汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)

1、機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)專業(yè)：車輛工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：_日期：2016. 5. 26目錄摘 要3前言31緒論41.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義41.2本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)42制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇42. 1盤式制動(dòng)器52.2簡(jiǎn)單制動(dòng)系52.3動(dòng)力制動(dòng)系52.4伺服制動(dòng)系62.5液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇62.6液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案63盤式制動(dòng)器概述83. 1制動(dòng)盤83. 2制動(dòng)摩擦襯塊93.3盤式制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)94制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算104. 1相關(guān)主要參數(shù)104.2同步附著系數(shù)的分析114.3分析計(jì)算法向作用力114.4制動(dòng)力矩分配系數(shù)的選取和計(jì)算0124.5制動(dòng)器制動(dòng)

2、力矩的確定124.6盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定134.7盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算154.8制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算175. 1前輪制動(dòng)輪缸直徑d的確定175.2制動(dòng)主缸直徑do的確定175.3制動(dòng)踏板力和制動(dòng)踏板工作行程18第6章制動(dòng)性能分析196. 1制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)206.2制動(dòng)效能206.3制動(dòng)效能的恒定性206.4制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性206.5制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析216 .6制動(dòng)減速度！和制動(dòng)距離。226.7摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算227總結(jié)24參考文獻(xiàn)25致25Abstract26附錄.26汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)摘 要此片設(shè)計(jì)主要講述了盤式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)

3、，有對(duì)于整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，還有數(shù)據(jù)的比對(duì)和 選取。盤式制動(dòng)器主要的工作原理和結(jié)構(gòu)原理等等，這樣我自己會(huì)更好的更熟練的掌握設(shè)計(jì)這一方 面，除此外本文還講述了盤式制動(dòng)器中的縻擦襯塊特性。關(guān)鍵詞：盤式；設(shè)計(jì)；分析。前言汽車設(shè)計(jì)中我們都知道應(yīng)該注意安全可靠，并且車輛在適應(yīng)路面道路時(shí)候，車輛 本身不會(huì)出問題。并且自身可以有很強(qiáng)的能力應(yīng)付不同的道路狀況。這就要提及汽車 的制動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)比較優(yōu)秀，他會(huì)給駕駛員一個(gè)很舒適的操作感覺， 而且完全會(huì)提高汽車整體的安全性，保證車人員的安全。本文講述的盤式制動(dòng)器是近代發(fā)展比較迅速的制動(dòng)器形式，相較于鼓式制動(dòng)器有 著不錯(cuò)的性能。盤式制動(dòng)器主要依靠制動(dòng)盤制

4、動(dòng)鉗還有摩擦襯塊，在駕駛員施加力的 作用下相互產(chǎn)生摩擦，以此來產(chǎn)生制動(dòng)力阻止汽車髙速運(yùn)動(dòng)。在盤式制動(dòng)器的選則中， 也會(huì)有全盤式和鉗盤式這兩類。本次設(shè)計(jì)共七章容，在進(jìn)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，結(jié)合有關(guān)的書籍和手冊(cè)而完成；老師在 我的設(shè)計(jì)中做了全程輔導(dǎo)，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的審閱了此次設(shè)計(jì)，提供了諸多珍貴的建議，對(duì) 敬愛老師表示真摯的意。1緒論1.1制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義交通工具中汽車是大家普遍使用的。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車整體結(jié)構(gòu)中比較重要的一部分，同時(shí)也是 保證安全性系統(tǒng)里最重要的一個(gè)部位。它有著限制車輛高速行駛得能力，并且在駐車制動(dòng)中也經(jīng)常 使用。制動(dòng)性的好壞與安全性的聯(lián)系是非常明顯的。由此在汽車產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展中，我們需要

5、對(duì)于 安全可靠這類要求更加嚴(yán)格。制動(dòng)系統(tǒng)的可靠，車人的安全性也自然提高了。1.2本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)1）具有良好的制動(dòng)效能；2）制動(dòng)效能穩(wěn)定性好3）制動(dòng)過程中具有良好的操作穩(wěn)定性；4）制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好；2制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇機(jī)械摩擦式的原理就是固定原件和族轉(zhuǎn)原件摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力。鼓式和盤式是依靠 在輪轂上安裝的族轉(zhuǎn)元件的不同來進(jìn)行區(qū)分。2.1盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器在現(xiàn)在的實(shí)際應(yīng)用規(guī)劃中主要有帶有單獨(dú)制動(dòng)鉗的鉗盤式和全盤式兩 種。1）鉗盤式鉗盤式制動(dòng)器有定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。a定鉗盤式制動(dòng)器：整體部件都是在制動(dòng)鉗體開槽口中同步運(yùn)動(dòng)，除了鉗體處于靜 止。優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)的活塞和制動(dòng)

