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1、济源职业技术学院济源职业技术学院毕毕 业业 设设 计计题目 汽车制动器摩擦盘的设计 系别 机电工程系 专业 机电一体化技术 班级 机电 0915 姓名 吴亮 学号 09011535 指导教师 章明 日期 2011 年 9 月 16 日 济源职业技术学院毕业设计I设计任务书设计题目设计题目汽车制动器设计汽车制动器设计设计要求设计要求1.了解汽车制动器的作用。2.设计适应有关标准和法规的规定。3.确定汽车制动器的基本结构。4.盘式制动器摩擦盘的设计。5.盘式制动器花键的选择。设计进度设计进度第一周 技能训练第二周 搜集相关资料第三周 前期准备工作第四周 部分零件尺寸计算第五至六周 进行设计第七周
2、毕业论文的校核修改第八周 准备答辩指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计II摘 要汽车的设计与生产涉及到许多领域，其独有的安全性、经济性、舒适性等众多指标，也对设计提出了更高的要求。汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的形式速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能.长寿命的制动系统。其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响，如果此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将会受到车祸的伤害。鉴于制动系统的重要性，本次设计的主要内容就是运输车辆中的制动器，目前广泛使用的是摩擦式制动器，摩擦式制动器就其摩擦副的结构形
3、式可分成鼓式、盘式和带式三种。其中盘式制动器较为广泛。盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一个或几个制动盘两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘全部工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式制动器。钳盘制动器和浮钳盘式制动器。钳式制动器分为定钳盘式定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。
4、又分为制动钳可相对于制动钳可相对于制动盘轴向滑动钳盘式制动器；与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。关键词：盘式制动器、盘式制动器摩擦盘、盘式制动器压盘、盘式制动器弹簧济源职业技术学院毕业设计III目 录设计进度.I摘 要.II目 录.11 盘式制动器概述 .21.1 盘式制动器原理及特点 .21.2 盘式制动器的主要元件 .31.2.1 制动盘.31.2.2 制动摩擦衬块.41.3 盘式制动器操纵机构 .52 盘式制动器设计 .62.1 制动器设计中的分析 .62.2 制动器的基本参数 .72.2.1 先确定制动力矩 M .72.2.3 制动器的磨损验算.82.2.4 踏板
5、操纵力.92.2.5 踏板操纵行程 Sc 计算.132.3 制动器操纵机构设计 .143 盘式制动器摩擦盘的设计.153.1 摩擦盘结构 .153.2 摩擦材料类型 .154 盘式制动器压盘的设计.184.1 压盘的结构 .184.2 压盘的球槽 .185 盘式制动器弹簧.205.1 圆柱螺旋弹簧的结构形式 .205.2 圆柱螺旋弹簧的制造 .205.3 圆柱螺旋弹簧参数 .216 盘式制动器花键设计.23济源职业技术学院毕业设计IV6.1 花键的类型、特点和应用 .236.2 花键参数的确定与强度校核 .23结 论.26致 谢.28参考文献.29济源职业技术学院毕业设计11 盘式制动器概述1
6、.11.1 盘式制动器原理及特点盘式制动器原理及特点图.1-1 增力式盘式制动器零件图1、2压盘 3、7摩擦盘 4半轴壳 5半轴 6回位弹簧 8中间壳体 9调整螺栓 10 斜拉杆 11调节叉 12拉杆 13压盘凸肩 14壳体肩台上图是运输车辆增力式盘式制动器零件图。在差速器的每一侧半轴上，用花键安装着两个粘有摩擦衬面的摩擦盘 3 和 7，它们能在花键轴上来回滑动，是制动器的旋转部分。在两摩擦盘之间有一对可锻铸铁的圆形压盘 1 和 2，它们的表面支承在半轴壳 4 的三个凸肩上，并能在较小的弧度内转动。两压盘内侧面的五个卵圆形凹坑中装有五个钢球，两压盘用三根弹簧 6 拉紧。在中间盖 8 和摩擦盘
7、4 上，与摩擦盘相对着的表面经过加工。摩擦盘与压盘间，以及摩擦盘与半轴壳和中间盖间，在不制动时都有一定间隙。制动时，制动踏板通过斜拉杆使两压盘相对转动，此时凹坑中夹着的五个钢球就从坑底向坑边滚动，将两压盘挤开，两压盘就将旋转着的两个摩擦盘分别推向半轴壳和中间盖，使各相对摩擦表面间产生摩擦扭矩，最终将半轴制动。如果放松制动踏板，则弹簧 6 又将两压盘拉紧复原，使钢球进入坑底，恢复了摩擦盘两侧的间隙。盘式制动器在上述制动过程中有增力作用。当摩擦盘顺时针旋转时；作用在压济源职业技术学院毕业设计2盘上的摩擦扭矩将使它们跟随旋转，但当压盘 1 由于其凸起 13 受到半轴壳上的凸肩14 的限制而不能转动时
8、，压盘 2 则在摩擦扭矩的作用下将相对于压盘 1 作顺时针转动，协助钢球继续将两压盘挤开，使操纵省力。当摩擦盘反时针旋转时，和上述过程相似地起增力作用。因此不管运输车辆前进还是倒退，制动时盘式制动器都有增力作用。与带式和蹄式制动器相比，盘式制动器除了结构复杂外有一系列优点：如结构紧凑，操纵省力，制动效果好，衬面磨损较均匀，间隙不需调整，封闭性好不易进泥水，且散热容易，故使用寿命较长等。这些特点使它得到越来越广泛的应用。1.21.2 盘式制动器的主要元盘式制动器的主要元件件1.2.11.2.1 制动盘制动盘1.制动盘直径 D 制动盘直径 D 应尽可能取大些，这时制动盘的有效半径得到增加，可以降低
9、制动钳的夹紧力，减少衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的 70一 79。总质量大于 2t 的汽车应取上限。 12.制动盘厚度 h 制动盘厚度对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些，制动盘厚度不宜取得很大；为了降低温度，制动盘厚度又不宜取得过小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风的需要在制动盘中间铸出通风孔道。一般实心制动盘厚度可取为 1020mm，通风式制动盘厚度取为 2050mm，采用较多的是 2030mm。在高速运动下紧急制动, 制动盘会形成热变形, 产生颤抖。为提高制动盘摩擦面的散热性能, 大多把制动盘做成中间空洞的通风式制动盘, 这样可使制动盘温度降低 20 %30 %。23.制动盘的安装制动盘安装在轮毂上, 与车轮形成整体旋转。制动盘是旋转部件, 与摩擦衬块之间只有微小的间隙。从制动盘中心到摩擦衬块磨合中心称为制动盘有效半径。根据杠杆原理,如摩擦力相同,则制动盘的有效半径越大, 制动力就越大。4.制动盘的维修制动盘都是标准设计，以使在制动盘使用期限内保持制动表面各项指标的允差，济源职业技术学院毕业设计3这些指标是平行度、平面度以及横向摆差。保持关于制动表面形状的精度的允差，有助于尽量减少制动粗暴及踏板脉动。制动盘表面粗糙度必须保持在 60m 特定范围内，或者更小些。需要控
