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1、机电与车辆工程学院 毕 业 设 计（ 论 文 ）题 目： 轻型汽车制动器的设计 专 业： 车辆工程 班 级： 车辆班 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2011年X月 目录摘 要4 第一章 绪论51.1 引言51.2 制动器的发展历程71.3 国内汽车盘式制动器的应用81.4 国外汽车盘式制动器的应用91.5 盘式制动器的发展前景 10第二章 制动器的结构与设计原则122.1 汽车制动系功用及分类 122.2 盘式制动器的分类与介绍 122.3 轿车前轮盘式制动器的结构与工作原理 152.4 制动器设计的一般原则 16 2.4.1制动器的效能因素 17 2.4.2 制动器效能的稳定性
2、17 2.4.3 制动间隙调整 17 2.4.4 制动器的尺寸和质量 17 2.4.5 制动噪声 17第三章 制动器设计 183.1 主要设计参数 183.2 盘式制动器主要元件 183.2.1 制动盘 183.2.2 制动块 203.2.3 制动钳 213.2.4 衬块报警装置设计 233.2.5 摩擦材料 243.2.6 制动器间隙及调整 243.3 制动器制动力分配曲线分析 243.4 同步附着系数的选取 263.5 确定前后轴制动力矩分配系数 283.6 制动器效能因数 293.7 制动器制动力矩的计算 293.8 制动系统性能要求 293.8.1 制动时汽车的方向稳定性的要求303.
3、8.2 制动减速度的要求303.8.3 制动距离的要求303.8.4 制动力矩的要求313.8.5 对车轮制动器的比能量耗散率的要求313.8.6 对比摩擦力的要求313.8.7 对热流密度的要求313.8.8 对衬块吸收功率的要求313.8.9 对平均摩擦力的要求313.8.10 行车制动至少有两套独立的驱动器的管路31 3.8.11 防止水和污泥进入制动器工作表面323.8.12 要求制动能力的热稳定性好323.8.13 操纵轻便323.8.14 紧急制动时踏板力的计算333.8.15 制动踏板行程的计算333.8.16 其他333.9 摩擦衬片的磨损特性 34第四章 校核 364.1 制
4、动器的热容量和温升的核算 364.2 制动器的调试 374.2.1 制动盘的技术要求 374.2.2 制动钳技术总成要求 374.2.3 前轮轮毂总成技术要求 37结论 40致谢 41参考文献 421 Abstract 43 普通轿车前轮盘式制动器的设计摘要：汽车制动器是汽车制动系统中的执行装置，对汽车制动性能有非常重要的意义。本设计任务要求为普通轿车进行前轮盘式制动器的设计。首先了解盘式制动器的结构与工作原理以及当前发展概况，然后借助实验室解剖车上浮钳盘式制动器等多方面的资料基础上进行总体方案选择、论证，再选定相关参数并进行计算，确定制动力分配、同步附着系数、制动器效能因数、制动力矩、制动系
5、统性能要求及校核，最终确定主要尺寸和制造材料，最后应用Proe三维绘图软件以及AutoCAD绘制出制动器所有零件的零件图和制动器装配图。关键词：设计 Proe CAD 性能要求 盘式制动器 第一章 绪论1.1 引言汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。盘式制动器作为汽车制动器的执行装置，有着不可估量的作用。盘式制动器的组成部件很多，其中的主要的部件包含制动盘、摩擦片、固定器、制动钳体等,如图1.1所示。制动盘制动钳
6、体制动块活塞制动钳导向销图1 .1 盘式制动器在汽车的制动过程中各个部件均受到复杂的力和力矩的作用，因此容易造成制动盘、摩擦片、固定器、钳体的等变形，引起磨损不均匀。有时制动器还会产生振动，引起噪声，甚至引起方向盘、制动踏板、制动底板和座椅的剧烈抖动。振动还会引起汽车跑偏，严重影响汽车的稳定性能。其主要的现象有：1)磨损不均匀，结合不同步2)制动振动3)制动跑偏和侧滑4)摩擦片相变和“表面碳化”现象制动器是汽车制动系统的主要组成部分，是汽车行驶安全性的重要部件之一。作为一种新型的制动部件，盘式制动器与传统的鼓式制动器比较，具有散热快、重量轻、构造简单、调整方便、制动效果稳定、热稳定性好、高负载