6、塊保證了鉗體的剛度，具有多回路制動(dòng)系的特點(diǎn)。b浮鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：管路不易受到高溫，汽化現(xiàn)象不產(chǎn) 生。由于軸向尺寸小，制動(dòng)器與輪轂距離??；成本低；制動(dòng)塊可以用于駐車制動(dòng)。2）全盤式全盤式與離合器的原理相差無(wú)幾。主要是工作環(huán)境不好導(dǎo)致散熱較差。盤式制動(dòng)器 優(yōu)于鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)如下：1）制動(dòng)效能穩(wěn)定性好；2）制動(dòng)力矩不會(huì)隨運(yùn)動(dòng)方向的改變而改變；3具有雙回路，安全性和可靠性高；4）尺寸小、質(zhì)量小、散熱好；5）制動(dòng)襯塊所作用在制動(dòng)盤上的壓力合理分布，在摩擦面上都會(huì)是光滑的磨損；6）更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。7）襯塊和制動(dòng)盤的距離不會(huì)有太大的間隙，縮短協(xié)調(diào)過程。8）整體間隙可以實(shí)現(xiàn)輕便的

7、自動(dòng)調(diào)整。因此我們選擇浮鉗盤式制動(dòng)器。2. 2簡(jiǎn)單制動(dòng)系人力制動(dòng)就是人為的施加力產(chǎn)生制動(dòng)。這里有機(jī)械式和液壓式兩類。液壓式是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的代表。主要的優(yōu)點(diǎn)是：短時(shí)間的滯后作用（0. 1-0. 3s）, T作壓 力髙（可達(dá)10MPa-12MPa），不需要較大的輪缸尺寸，一般都是安裝在制動(dòng)器部，在實(shí)際 應(yīng)用中可以直接作用為制動(dòng)蹄開機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單價(jià)格低機(jī)械效率高。自身的力傳動(dòng)比 限制了適用圍。另外，液壓制動(dòng)主要缺點(diǎn)是在整個(gè)管路受熱的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸不暢 通，整體的效率降低，操作不靈巧，不能滿足現(xiàn)代汽車操作輕盈的條件，目前只使用 在微型汽車上。23動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)系是主要由汽車本身動(dòng)力發(fā)動(dòng)裝置提供統(tǒng)，人

8、為地進(jìn)行控制。此處介紹主 要三類。1）氣壓制動(dòng)系氣壓制動(dòng)產(chǎn)生較高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，他們之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體連接構(gòu)成簡(jiǎn)單，黏合 和分開都很容易，大多數(shù)用在貨車總質(zhì)量為8t以上甚至更高、特殊車型也有使用。但 氣壓制動(dòng)系必須采用那些比較笨重復(fù)雜的原件；管路中壓力產(chǎn)生和消散的過程都比較 長(zhǎng)，提高了滯后時(shí)間（0.3s-0.9s）,因此增加了駐車距離。為了彌補(bǔ)氣壓不足的情況必 須加有一個(gè)加速閥和快放閥。因?yàn)檎麄€(gè)管路工作壓力低（一般為0. 5-0. 7MPa） o制動(dòng)器 室的直徑都應(yīng)該大些，并且設(shè)計(jì)在制動(dòng)器的外部，再通過其他部件驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄，減震 簧下的質(zhì)量就會(huì)增加，整個(gè)裝置的噪聲很大。2）氣頂液式制動(dòng)系氣頂液制

9、動(dòng)是一種氣壓制動(dòng)和液壓制動(dòng)的結(jié)合體。主要是設(shè)計(jì)的氣壓管路比較短, 較短的滯后時(shí)間。顯然，其結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)單、質(zhì)量重、成本髙，所以主要用于重型汽車 上，中型貨車一般采用。3）全液壓動(dòng)力制動(dòng)系全液壓動(dòng)力制動(dòng)不受氣化現(xiàn)象影響，并且提供較高制動(dòng)力，具有普通制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)單，復(fù)雜的精密件，嚴(yán)格的密封性，目前應(yīng)用并不廣泛。2.4伺服制動(dòng)系動(dòng)力失效的時(shí)候伺服制動(dòng)輔助人力提供制動(dòng)力。主要有真空；氣壓；液壓三種。2.5液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇具有多回路是為了擁有較高的可靠性，即使有管路失效，也會(huì)有其他管路替代，不 會(huì)干擾汽車整體運(yùn)行的順暢。有如下五種分路（如圖2-6所示）:1）II型，前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)

10、器使用不同回路。2）交叉型（X）,兩軸不同側(cè)的制動(dòng)器是屬一個(gè)回路。3）一周半對(duì)半軸（HI）型，有一側(cè)前輪缸與所有后輪缸同一回路，其他則是一個(gè) 回路。4）LL型，兩個(gè)回路對(duì)前輪制動(dòng)器和后輪制動(dòng)器起作用。5）HH型，每一條回路都不會(huì)對(duì)所有輪缸起作用，只會(huì)對(duì)其中一半的有作用。Jd)圖2-6液壓分路系統(tǒng)形式II型管路易于布置，使用廣泛，但容易使車喪失轉(zhuǎn)向能力，并且還有制動(dòng)力不足的可 能，如果出現(xiàn)載重失衡的狀況還會(huì)發(fā)生側(cè)滑。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單?？梢院芎玫馗纳破嚨姆€(wěn)定性保持制動(dòng)力的充足，不會(huì)低于 正常值的一半。比較適合注銷偏移距是負(fù)值的汽車。HI、HH、LL型設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜。LL型和HH型有較強(qiáng)的能力維

