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1、中北大学信息商务学院2017届毕业设计说明书某型轿车制动系统设计与分析 摘要：高度可靠的制动系统可以保证人员和车辆的安全。机器的运动部件通过制动器作用后停止不动或实现减速。制动器一般是安装在设备的高速轴上,但对安全性要求较高的大型设备(如矿山起重机、电梯等)则应该安装在靠近设备工作部分的低速轴上。本文旨在对鼓式制动器进行设计与分析：首先确定了制动器的构造;其次,计算出相关参数,并对各参数进行强度校核;并绘制出装配图和零件图。 关键词：制动系统；鼓式制动器；设计分析IThe brake system design and analysis of a model of car Abstract：A
2、 brake is a mechanical part that allows the moving parts of the machine to stop or slow down. Betweon seme gaps adjustding deviced, equipped with automatic braking to reduce the size and structure of the braking torque, brake is commonly on the shaft equipment, as well as the safety of high speed la
3、rge equipment (such as mining cranes, elevators, etc.) should be installed in the part of the low speed shaft work equipment. This article determined the structure of the brake; Second, the relevant parameters are calculated and the strength of each parameter is verified. Draow assemebly drawaings a
4、nd parots drawdings. Key words: Brake system; front and rear drum; check analysisI全套图纸加153893706目 录摘要IAbstract：II目 录1 绪论11.1 概述11.2 制动系统设计的意义11.3 制动系统发展历史和现状11.4 本次制动系统应达到的技术要求22 制动系统方案论证分析与选择42.1 制动器形式方案分析42.1.1 鼓式制动器42.2 液压分路系统的形式的选择62.2.1 II型回路72.2.2 X型回路73 制动系统设计计算83.1 制动系统主要参数数值83.1.1 相关主要技术参数8
5、3.1.2 同步附着系数的分析83.2.1 制动力矩分配系数93.2.2 制动鼓直径D103.2.3 求制动蹄摩擦衬片的包角103.2.4 摩擦衬片初始角的选取10I3.2.5 张开力P作用线至制动器中心的距离a103.2.6 摩擦片摩擦系数113.3 制动器制动因数计算113.3.1 领蹄制动蹄因数113.3.2 从蹄制动蹄因数113.4 制动器主要零部件的结构设计114液压制动驱动机构的设计计算144.1 制动的轮缸直径的计算。设计工作的容积的计算144.2 制动的主缸直径的计算。设计工作的容积的计算154.3 制动踏板力与真空助力器165 制动性能分析185.1 制动性能评价指标185.
6、2 制动器制动力分配曲线分析195.3 摩擦衬片（衬块）的磨损特性计算205.3.1 比能量耗散率205.3.2 比滑磨功205.4驻车制动计算225.4.1汽车纵向稳定性的极限上坡路倾斜角225.4.2 汽车纵向稳定性的极限下坡路倾斜角22总结23参 考 文 献24致 谢26I1 绪论1.1 概述 自汽车诞生以来，汽车制动系统就是汽车自身必不可少的一部分，是行车安全的重要保障。制动器可以让机器的运动部件停下来或减速。制动器一般是安装在设备的高速轴上,但对安全性要求较高的大型设备(如矿山起重机、电梯等)则应该安装在靠近设备工作部分的低速轴上。1.2 制动系统设计的意义制动系统的安全对于驾驶安全
7、至关重要。随着汽车的进步发展,需要更高性能的以及更长寿命的刹车。刹车是制动系统最典型的作用,限制了汽车的速度。目前安装在丰田,荣威等型号上,可以提高制动性能。 随着汽车工业的发展,零部件供应商和大型零部件厂形成独立的发展能力,对提高产品技术水平发挥这重要作用,实现与专业生产同步发展这是提高竞争力的关键。在开发新车型时,制动系统对汽车性能有很大的影响。试验表明：汽车的制动性与汽车的结构和使用条件有关。诸如汽车轴间负荷的分配，载质量，制动系统的结构，制造误差，行驶速度，道路情况，驾驶方法等，均对汽车制动性能有很大的影响。汽车轮胎的磨损程度对制动性能的影响是最为明显的。大多数国内外的轴制造公司都需要