7、时耐高温性能好等优势，正越来越广泛地应用于轿车、客车和重型载货车上。 与鼓式制动器相比，盘式制动器具体有如下特点：1. 热稳定性好，原因是其没有自行增式作用，即摩擦力不会增大摩擦面之间的压紧力；衬块表面压力分布较鼓式的衬片更均匀。而制动鼓在受热以后膨胀，工作半径增大，使其只能与蹄的中部接触，从而降低制动效能，这称为机械衰退。而制动盘在轴向的热膨胀极小（因为在这个方向尺寸小，所以热膨胀也小），径向热膨胀对性能无影响，所以几乎没有机械衰退。2. 水稳定性好。制动块对盘单位压力高，易于把水挤出，因此浸水后性能降低不多，又由于离心力作用，出水后只需经一两次制动即能恢复正常。而鼓式制动器则需经十余次制动
8、才能恢复正常。3. 制动力矩与汽车行驶方向无关。而一些鼓式制动器的制动力矩与行驶方向有关，例如双领蹄式制动器，当汽车倒行时，其两个蹄都变成了从蹄，使制动力矩减小。4. 易于构成双回路制动系。例如，在每个制动器中布置两对制动块，各由一套单独的制动管路驱动。5. 制动盘的热膨胀不会造成制动踏板的行程损失。而当制动鼓受热膨胀时，会引起制动踏板行程的损失，为补偿这种损失，需要采用比较复杂的间隙自动调整机构。6. 衬块比制动蹄上的摩擦衬块更易更换，一般保养作业比较简单。7. 衬块与制动盘之间的间隙小（0.05-0.15mm），有助于缩短制动协调时间。盘式制动器有如下缺点：1钳盘式制动器难以完全防止尘污和
9、锈蚀。2兼作驻车制动器时，所需要的手驱动机构比较复杂。随着这个问题的解决，前、后轮制动器都采用盘式制动器的轿车已经日益增多。相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而且由于散热性不好，鼓式制动器存在热衰退现象。当然，鼓式制动器也有其自身的有点，它具有自刹作用，而且成本较低。高速行驶的轿车，由于频繁使用制动，制动器的摩擦将会产生大量的热，使制动器温度急剧上升，这些热如果不能很好地散出，就会大大影响制动性能，出现制动效能热衰退现象，从而影响制动器的制动效能。仅从这一点上，应该理解为什么盘式制动器会逐步取代鼓式
10、制动器了,目前，在中高级轿车上前后轮都已经采用盘式制动器。不过，现在大部分轿车(如夏利、富康、捷达等)，采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器(即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器)，这次所设计用的轿车就是前轮采用盘式制动器，当汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动的要求比较大，目前大多数汽车前轮都以使用盘式制动器。比如桑塔纳3000轿车前轮采用的就是盘式制动器，如图1.2所示。制动盘制动钳图1.2 桑塔纳3000轿车前轮制动器1.2 制动器的发展历程液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着汽车技术的进步，一些提高制动性能的技术如防抱死制动系统、驱动防滑制动系统、电子稳定性控制
11、程序等已经融入到制动系统当中，这就使得制动系统的结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配和维修的难度。制动系统要求结构简单、功能全面、可靠度高。因此电子技术的应用是大势所趋。目前，各个自动系统的组成部分，都不同程度实现了电子化。人作为控制能源，只是起动制动系统，发出制动信号，采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元（ECU）进行制动系统的整体控制，每个制动器有各自的控制单元，机械连接逐渐减少，制动踏板和制动器之间动力传递分离开来，之间是电线连接，电线传递能量，数据线传递信号，这种控制又叫做线控制动。1.3 国内汽车盘式制动器的应用随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采用盘式制动器配置正