11、持汽車正常運(yùn)行。LL 型和HH型只能存于一半的制動(dòng)力。HI和LL出現(xiàn)后輪抱死剩余制動(dòng)力也可以提供制動(dòng) 力。綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇X型管路。2. 6液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案選用雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，這樣提高行駛安全性。并且制動(dòng)主缸的形式是串聯(lián)雙缸。儲(chǔ)存罐中的油會(huì)進(jìn)入主缸中，然后缸腔中的油壓輸入輪缸。主缸停止時(shí)，前后腔的 活塞頭部位于各自的旁通孔和補(bǔ)償孔出。制動(dòng)踏板下壓時(shí)，整體機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，液壓升髙。活塞會(huì)被后腔中的液壓和彈簧力 向前推進(jìn)，前腔壓力自然就會(huì)上升。當(dāng)持續(xù)給踏板壓力時(shí)，所有腔中的液壓壓力都會(huì) 繼續(xù)攀升，這樣制動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生。不填加踏板力的時(shí)候所有機(jī)構(gòu)都會(huì)回歸原位。當(dāng)踏板回歸原位的過程時(shí)

12、，由于油液遲滯，導(dǎo)致液壓差油液會(huì)流回原來的腔中。儲(chǔ) 液室中的油液流回進(jìn)油腔?；钊貧w原位，此時(shí)旁通孔已開放，會(huì)由制動(dòng)管路流回主 缸如果油液過多會(huì)通過前后缸流回儲(chǔ)液室。，出現(xiàn)泄稼和制動(dòng)液膨脹或收縮這種現(xiàn)象都 會(huì)得到補(bǔ)償。在與前腔連接的制動(dòng)管路失效時(shí)，在制動(dòng)踏板給與壓力，只會(huì)造成液壓存在于后腔, 而前腔將不會(huì)有任何壓力輸出。由于有液壓差的存在，活塞會(huì)立刻頂?shù)街鞲左w。這樣 后腔的工作壓就能滿足要求所需的值。如果后缸不能夠輸出足夠的液壓壓力，即使踏下制動(dòng)踏板，只能夠驅(qū)使后缸活塞而 不能夠驅(qū)動(dòng)前缸活塞，這是在后腔連接的制動(dòng)管路無(wú)法工作的條件下。后缸活塞頂觸 前缸活塞，制動(dòng)力由前缸的液壓產(chǎn)生。由此可見，雙

13、回路液壓制動(dòng)系可以補(bǔ)救失效回路。必須延長(zhǎng)踏板行程，會(huì)導(dǎo)致汽車需 要的制動(dòng)距離增長(zhǎng)，不能夠有足夠的制動(dòng)力，高層次的提高可靠性和安全性。3盤式制動(dòng)器概述3.1制動(dòng)盤a. 制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑取大些對(duì)于其他部件的設(shè)計(jì)都會(huì)有好處但只能是輪輜直徑的70%-79%.b. 制動(dòng)盤厚度h在高速情況下制動(dòng)的制動(dòng)盤受到溫度和自身質(zhì)量的影響，因此選擇具有通風(fēng)性。為 了保持安全性和實(shí)用性，采用通風(fēng)式可以降低制動(dòng)盤溫度。所選制動(dòng)盤也應(yīng)有一定厚 度這是不可少的在保證剛性和韌性條件下c. 制動(dòng)盤的安裝制動(dòng)盤是為了和車輪在運(yùn)動(dòng)過程中一起旋轉(zhuǎn)才安裝在輪轂上的。并且需要維持有效 半徑的的長(zhǎng)度，有效半徑是制動(dòng)盤中心和摩擦襯塊中心

14、的直線距離。這樣其他條件都 相同的狀況下隨著半徑的長(zhǎng)度增加制動(dòng)力才會(huì)越來越大。3. 2制動(dòng)摩擦襯塊摩擦襯塊包括摩擦材料和底板。設(shè)計(jì)值半徑與外半徑和推薦值比值小于1.5。如果偏大會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。襯 塊工作面積為汽車質(zhì)量1.6-3. 5kg/cm2之間。為了避免摩擦襯塊的損壞，在使用過程不知道，而造成汽車出現(xiàn)安全問題。在后來 的設(shè)計(jì)中使用了電子式磨損指示器。3.3盤式制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)制動(dòng)踏板通過一些桿件與制動(dòng)元件相連。松開制動(dòng)，回位彈簧使踏板自動(dòng)回位，左 右制動(dòng)器的踏板可用連接板連接，以便同時(shí)制動(dòng)兩驅(qū)動(dòng)輪。當(dāng)不處在制動(dòng)狀況下，在 回位彈簧作用下制動(dòng)踏板都應(yīng)該靈敏的回到初始位置。還必須有停車鎖定

