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1、中北大学2012级课程设计说明书目录第一章绪论11.1 本次制动系统设计的意义21.2 本次制动系统应达到的目标21.3 本次制动系统设计内容31.4 汽车制动系统的组成31.5 制动系统类型31.6 制动系工作原理3第二章汽车制动系统方案确定42.1 汽车制动器形式的选择52.2 鼓式制动器的优点及其分类62.3 盘式制动器的缺点82.4 制动驱动机构的结构形式82.4.1 简单制动系92.4.2 动力制动系92.4.3 伺服制动系102.5 制动管路的形式选择102.6 液压制动主缸方案的设计12第三章制动系统主要参数的确定143.1 轻型货车主要技术参数143.2 同步附着系数的%的确定
2、143.3 前、后轮制动力分配系数P的确定153.4 鼓式制动器主要参数的确定163.5 制动器制动力矩的确定183.6 制动器制动因数计算193.6.1 制动器制动因数计算193.6.2 制动器制动因数计算203.7 鼓式制动器零部件的结构设计21第四章液压制动驱动机构的设计计算244.1 制动轮缸直径d的确定244.2 制动主缸直径do的计算254.3 制动踏板力FP264.4 制动踏板工作行程Sp26第五章制动性能分析275.1 制动性能评价指标275.2 制动效能275.3 制动效能的恒定性275.4 制动时汽车的方向稳定性285.5 前、后制动器制动力分配285.5.1 地面对前、后
3、车轮的法向反作用力295.6 制动减速度j295.7 制动距离S295.8 摩擦衬片（衬块）的磨损特性计算305.9 汽车能够停留在极限上下坡角度计算32第六章总结33参考文献34II中北大学2012级课程设计说明书iii中北大学2012级课程设计说明书一.绪论汽车工业是一个综合性产业，汽车工业的生产水平，能够代表一个国家的整个工业水平，汽车工业的发展，能够带动各行各业的发展，进而促进我国工业生产的总体水品。所以重视发展汽车工业，有着深远的现实意义。随着我国经济的发展，尤其我国对外贸易的不断扩大，汽车工业受到国外同行业的强烈竞争，而我国汽车工业起步比较晚，生成技术水平较低，因而改进和提高我国的
4、汽车性能及其机构是一个迫在眉睫的问题，这关系到我国汽车工业的生存与发展的大事。汽车的行驶速度是汽车的一个重要性能参数。尽可能提高汽车的行驶速度，是提高运输生产率的主要技术措施之一，但必须保证行驶的安全性为前提。因此在道路宽阔平坦，人流和车流又较小的情况下，汽车可以用高速度行驶，而在转向或者行驶在不平路面或两车交会时，都必须降低车速，特别是在遇到障碍物，或者碰撞行人或其他车辆危险时，更需要在尽可能短的距离内将车速降低到最低，甚至为零。如果汽车不具备这一性能，高速行驶就不可能实现。汽车在下长坡时，在重力作用下，有不断加速到危险程度的倾向，此时应当将车速限制在一定的安全性以内，并保持稳定。此外对已停
5、驶的汽车，应使其可靠的驻留在原地不动。上述使行驶中的汽车减速甚至行车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已静止的汽车保持不动，这些作用叫做制动。保证这些性能的系统叫制动系统因此对汽车制动系统的研究，开发是汽车工业的一个非常重要的课题，如何改善汽车的制动效能，改善制动器的结构使一个重要环节。本人所设计的车型为五十铃轻型货车制动系统，在结构上做了一些改进，采用了自动调节间隙结构，即自动调节制动器摩擦片与制动鼓的间隙，来保证在摩擦片磨损的情况下，汽车的制动效果仍然符合设计要求。由于本人缺乏设计经验，及实践经验不足，在设计过程中会出现不少错误，希望各位老师给予指教。1.1本次制动系统设计的意义在交通
6、运输中，公路运输日益成为主要的交通运输形式。高速公路的快速发展使汽车运输速度加快。但是，在提高车速的同时，汽车应能够及时地制动，减速，停车。特别是在人流、车流比较大的道路上行车，安全行驶是最重要的前提条件。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用,但这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以便驾驶员能根据道路和交通情况，利用装在汽车上的一系列专门装置，迫使路面在汽车车轮上施加一定的与汽车行驶方向相反的外力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力称为
7、制动力，用于产生制动力的一系列专门装置称为制动系统。制动系统的作用：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。本设计通过合理的结构分析，制动器形式的确定，并进行了科学合理的计算及结构设计，缩短了制动距离、保证制动系统具有良好的制动效能的热稳定性与水稳定性以及良好的操纵稳定性，对保证制动系统工作可靠具有理论与实际意义。1.2本次制动系统应达到的目标1 .具有良好的制动效能2 .具有良好的制动效能的水稳定性3 .制动时汽车操纵稳定性好4 .制动效能的热稳定性好5 .摩擦副
8、磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，设置自动调整间隙机构1.3 本次制动系统设计内容1 .前后制动器设计参数计算、结构设计2 .制动主缸设计主缸参数计算、结构设计3 .制动管路布置设计，实现双管路布置1.4 汽车制动系统的组成1 .供能装置一一包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。2 .控制装置一一包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板、制动阀等。3 .传动装置一一包括将制动能量传输到制动器的各个部件。4 .制动器一一产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。1.5制动系统类型1 .按制动系统的功用分类行车制动系统、驻车制动系统、第二制