8、从零件厂分开采购齿轮,外壳和垫圈,然后组装组件。这样一来,增加了轴业务的劳动力,所以桥梁公司想要根据需要直接购买安装制动系统;另一方面也限制了备件厂的利润空间,零件厂也希望产品系统增加利润。1.3 制动系统发展历史和现状高端产品技术含量高,盈利能力也在上升。钢原材料价格不断发生变化,导致利润增长速度大大降低。在美国,政府对制动系统企业发展进行重点关注,连续对其发展方向进行讨论,并且大量的拨款研究,非常注重“基础”,“创新”的研究。美国最初结合汽车,轴承行业研制出了大量的自动化生产线,然而,由于基础科学研究的重要性,忽视了技术的应用,一段时间内,增加了周期速度,直到慢慢纠正偏差,输出逐渐增加。日
9、本狠抓发展的重点旋转机械系统。至世界的日本卷板机起到了重要作用。 德国政府强调“实用”和“有效”,坚持以人为本,同时要特别注意理论与实践的结合,基础研究与应用技术相互联系，保证产品质量过硬。如今德国的制动系统在质量,性能方面排在世界上第一。中国的汽车制动系统在技术,制造过程或成本控制方面的开发设计与国外相比都有着很大差距,特别是技术手段落后。虽然中国是世界上大多数国家的第一轮机床生产地,但在国际市场上的竞争水平仍然很低。这类特征的表象,除了管理、制造优质产品、促销，品种,性能等方面落后,还在于新产品每一个生产花费时间长,不能根据用户的需求,提供合心意的零件。国外机床产品充斥市场。如今,已经广泛
10、应用于市场,但这种配合具有很大的缺点:传动比不连续,仅在可变限度内实现子范围,而动力传动效果，动力性能和经济性能,只能增加前来扩大速度范围,因此,有必要增加速度,从而无形中增加了产品结构的复杂性和成本,并且由于维护不便的复杂性,现在努力解决这个技术问题。近年来,国内汽车制造商如重汽集团,Foton汽车,江淮汽车等合资企业与外国的卡车如通用,沃尔沃,五十铃,现代,梅赛德斯 - 奔驰,雷诺等在开发制动系统取得了重大进展。1.4 本次制动系统应达到的技术要求 （1）具有良好的制动效能 （2）制动时汽车的方向稳定性好 （3）操纵轻便 （4）可靠性好 （5）减少公害2 制动系统方案论证分析与选择2.1
11、制动器形式方案分析 汽车制动器一般属于机械式,也就是使用旋转部件和固定部件之间的摩擦力,使这两个工作部件之间的制动扭矩减慢或停止。通常摩擦制动器根据其转动部件的外观分为滚筒和圆盘两大类。用于减速或停止固定和旋转部件这两个工作表面之间的制动扭矩。一般的摩擦制动分为两种类型:鼓式和盘式。2.1.1 鼓式制动器 鼓式制动器是史上最先发明的。在盘式制动器尚未发明时,它们已大量用于各种类型的汽车。鼓式制动器有两种结构形式，一是内张型鼓式制动器，二是外束型鼓式制动器。内张型鼓式制动器是具有一对带有弧形摩擦蹄片的制动蹄的摩擦元件，后者则是摩擦元件安装在制动底板上，而制动底板则紧固在后桥桥壳半袖套管的凸缘或前
12、桥的前梁上，其摩擦元件为能够旋转的制动鼓。可分为： （1）领从蹄式制动器图2-1 领从蹄制动器 领从蹄式的发展在如今不快不慢,不过因为在汽车前后轮的制动性能,构造单一,费用低,安装驻车制动机构容易,因此,广泛应用于中或者重型汽车的前后轮制动器及轿车后轮的制动器。 （2）双领蹄式制动器 图2-2 双领蹄制动器 如果汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器,称为双领蹄制动器。 显然,当两个制动蹄从蹄上改变时,在车辆反转制动时,也可以称为单向双圈制动蹄。 如2-2,两个制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动， 两组制动蹄，制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的。当制动鼓上的两个蹄一起工作时，合力
13、恰好相互平衡。这样它就是一个平衡制动器了。 （3）双向双领蹄式制动器 图2-3 双向双领蹄制动器图2-3双向双圈制动器工作时。当制动器相反向旋转时,两个制动器是制动器的轴环的把手。 它也属于平衡制动。 通过双向制动刹车的制动性能和车辆制动性能相同,所以轻型车前后轮和部分车辆被广泛应用,需要设置驻车制动器的中央制动器。 2.1.2 盘式制动器 盘式制动器的原定位结构可分为制动钳和整体式两种类型。 （1）钳盘式 定钳盘式制动器是钳盘式制动器的组成。浮钳盘式制动器也是钳盘式制动器的组成。 （2）全盘式 全盘式制动器和摩擦离合器原理相同。由于这些制动器的散热条件差，应用范围远大于浮盘制动器，从而选择前
14、盘后鼓式制动器。浮动盘式制动器放在前盘。领从蹄式制动器后鼓。2.2 液压分路系统的形式的选择a) b) c) d) e)图2-4 管路回路系统形式为了确保制动机构的安全性和稳定性，所以设计双回路系统。当然,车辆应分为两个或更多的独立电路制动系统，液压或气动,这样当回路故障时,其他完整的回路仍然可以工作。2.2.1 II型回路 前、后刹车线是独立的,是闭环系统,即一轴对一轴的分路型式，简称II型,如图2所示。这种分路布置方式在各种车辆中都有采用,但在货车中应用最为广泛。当电路结束时,断路器就关闭了,当电流停止转动时,它就失去了转动的能力。前轮驱动汽车,只有前轮管路失效后仅由后轮制动时,制动效能明显降低，不到正常一半,此外,因为后桥载荷不大于前轴,汽车踏板力超大可使后轮抱死,而导致漂移。2.2.2 X型回路 有两个独立的电路系统,前轮刹车和对面的后轮制动电路,描述在十字架上为X,如图2 - 5 b。因此,在这种情况下,主销偏移距离应该为负值(20 mm),车轮制动力不平衡导致反转提高车辆的稳定性方向。 因此选择X型管路。 3 制动系统设计计算3.1 制动系统主要参数数值3.1.1 相关主要技术参数 丰田花冠汽车车系报表，见表3-1