15、裝置。 直線行駛注意先分離制動(dòng)器再經(jīng)行制動(dòng)。頁(yè)腳4制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值a.汽車參數(shù)如表4. 1所示。表4. 1汽車參數(shù)編號(hào)名稱符號(hào)數(shù)值單位備注1質(zhì)疑320. 000kg2重力G3136. 000N3質(zhì)心高度九300. 000mm11.82inch4軸距L1600. 000mm63. 04inch5質(zhì)心到前軸的長(zhǎng)度a848. 000mm33.41inch6質(zhì)心到后軸的長(zhǎng)度b752. 000mm29. 63inch7前軸負(fù)荷1473. 920N47.00%8后軸負(fù)荷1662.080N53. 00%b.輪胎相關(guān)參數(shù)如表4. 2所示。表4.2輪胎相關(guān)參數(shù)規(guī)格180/530R13標(biāo)

16、準(zhǔn)輪輜距8輪胎胎面寬(mm inch)223 8. 8輪胎外徑(mm inch)533 21.0輪胎接地面寬(mm inch)185 7.3輪胎周長(zhǎng)1626輪輜距7. 5-8. 5244輪胎半徑（mm）4.2同步附著系數(shù)的分析（1）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)前輪首先抱死，是安全穩(wěn)定的制動(dòng)工況，但無(wú)法轉(zhuǎn)向；（2）當(dāng)0>妙時(shí)：制動(dòng)時(shí)后輪率先抱死，汽車直線行駛失衡后軸產(chǎn)生側(cè)向力會(huì)使汽車側(cè)滑失去方向穩(wěn)定性；（3）當(dāng)0 = 0時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前后輪一起抱死，處于穩(wěn)定工況，沒有轉(zhuǎn)向能力。可知，前后輪同時(shí)抱死時(shí)的汽車制動(dòng)工況下所能達(dá)到的并利用的同步系數(shù)°,其制動(dòng) 減速度為 = qg=0g,即曠0,制動(dòng)強(qiáng)度“

17、不同附著系數(shù)的路面制動(dòng)，車輪即將抱 dt死的制動(dòng)強(qiáng)度所以可知在0=0的路面上，附著條件可以完全發(fā)揮作用。據(jù)查0二0. 7,故取0二0. 7O4.3地面作用于前、后輪的法向反作用力前后車輪同時(shí)抱死的條件下，規(guī)定在不同附著系數(shù)的道路狀況下，則Fxb = F<p = G<p或山力=慫。地面反作用于前、后輪的法向作用力為GFzi = (b +(phs> (4-1)GFz2 = (d-池)(4-2)厶前后輪同時(shí)抱死制動(dòng)時(shí)地面對(duì)前、后輪法向反作用力的變化如表3. 3所示表3.3前后輪同時(shí)抱死地面對(duì)前、后輪法向反作用力的變化eFz>/NFzVNFZGFTG01474166247%53

18、%0. 11533160349%51%0.21592154451%49%0.31650148653%47%0.41709142755%46%0.51768136856%44%0.61827130958%42%0.71886125060%40%0.81944119262%38%0.92003113364%36%1.02062107466%34%4.4確定前后制動(dòng)力矩分配系數(shù)0根據(jù)公式:得到：0（）=Lf3_b(4-3)(4-4)(4-5)0.7x0.3+0.752 門“=0.601.64. 5制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定緊急情況制動(dòng)時(shí)，車輪同時(shí)抱死拖滑，前橋制動(dòng)力矩是GMm = （b +（pli?）（p

19、icL式中G為汽車重力；L為軸距；a為汽車質(zhì)心到前軸的距離；加為汽車質(zhì)心的高度；（P為附著系數(shù)；比為輪胎有效半徑。當(dāng) 0 = 0=0. 7 時(shí)，廠Q 1Mui = _ （b + 0花）理c =（0.752 + 0.7 x0.3）x 0.7 x 0.237 = 313N/mL1.6即max = 313N/m因?yàn)開= A<zd =2（4-6）1-0 M“2 2所以Ml pl max = 209N/m4. 6盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定1）制動(dòng)盤直徑直徑盡可能地取大些。在設(shè)計(jì)中的的輪網(wǎng)直徑會(huì)被本身結(jié)構(gòu)限制，所設(shè)計(jì)的制動(dòng)盤 直徑只會(huì)占有輪輜直徑的70 % 79 %。此處所選數(shù)據(jù)為70% ,即 D =

20、13x25.34x70% = 231mm2）制動(dòng)盤厚度的選擇在高速情況下制動(dòng)的制動(dòng)盤受到溫度和自身質(zhì)量的影響，因此選擇具有通風(fēng)性。為 了保持安全性和實(shí)用性，采用通風(fēng)式可以降低制動(dòng)盤溫度，厚度在20-30mnio所選制動(dòng) 盤也應(yīng)有一定厚度這是不可少的在保證剛性和韌性條件下。/7 = 14mm為實(shí)心制動(dòng)盤的 厚度。3）摩擦襯塊半徑丘和外半徑凡摩擦襯塊包括摩擦材料和底板。設(shè)計(jì)值半徑與外半徑和推薦值比值小于1.5。如果偏大會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。襯 塊工作面積為汽車質(zhì)量1.6-3.5kg/cm2之間。因?yàn)橹苿?dòng)器直徑等于231mm,則摩擦塊 Ri = 115mm 取 R/Ri = 1.5,所以 R = 7