9、动系统、辅助制动系统2 .按制动系统的制动能源分类人力制动系统、动力制动系统、伺服制动系统。3 .6制动系工作原理一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸，用油管与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞可由驾驶员通过制动踏板来操纵。制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持由一定的间隙，使车轮和制动鼓可以自由转动。要使行驶中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流
10、入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动两制动蹄绕支撑销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动蹄就对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩，其方向与车轮行驶方向相反。制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的圆周力，同时路面也对车轮作用着一个向后的反作用力，即制动力。制动力由车轮经过车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速度，制动力越大，则汽车减速度越大。当放开制动踏板时，复位弹簧将制动蹄拉回复位,摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行终止。制或系虢工作原理图1-1.汽车制动系统方案确定汽车制动系统的设计是一项综合性、系统性的设计，它
11、涉及到制动系统的整体设计和零件设计，设计要求中既体现了对整体的要求，又有对各零件各自性能的要求。对制动系整体性能，除了上面所说的以外，还有使用性能良好，故障少等要求。对零部件除了能实现各自功能外，还要求它与其他组装起来的配合能力，协作能力良好，因此，在制动系统设计前，应先提出制动系统综合设计方案。2.1汽车制动器形式的选择1 .制动器按其直接作用对象的不同可分为车轮制动器和中央制动器。前者的旋转元件固定装在车轮或半轴上，即制动力矩直接作用在两侧车轮上。后者的制动力矩必须经过驱动桥在分配到两侧车轮上。车轮制动器一般用于行车制动，也有兼用第二制动和驻车制动的。中央制动器用于驻车制动，具优点式制动力
12、矩须经过驱动轴放大后传到车轮。因而容易满足操纵手力小的要求，但在应急制动时往往造成传动轴超载。现在，由于车速高，对应急制动的可靠性要求更严格。在中、高级轿车及总重在15T以下的货车上，多在后轮制动器上附加手动机械驱动机构，也不再设置中央制动器。2 .制动器所用张开式装置的型式可分为液压轮缸、非平衡式凸轮式、平衡凸轮式、楔块式机械张开机构3 .制动系按制动能量的传输方式制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。本次设计的轻型货车采用的是液压式制动系统。4 .一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同
13、时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。目前汽车所用的摩擦制动器就其摩擦副的结构型式可分为鼓式和盘式带式三大类。他们的区别在于前者的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其圆柱面为工作表面；后者的摩擦副中的旋转元件为圆盘壮制动盘，具端面为工作表面。带式之用做中央制动器。本次设计轻型货车制动器为双鼓式液压轮缸式制动器2.2 鼓式制动器的优点及其分类鼓式制动器具有自刹作用：由于刹车时令蹄片外张，车轮旋转连带着外张的刹车鼓扭曲一个角度，刹车时蹄片外张力（刹车制动力）越大，则情形就越明显，因此，一般大型车辆还是
14、使用鼓式刹车，除了成本较低外，大型车与小型车的鼓刹，差别只有大型车采用气动辅助，而小型车采用真空辅助来帮助刹车。鼓式制动器制造技术要求比较低，因此制造成本要比碟式刹车低。所以本次设计所采用的制动器为鼓式制动器。鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆为工作表面，应用广泛。后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，应用较少。鼓式制动器按蹄的类型还分为领从蹄式制动器如图a,双领蹄式如图b,双向双领蹄式如图c,双从蹄式如图d,单向自增力式如图e,双向自增力式制动器如图f。比较各种制动器的效能因数于摩擦系数可知：增力式制动器效能最高、双领蹄次之、领从蹄又次之、而双从蹄效能最低。但若就效能因数稳定性而
15、言，名词排列正好相反，双从蹄最好，增力式最差。双领蹄式制动器正向效能相当高，但倒车时则变成双从蹄式，效能大降。很多中级轿车的前轮制动器采用双领蹄式，这是由于这类汽车前进制动时前轴的动轴荷及附着力大于后轴，倒车制动时则相反，正与这种制动器的特点相适应。双向双领蹄式制动器在前进和倒退制动时效能不变，故广泛应用于中，轻型货车及部分轿车的前后轮。但用作后轮制动器时需另设中央制动器。双领蹄式制动器荷双向双领蹄式制动器中有两个轮缸。双领蹄式制动器两蹄片各有其固定支点，并用各具有一个活塞的两个轮缸张开蹄片。双向双领蹄式制动器，两蹄片浮动。用各有两个活塞的轮缸张开双蹄片。与双领蹄式制动器比较，双向双领蹄式制动器的特点式制动鼓无论朝哪个方向转动，制动效能都不变。增力式制动器的两蹄片之间相互连接，两蹄都式领蹄，次领
