設(shè)計(jì)中，若實(shí)在控制不了，可以適當(dāng)超出，但幅度因控制在5%左右。3.8.5 對比摩擦力的要求在的狀況下，鼓式不因超過，而盤式可高一點(diǎn)點(diǎn)。3.8.6防止水和污泥進(jìn)入制動器工作表面 對于鼓式的來說，由于這項(xiàng)做的較好，因此不需采用其余的附加的舉措來處理該項(xiàng)，但采用了鉗盤式制動器乘用車，其本身是暴露在空氣中的，因此在路況不是很好的道路上駕駛時(shí)，易使雜質(zhì)進(jìn)入制動盤從而影響盤式制動器的工作， 因?qū)Υ擞幸恍┓婪兜拇胧?最正常使用的預(yù)防措施是增加隔泥板，如圖3.9所示。圖3.9 隔泥板3.8.7緊急制動時(shí)踏板力的計(jì)算踏板力：(3-13)其中：則 可見踏板力符合（

39、350550范圍）的規(guī)定。3.8.8制動踏板行程的計(jì)算制動踏板工作行程 (3-14)其中：為杠桿比其值在這里用5；主缸活塞所走過的距離：（0.81.2），查過有關(guān)資料，取25mm； 3.9 磨損特性之計(jì)算比能量耗散率其如何計(jì)算的如下所示： (3-15) (3-16) 則 依據(jù)規(guī)定其的值不得超過6.0Wmm2，若高于，會使寸片磨損的更厲害，且會引發(fā)制動盤會冒出紋路。若實(shí)在控制不了可適當(dāng)超出，但幅度因控制在5%左右。第四章 校核及技術(shù)要求4.1有關(guān)溫度情況校核該比較其本身熱性質(zhì)和溫升的范圍是不是達(dá)到以下的條件： (4-1)式中 : ， 在最開始時(shí)，我們對其的值采用為有關(guān)材質(zhì)的熱性質(zhì)，其中鑄鐵，而鋁

40、與其他金屬的材質(zhì)的結(jié)合的材料，有：即溫度的上升量，通過最緊急的制動算的，在次過程之中溫度是上升不因過14攝氏度。因此有 J (4-2)(4-3) 式中 ； =0.739=J而8。校核成立。4.2 制動器的技術(shù)要求4.2.1制動盤1、其表面因保養(yǎng)的較好且不得蘊(yùn)含水分2、安裝在車輛上的制動盤，腹板螺栓的擰緊力矩，7080Nm。3、材質(zhì)：灰鑄鐵并且要國家的標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2 制動鉗 1、在使用前，其應(yīng)保養(yǎng)的較好且不得蘊(yùn)含水分，有的地方禁止有侵蝕的物質(zhì)進(jìn)行處理，氣缸組件不得混有雜質(zhì)。 2、安裝活塞的防塵罩，其的雙環(huán)內(nèi)側(cè)涂以適量潤滑脂，且禁止用部位接觸密封圈，活塞輕輕推向缸孔內(nèi)。 3、裝配銷以及軸套，表面

41、要涂潤滑脂，同樣的軸銷套和密封件應(yīng)涂潤滑脂。 4、制動鉗的螺紋的標(biāo)準(zhǔn)為M10 5、同一臺車的制動盤應(yīng)該在相同的參加完成加工與生產(chǎn)4.2.3 前輪輪轂總成技術(shù)要求 2、其在軸承在進(jìn)行的升溫實(shí)驗(yàn)時(shí)其最終實(shí)驗(yàn)的溫度不可以超過232°C。 3、在進(jìn)行防止雜物進(jìn)入的試驗(yàn)中，泥漿通過軸承上油100小時(shí)后測試不應(yīng)該進(jìn)入軸承。4、輻板螺栓應(yīng)該懸入進(jìn)制定位置，之后在150Nm扭矩作用下不能轉(zhuǎn)動。5、輻板螺栓材料：35CrMo，機(jī)械性能等級：9.8級。 100%磁力探傷沒有發(fā)現(xiàn)裂紋后，做消磁處理。第五章 制動器的三維模型5.1三維建模軟件之介紹ProE是美國的一家公司創(chuàng)造的一個(gè)，對設(shè)計(jì)人員十分有益的工具

42、，它主要的功用就是能夠進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，與cad相比，它可以讓設(shè)計(jì)人員更為直觀的了解其開發(fā)的產(chǎn)品狀況，更利于更上一層樓的設(shè)計(jì)。5.2 制動器零件圖的三維的建模5.2.1 制動盤的三維建模制動盤建模方法為，一開始先進(jìn)入ProE的草繪界面畫出一個(gè)圓后進(jìn)行拉申作業(yè)拉出一個(gè)圓柱后，通過再草繪再拉升的辦法的到初步所要的三疊型圓柱，在多次運(yùn)用ProE中的孔命令得到右側(cè)圖所示的情況，最后在用圓角命令倒上圓角，和畫上肋板即可。圖 5.1 制動盤5.2.2制動鉗的三維建模首先是用草畫，大體畫出其形狀，在綜合運(yùn)用孔，拉升消去材質(zhì)，倒角等方法得到所示的結(jié)構(gòu)圖形。圖5.2 制動鉗體5.2.3 輪轂的三維建模最初的時(shí)

43、候和制動盤，先進(jìn)入ProE的草繪界面畫出一個(gè)圓后進(jìn)行拉申作業(yè)拉出一個(gè)圓柱后，通過再草繪再拉升的辦法的到初步所要的三疊型圓柱，再用沉頭孔命令得到圖5.3右側(cè)的形狀，再用螺紋掃描繪制出下圈的螺紋，最后用孔命令以及圓角了、命令畫出四個(gè)孔以及各邊的圓角即可。圖5.3 輪轂5.2.3 支架的三維建模使用多次拉伸命令，先畫出前的圖形形狀，后拉升，再用拉伸消去材質(zhì)的方法得到凹下去的圓，再在此基礎(chǔ)上草畫中間部分并拉伸，再用同樣之方法得到后面的。圖5.4支架5.2.3 軸承的三維建模對于軸承，先草畫出其地板的形狀，后進(jìn)行拉升，得到最開始的立體圖，后使用拉升消去材質(zhì)的辦法得到圖上鏤空的三角形以及四周的孔，然后再用拉升之方法得到突起的圓柱，然后用沉頭孔的方法得到所需形狀，最后用倒角命令修飾即可得到所示之狀況。（5） 軸承5.2.6制動片的三維建模對于制動片來說，只要依據(jù)其地版和上層的形式分別進(jìn)行兩次拉伸，再用拉伸消去材質(zhì)的方法就可得到如圖所示之狀況。圖5.6制動片5.2.7隔泥板的三維建模隔泥板的三維建模，先畫出其板面的矩形形狀，再用軌跡掃描命令畫出所要的外部形狀，然后在運(yùn)用拉升去除材料的方法來畫出鏤空的部分。圖5.