21、7mmo4）摩擦襯塊工作面積盤式制動(dòng)器所選用的襯塊與摩擦盤接觸的工作面積兒依數(shù)據(jù)知制動(dòng)襯塊所能利用中的單位面積占有的汽車整備質(zhì)量在1.6-3.5kg/cm2圍選取。單個(gè)前輪摩擦塊320 x 60% x 0.5 x 0.5» iA = 24cm2.0單個(gè)后輪摩擦塊320x40%x0.5x0.5-.A = 16c nr2.0單個(gè)前輪制動(dòng)器A=48cm2單個(gè)后輪制動(dòng)器A=32cm2能夠滿足B的要求。5）摩擦襯塊摩擦系數(shù)f摩擦片摩擦系數(shù)髙，在受熱條件下有很好的穩(wěn)定性，在較高壓力下不會(huì)出現(xiàn)巨變。制 動(dòng)器摩擦系數(shù)所能取的穩(wěn)定值圍一般為0.30.5,也有特殊情況取到0.7。選擇綠色 和環(huán)保的材料。

22、所選擇摩擦系數(shù)/=0, 35o總結(jié)得到參數(shù)如表4. 4所示表4.4制動(dòng)器基本參數(shù)制動(dòng)盤外徑(mm)工作半徑(mm)制動(dòng)盤厚度(mm)摩擦襯塊厚度(mm)摩擦面積(cm2 )前輪2319610948后輪23196109324.7盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算如果襯塊與制動(dòng)盤全接觸，單位壓力分布均勻，制動(dòng)力矩為Mu = 2fFoR (zi-7)式中/為摩擦因數(shù);斤為作用半徑。襯塊徑向?qū)挾炔⒉淮?，則斤等于平均半徑尺川或有效半徑符合要求。平均半徑“ Ri + Ri 115 + 力“Rm = 96 mm2 2式中，扇形表面的受到摩擦力的摩擦襯塊，外半徑R和心單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力F();有效半徑Rc是扇形表

23、面的面積中心到制動(dòng)盤中心的長(zhǎng)度，如下式所示(推導(dǎo)見離合器設(shè)計(jì))Rc =2(腫-加)3(/?22-/?i2)= -l- m J/?m = 97rnin3(1 +加)(4-8)式中 m = Ri/R2.因?yàn)榍瑸橛嚳伤愕腞"，訊越變小,則兩者之間的差距就越大。需表明，一旦7過小，即扇形的徑向?qū)挾忍?，襯塊摩擦面上由于壓力作用的不規(guī) 律導(dǎo)致磨損出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)o法平衡的現(xiàn)象，因此不能采納。加值一般大于0. 65.對(duì)于前制動(dòng)器(4-9)M卩= 1565N/m所以l My156.5Fo = 2329N2JR 2 x 0.35 x 0.096對(duì)于后制動(dòng)器My = 104.5N/m(4-10)所以Fo -

24、 M'1 -104 5- 1555N2fR 2x0.35 x0.0964.8制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）制動(dòng)盤制動(dòng)盤選用HT250。并且是雙盤式并且?guī)в型L(fēng)槽的。2）制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗用鋁合金壓鑄。3）制動(dòng)塊制動(dòng)塊由背板和摩擦襯快組成，兩者直接牢固地壓嵌或鉀接或粘結(jié)在一起。4）摩擦材料制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性要好，不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值 以后摩擦系數(shù)突然急劇下降，材料應(yīng)有好的耐磨性，低的吸水（油、制動(dòng)液）率，低 的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗剪切、抗彎曲性能和耐沖擊 性能，制動(dòng)時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕?、?yīng)盡量采用污染小對(duì)人體無(wú)害的摩擦 材料。當(dāng)前

25、，制動(dòng)器廣泛采用模壓材料。5）制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便的單活塞式制動(dòng)輪缸，輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。 其缸筒為通孔，需搪磨。鋁合金制造的活塞，活塞頭部外端壓有鋼制的開槽頂快，以 支承插槽中的制動(dòng)蹄，極端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈 或靠在活塞端面處得橡膠皮碗密封。本次設(shè)計(jì)采用的是HT250.5液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1前輪制動(dòng)輪缸直徑的確定制動(dòng)輪缸在制動(dòng)過程對(duì)其中的制動(dòng)塊所有作用的開力耐與液壓輪缸直徑d 和液壓運(yùn)行系統(tǒng)中的制動(dòng)管路壓力p的關(guān)系為d = j4Fo/()(5-1)并且可知制動(dòng)管路壓力圍是10-12MPao則“ =lOMPa o14 X 232

26、9d = .! = O.O31m = 31mm (5-2)VlOxlO6輪缸直徑d(mm)19222 1252H3235383940455055(取自HG2865-1997)則選取前輪制動(dòng)缸直徑為32mm.14 x 1555則知，后輪制動(dòng)輪缸直徑濟(jì)"025n,25嘰則取直徑為沁5.2制動(dòng)主缸直徑的確定第i個(gè)輪缸的工作容積為：W = f 車”込(5-3)式中H為第j個(gè)輪缸活塞的直徑；"為輪缸中活塞的數(shù)目；第i個(gè)輪缸活塞在行進(jìn)過程中處于完全制動(dòng)時(shí)的最大行程M ,這里 = 2mm.所以單個(gè)前輪輪缸的工作體積為血=彳豐3幾2 = 160&詢3一個(gè)后輪輪缸的工作體積為V 25

