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1、山东交通学院课 程 设 计题 目： 轿车鼓式制动器设计 班级： 车辆114 学 号： 110412403姓名： 俞毅指导教师： 戴汝泉完成日期： 2014年12月5日I 目录1. 绪论-11.1课题研究的目的及意义-11.2选定整车性能参数-12. 制动器的设计计算-22.1地面对车轮的法向反作用力-22.2汽车前后轴制动力-32.3同步附着系数的确定-42.4制动器最大制动力矩-53. 制动器结构设计与计算-63.1制动鼓内径D -63.2制动鼓厚度n-63.3摩擦衬片宽度b和包角-63.4摩擦衬片起始角0 -83.5制动器中心到张开力P作用线的距离a-83.6制动体制动蹄支撑点位置坐标k和
2、c-83.7摩擦片摩擦系数-84. 制动器主要零部件的结构设计-94.1制动鼓-94.2制动蹄-94.3制动底板-94.4制动蹄的支承-104.5制动轮缸-104.6制动器间隙-105. 校核-115.1校核制动器的热容量和温升的核算-115.2制动器的校核-116. 总结-13参考文献-14山东交通学院课程设计1绪论1.1课题研究的目的及意义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
3、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。汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性
4、能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素，因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。1.2选定整车性能参数：额定载质量： 1490kg整备质量 2410kg最大功率/转速 70kw/3400 /r/min最大转矩/转速 206Nm/1700r/min变速器传动比低档/高档：5.594/0.794满载时负荷分配 1480kg（前轴）/2735kg（后轴）最高车速 98km/h轮胎规格 7.00R15轴距 L=3570mm,L1=1250mm，L2=2316mm车轮滚动半径： 365mm质心高度 hg1=700m(空载) hg2=800m（满载）扁平比 0.9225轮胎宽度 2
5、00mm2制动器的设计计算2.1地面对车轮的法向反作用力FB地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；re车轮有效半径，m。令 并称之为制动器制动力，它是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力。因此又称为制动周缘力。F与地面制动力FB的方向相反，当车轮角速度0时大小亦相等，且F仅由制动器结构参数所决定。即F取决于制动器的结构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当加大踏板力以加大T，F和FB均随之增大。但地面制动力FB受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F ， 即 FB F=Z 或 F
6、B max = F= Z 式中 轮胎与地面间的附着系数；Z地面对车轮的法向反力。 图 2.1 制动器制动力，地面制动力与踏板力的关系当制动器制动力F 和地面制动力FB达到附着力F 值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩T 即表现为静摩擦力矩，而F = T / re 即成为与FB 相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到=0以后，地面制动力FB 达到附着力F 值后就不再增大，而制动器制动力F 由于踏板力FP 的增大使摩擦力矩T 增大而继续上升（见 制动力与踏板力的关系 图2.1）。 根据汽车制动时的整车受力分析，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力Z1，Z2
7、为： （2-1） （2-2）式中 G汽车所受重力L汽车轴距 L1汽车质心离前轴距离 L2汽车质心离后轴距离 hg1汽车质心高度 g重力加速度 du/dt-汽车制动减速度。 图 2.2 制动时的汽车受力图2.2 汽车前后轴制动力 汽车总的地面制动力为 （2-3） 式中 q() 制动强度亦称比减速度或比制动力;FB1 , FB1前后轴车轮的地面制动力。 由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为 （2-4） （2-5） 上式表明：汽车在附着系数为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数而是制动强度q或总制动力FB 的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时根据汽车前、后轴的轴荷分配前、后
8、车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现的情况有三种，即1） 前轮先抱死拖滑然后后轮再抱死拖滑2） 后轮先抱死拖滑然后前轮再抱死拖滑 3） 前、后轮同时抱死拖滑。 在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。 由式（2-4）、式（2-5）不难求得在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是 (2-6) (2-7)式中 Ff1前轴车轮的制动器制动力， ； Ff2后轴车轮的制动器制动力， ； FB1前轴车轮的地面制动力 FB2后轴车轮的地面制动力 Z1 ，Z2 地面对前、后轴车轮的法向反力 G 汽车重力L1 ，L2汽车
9、质心离前、后轴距离 hg汽车质心高度。 选取=0.7，则： （2-8） （2-9） 则FB1=69436.92N FB2=16532.6N 2.3同步附着系数的确定 同步附着系数的选取原则：1)、路面状况好，可以取大一点；路面差取小一些。2)、单胎，抗滑性能差取大些；双胎，抗侧滑强取小一些。3)、车速高，取大些；车速低取小些。4)、平原地区，取大些；山区取小些。综上所述，选择此轻型汽车的=0.8 空载时制动力分配系数 （2-10）2.4制动器最大制动力矩制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，即Tf1=Ff1re=13314.6NmTf2=Ff2re=11433.8Nm式中 Ff1前轴制动器的制动力，； Ff2后轴制动器的制动力，；一个车轮制动器应有的最大制动力矩为按上列公式计算结果的半值。 则后轮制动器应有的最大力矩为 5716.9Nm3 制动器结构设计与计算3.1制动鼓内径D 输入力F0一定时，制动鼓内