27、2 X 2 = 981mm 34 V全部輪缸的總工作體積為y=xvi，式中，加為輪缸數(shù)量。制動(dòng)主缸的工作 1體積為Vo = V + VVf為制動(dòng)軟管的變形體積。初始設(shè)計(jì)，制動(dòng)主缸的工作體積可為：乘用車V()= 1.1V;商用車Vo = 1.3V 0則為Vo = l.lVo因此 V = 2(冷 + 卩方)=2(1608 +981) = 5178mm 3Vo = V + r = l.lV = 5696mm3 (5-4)主缸活塞行程So和活塞直徑厶為V6 = Jo*5o (55) 4一般 So二0.81.2仏。此處 So = d。所以 Vb = -Jo34r4Vo cdo = 3!= 19.35mm

28、 (5-6) 71直徑19222S32353S1()45do(mm)(依QC/T311-1999)取得 o = 22mm<>5.3制動(dòng)踏板力為和制動(dòng)踏板工作行程S”制動(dòng)踏板力幾為：Fp =d<)- p 丁(一) (5-7)4 /p n式中do為制動(dòng)主缸活塞直徑；P為制動(dòng)管路的液壓；為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比；"為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率，可為；/=0. 820.86.此為iP =4, 77 =0. 85. 制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求；最大踏板力更具所選用的文獻(xiàn)車型不同一般 選在500N-700N之間。制作時(shí)，所選踏板力都應(yīng)可在200N350N。 則幵二蘭do。丄（丄）=蘭

29、（0022） 2><10丄x丄= 112N <500N4 ip 44 0.85符合設(shè)計(jì)要求。制動(dòng)踏板工作行程S”為Sp = jp（So + 5ml + 5m2）（5-8）上式中的字母符號(hào)，鬲為主缸中運(yùn)動(dòng)的推桿與主缸活塞間的間隙，一般取 1.5mm2mm； &2為主缸活塞空行程，主缸活塞無(wú)工作狀態(tài)時(shí)的極限位置到全方位 堵塞完全主缸上方旁通孔的行徑。制動(dòng)器踏板工作行程S” 只能占制動(dòng)襯塊的容許磨損量的踏板行程的40% 60%<>必須禁止空氣進(jìn)入制動(dòng)管路，計(jì)算制動(dòng)主缸活塞回位彈簧時(shí)，踏板必須完 全開放，管路中仍會(huì)保持0.050. 14A/P。的殘余壓力。最大踏板

30、行程，乘用車應(yīng)小于100150mm,商用車小于180mm。同時(shí)，制動(dòng)過程 中會(huì)作用在制動(dòng)手柄上的最大力，乘用車低于400N,商用車小于600No制動(dòng)手 柄最大行程對(duì)乘用車小于160mm,商用車小于220mm.S = ip(So + 5mi + 5mz) = 4(22 + 2 + 2) = 104mm < 150nim故滿足要求6制動(dòng)性能分析制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成制動(dòng)裝置。汽車的制動(dòng)性的含義是汽車在整個(gè)行駛過程中停車或在下長(zhǎng)坡時(shí)汽車不會(huì) 停止并且還會(huì)有一定車速的運(yùn)動(dòng)能力。6.1制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車的制動(dòng)性有三方面來評(píng)價(jià)：1) 制動(dòng)效能即是汽車行車的制動(dòng)距離和在整個(gè)運(yùn)行過程中的制動(dòng)減速度。

31、2) 制動(dòng)效能的恒定性就是汽車制動(dòng)器在整個(gè)制動(dòng)過程中所表現(xiàn)的抗熱衰退 性能。3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，制動(dòng)的過程中汽車的后軸不發(fā)生跑偏側(cè)滑和 并且能夠維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。6.2制動(dòng)效能制動(dòng)效能是在整個(gè)汽車擁有初速度時(shí)并在路況良好條件下，汽車停車時(shí)的 位置到初始位置的距離之間的路程幾制動(dòng)距離或在整個(gè)運(yùn)行過程中的減速度。 制動(dòng)效能是汽車良好制動(dòng)性能中最普遍的性能標(biāo)準(zhǔn)。越短的制動(dòng)距離，制動(dòng)減 速度越大，汽車的制動(dòng)效能就越好。6.3制動(dòng)效能的恒定性在短時(shí)間連續(xù)制動(dòng)后，制動(dòng)器溫度升高導(dǎo)致制動(dòng)效能下降，稱之為制動(dòng)器的熱衰退， 連續(xù)制動(dòng)后制動(dòng)效能的穩(wěn)定程度為制動(dòng)效能的恒定性。制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱能會(huì)使制動(dòng)器 溫

32、度升高，出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中需要注意。6.4制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性車制動(dòng)時(shí)。制動(dòng)力過大。前輪或后輪抱死就會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑和跑偏。然后方向就會(huì)變掉。 這樣方向就不穩(wěn)定了。前輪在后輪之前抱死是比較安全的，這樣汽車整體狀態(tài)不會(huì)改變。 改變的這個(gè)困難就是裝ABS防抱死系統(tǒng)。合理的分配前后輪制動(dòng)力分配。方向穩(wěn)定性即制動(dòng)過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力。跑偏 和側(cè)滑是非常危險(xiǎn)的狀態(tài)，還有前輪失去轉(zhuǎn)向能力也會(huì)是汽車陷入高危狀態(tài)。 這三項(xiàng)是重要指標(biāo)來評(píng)價(jià)汽車。方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力方面來考驗(yàn)。制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè)：1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。2

33、）制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)（相互干涉）。前者是制造的誤差，后者是設(shè)計(jì)本身的問題。側(cè)滑是汽車行駛過程中后軸 會(huì)有側(cè)向力使汽車偏離直線行駛。在汽車速度過快時(shí)候汽車發(fā)生側(cè)滑是相當(dāng)不 安全。防止后軸發(fā)生側(cè)滑發(fā)生的最佳狀態(tài)應(yīng)使前后軸必須同時(shí)抱死或前軸先抱 死后軸始終不會(huì)出現(xiàn)抱死。6.5制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析一般的車輛制動(dòng)過程應(yīng)該會(huì)有如下三種情況：1）前輪先抱死拖滑，之后后輪抱死拖滑。2）后輪先抱死拖滑，之后前輪抱死拖滑。3) 前后輪一起抱死拖滑。所以，前后輪制動(dòng)力分配對(duì)于處理方向穩(wěn)定性和附著條件的設(shè)計(jì)有很大作 用。依據(jù)參數(shù)及制動(dòng)力分配系數(shù)，應(yīng)用EXCEL編制出制動(dòng)力分配曲線如下：

34、1) 當(dāng)Z線與Q線相交時(shí)，即0 =妙=0.7時(shí)，即前后輪同時(shí)抱死。2) 當(dāng)/線在0線下方時(shí)，前輪比后輪先抱死。3) 當(dāng)Z線在0線上方時(shí)，后輪比前輪先抱死。6.6制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離制動(dòng)效果的評(píng)價(jià)是依靠汽車制動(dòng)時(shí)汽車的制動(dòng)距離還有其過程中產(chǎn)生的制動(dòng)減速 度；假如汽車的制動(dòng)力全由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí)j = 0)g=O.7gc1/ .2、Wa<>S = (Tj + )Ma<) + 3.622592ab“110Q-=67 m < 80 m一荒（02 +。2）100+石莎喬麗所以符合要求。6. 7摩擦村塊的磨損特性計(jì)算能量負(fù)荷的指標(biāo)是比能量消散率，通常所用的計(jì)量單位為W/mm2。比能

35、量耗散率 即襯塊摩擦面耗散的能量。汽李的前后制動(dòng)器比能量耗散率分別為4rAi(6-1)Stnayx1 - V22)4tA2(1 0)(6-2)ntav24/Ai(6-4)(6-3)式中，汽車總質(zhì)量九；汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)5;制動(dòng)初速度和終速度（nils ） vi. V2: 制動(dòng)減速度a （/»/?）;制動(dòng)時(shí)間t；前、后制動(dòng)襯片（襯塊）的摩擦面積A、川；制 動(dòng)力分配系數(shù)0。在緊急制動(dòng)情況下并且逐漸減速到停李的情況下，I取/ =則/WaVl2?！啊①E茹（1一0）©5）據(jù)有關(guān)調(diào)查知，小于1.8W/mm2盤式制動(dòng)器的比能量耗散率都會(huì)是比較優(yōu)越的，減 速度可取7=0.6go制動(dòng)初速度

36、刃：乘用車一般取用100km/h（27. 8m/s）；大于3.5t的 乘用車選取65km/h（18m/s）o乘用車的盤式制動(dòng)器在上述的w和丿的條件下，比能量耗 散率需小于6.0W/mm2 0對(duì)于最髙車速低于以上規(guī)定的制動(dòng)初速度的汽車，可知£值能 略大于1.8W/mm2o由于比能量耗散率過高這樣會(huì)導(dǎo)致起襯片（襯塊）的快速摩擦以至 于損壞，并且會(huì)引發(fā)制動(dòng)盤龜裂。0.6 x 9.827.8=4.73s(6-6)(6-7)A；?aVl24tAi(1_0) =320 x 27,824x4.73x3200(1-0.6) =1.63(6-8)心哎 320 x 27.8, xo.6 = .634rA

37、i 4 x 4.73 x 4800比能量耗散率應(yīng)小于6.0W/mm2,故符合要求。比摩擦力是單個(gè)車輪制動(dòng)器襯片（襯塊）單位摩擦面積A的制動(dòng)摩擦力。/（）=獸（6-9）RA式中，制動(dòng)力矩必；制動(dòng)盤的制動(dòng)半徑斤（襯塊平均半徑Rm或有效半徑凡）；在丿 = 0.6g時(shí)，盤式制動(dòng)器的比摩擦力戶以不大于OASN/mm2為宜。與之相應(yīng)的 襯片與制動(dòng)鼓之間的平均單位壓力” = "/=1.371.60N/"2 （設(shè)摩擦因素 / =0.3-0. 35 ）o這比過去一些文獻(xiàn)中推薦的/加要小，因?yàn)槟p問題現(xiàn)在已較過去受 到更大程度的重視。2生RA= 0.6x9.8x320x0.6x0.237 =

38、029N/mm296x4800x2pm = /,/=0.29/0.35 = 0.83N/nm 2 符合要求。7總結(jié)在這次設(shè)計(jì)中我體會(huì)到了什么叫做設(shè)計(jì)類的復(fù)雜，還有設(shè)計(jì)類的精彩。雖然盤式 制動(dòng)器只是其中一環(huán)，但也足夠我細(xì)細(xì)品味起中的奧秘。讓我學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作，更好 的提升自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并且是一種自我的修煉。盤式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)大致的步奏的已經(jīng)記清楚，并且整個(gè)設(shè)計(jì)的意義，都對(duì)于 自己有以后的工作有很大的幫助。盤式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、熱穩(wěn)定性比較優(yōu)越。制動(dòng)襯塊比制動(dòng)盤面積小，故散熱性較好。2、水穩(wěn)定性比較優(yōu)越。主要原因是制動(dòng)襯塊會(huì)給制動(dòng)盤很高的單位壓力，不會(huì)造 成積水現(xiàn)象，制動(dòng)盤可以被襯塊簡(jiǎn)

39、單的清理干凈，所以汽車會(huì)有出水的現(xiàn)象，幾次制 動(dòng)后就可以變成原來的狀態(tài)；3、制動(dòng)力距與行駛中的汽車運(yùn)行無(wú)關(guān)系。4、同等制動(dòng)力矩條件下盤式的質(zhì)量和尺寸比較小5、盤式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后方便拆卸和替換，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，后 期修理容易。6、制動(dòng)盤與摩擦襯塊間的間隙小(0.050.15mm),油缸活塞的運(yùn)行時(shí)間會(huì)縮短， 整個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳比會(huì)增大。7、制動(dòng)盤的熱膨脹不會(huì)導(dǎo)致汽車行進(jìn)過程制動(dòng)踏板行程損失，在自動(dòng)調(diào)整裝置的 設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：制動(dòng)效能低，制動(dòng)比較劇烈，制動(dòng)器和油管路的制造要求 較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小，相對(duì)摩擦的工作面

40、也較小，需要 的制動(dòng)液壓高，傳動(dòng)裝置復(fù)雜，汽車后輪的使用比較受到制約。參考文獻(xiàn)1 惟信.汽車設(shè)計(jì).：清華大學(xué),2001： 1582002 洪欣.汽車設(shè)計(jì).：機(jī)械工業(yè)，1981： 1061263 家瑞.汽車構(gòu)造.第二版.：機(jī)械工業(yè)，2005： 40614 文春.汽車?yán)碚?：機(jī)械工業(yè)，2005： 70835 文生，志明，黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).：高等教育，2002： 961386 董寶承.汽車底盤.：機(jī)械工業(yè)，2004： 32817 煥江，徐雙應(yīng).交通運(yùn)輸專業(yè)英語(yǔ).：機(jī)械工業(yè)，2002： 20308 鴻文.簡(jiǎn)明材料力學(xué).：髙等教育，1997： 2542599 殿云，淑芬，民獻(xiàn).工程力學(xué).：大學(xué)出版設(shè)，2

41、003： 18219610 志祺.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).：冶金工業(yè)，1985： 1416, 11311511 濮良貴，紀(jì)名岡機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.：高等教育，2005： 109111 38740612 王昆,何小柏，汪信遠(yuǎn).課程設(shè)計(jì)手冊(cè).：髙等教育，1995： 474913 侯洪生，王秀英.機(jī)械工程圖學(xué).：科學(xué)，2001： 22533314 徐滋等，新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，：機(jī)械工業(yè)，2006.15 馬玉錄東學(xué)主編，專業(yè)英語(yǔ)，：化學(xué)工業(yè)2001.8致就業(yè)之前的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次自我的檢測(cè)，雖然多又忙碌，但也非常開心。畢業(yè)設(shè) 計(jì)不僅使我重新復(fù)習(xí)了專業(yè)課知識(shí)而且接觸了不少相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，個(gè)人能力顯著提 高。同時(shí)

42、也鍛煉了協(xié)作合同的精神，為以后我踏入社會(huì)工作夯實(shí)了堅(jiān)定基礎(chǔ)。在此感進(jìn)老師在設(shè)計(jì)中給予的指導(dǎo)，老師在此期問講述了許多知識(shí)，如何做設(shè)計(jì) 工作，在其過程中應(yīng)考慮到的指標(biāo)，如經(jīng)濟(jì)性、合理性、可靠性和安全性等。另外，在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中，我所有的任課老師辛勤的備課，耐心地為我們講解 課程知識(shí)，使我學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)，在此向他們表示由衷的感！在設(shè)計(jì)中同學(xué)們提 出了許多寶貴意見，在此表示意。此外，我對(duì)這次設(shè)計(jì)過程中所引用的眾多參考文獻(xiàn)的作者表示感。Automotive disc brake designAstract：this design mainly tells the story of the integral design of the disc brake, to the design of the whole organization onalysis, and the comparison and selection of the data Disc brake is mainly the working principle and st