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1、广西工学院2011届毕业设计说明书广西工学院 2011届毕业设计（论文）说明书课题名称 微型客车盘式制动器设计 系 别 汽车工程系 专 业 汽车服务工程 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2011年 5 月 29 日摘 要本文首先对汽车制动器原理和对各种各样的制动器进行分析,详细地阐述了各类制动器的结构,工作原理和优缺点.再根据微型客车的车型和结构选择了适合的方案.根据市场上同系列车型的车大多数是滑钳盘式制动器,而且滑动钳式盘式制动器结构简单,性能居中,设计规范,所以我选择滑动钳式盘式制动器.本文探讨的是一种结构简单的滑动钳式盘式制动器,对这种制动器的制动力,制动力分配系数,制动器因数等进行计
2、算.对制动器的主要零件如制动盘、制动钳、支架、摩擦衬片、活塞等进行结构设计和设计计算,从而比较设计出一种比较精确的制动器.本文所采用的设计计算公式均来自参考资料.关键词:盘式制动器 ，制动力, 制动力分配系数, 制动器因数ABSTRACT This paper first principle of the car brake and brake on a wide range of analysis,a detailed exposition of the structure of various types of brake, and the advantages and disadvant
3、ages of working principle. Accordance with Minibus models and structure chosen for the programme. Under series models on the market with most of the cars leading trailing, and leading trailing simple structure, performance, middling, design specifications, so I chose to receive from the Sliding Disc
4、 brake. This paper is a simple structure recipients from the Disc brake, the brake system of this power, braking force distribution coefficient, such as brake factor calculation. brake on the main parts such as brake pan, brake caliper, bracket, friction linings, piston for structural design and des
5、ign, design and comparison A more precise brakeused in the design of this formula are calculated from the reference. Key words: disc brakes, power system, power distribution coefficient system, brakefactor目 录第1章 绪论11.1 制动系的功能11.2 车轮制动器11.2.1车轮制动器的分类11.2.2车轮制动器的工作原理21.3 制动系的要求21.4 盘式制动器31.4.1盘式制动器的特点
6、31.4.2盘式制动器的优点3第2章 方案论证62.1 制动器的主要类型62.2 制动器的工作原理62.2.1鼓式制动器的工作原理62.2.2盘式制动器的工作原理72.2.3盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：72.3 盘式制动器方案比较82.3.1 固定钳式盘式制动器82.3.2 浮动钳式盘式制动器92.3.3 全盘式制动器9第3章 制动器的设计计算113.1 设计要求113.2 整车参数113.3 受力分析113.4 同步附着系数的确定及计算143.5 制动力、制动强度、附着系数利用率的计算173.5.1满载时的情况173.5.2 空载的情况183.6 制动器最大制动力矩的计算203.
7、7 主要零部件的结构设计213.7.1制动盘213.7.2制动块223.7.3制动钳233.7.4密封圈243.8 制动器因数及制动距离的计算263.8.1制动器因数的计算263.8.2制动器距离的计算263.9 校核计算273.9.1 摩擦衬块的磨损特性计算273.9.3 盘式制动器制动力矩的校核293.10 驻车制动计算323.11 计算结果33总结34参考文献36附录A37第1章 绪论1.1 制动系的功能汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。汽车制
8、动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车下短坡时保持的适当稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。汽车制动系统应具备以上的功能。这些功能是设置在汽车上的一套专门的装置来实现的。这些装置是由制动控制机构和执行机构来组成的。也就是由供能装置、操纵机构、传动机构、制动器、调节制动力装置、制动防抱装置、报警装置和压力保护装置等组成。1.2
9、车轮制动器1.2.1车轮制动器的分类 制动器是制动系中产生阻止车辆运动或运动趋向的力的机构。车轮制动器是行车制动系的重要部件。目前各类汽车所使用的车轮制动器可以分为鼓式和盘式两大类。前者的摩擦副中的旋转元件是制动鼓，其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件为圆柱状的制动盘，以端面为工作表面。他们的旋转元件都固装在车轮或半轴上，制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器。1图1-1 鼓式制动器示意图 图1-2 盘式制动器示意图广西工学院2011届毕业设计说明书1.2.2车轮制动器的工作原理图1-3为车轮在良好的硬路面上制动时的受力情况1。图1-3 制动器车轮受力Tf是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑
10、转时的摩擦力矩，单位是Nm；FB是地面制动力，单位为N; W为车轮垂直载荷、TP车轴对车轮的推力、FZ为地面对车轮的法向反作用力，它们的单位均为N。显然，从力矩平衡得到 FB=Tf/r (1-1)式中r为车轮的有效半径，m；Tf制动器制动力矩，Nm。地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，但是制动力只取决于制动蹄和制动鼓（制动钳与制动盘）间的摩擦力和轮胎与地面间的摩擦力。在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力，以符号Ff表示。它相当于把汽车架离地面，并踩住制动踏板，在轮胎周缘沿切向方向推动车轮直至它能转动所需的力，显然 Ff= FB=Tf/r (1-2)当驾驶员松开制动踏板时
11、，在回位弹簧的作用下，制动蹄与制动鼓（制动钳与制动盘）的间隙又得以恢复，从而解除制动。可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力。产生及控制制动力的装置称为制动系。现代汽车的制动装置都是利用机械摩擦来产生制动作用的。1.3 制动系的要求汽车制动系应满足以下要求：（1） 应能适应有关标准和法规的规定。（2） 具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能。（3） 工作可靠。（4） 制动效能的热稳定性要好。（5） 制动效能的水稳定性要好。（6） 制动时的汽车操纵稳定性要好。（7） 制动踏板和手柄的位置和行程要符合人-机工程学的要求。（8） 作用滞后的时间要尽可能短，包括从制动踏板开始动作至达到给定
12、的制动效能水平所需的时间和从放开踏板至完全解除制动的时间。（9） 制动时不应产生振动和噪声。（10） 制动系的机件应使用寿命长，造价低的材料，并且不能对人体有害。1.4 盘式制动器1.4.1盘式制动器的特点 盘式动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，热稳定性、水稳定性好。 1.4.2盘式制动器的优点1）盘式制动器在液压的控制下制动力大且稳定，其制动效能远高于鼓式制动器。鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。盘式制动盘直接裸露在空气中，散
13、热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。随着材料科学的发展及成本的降低，盘式制动器将逐步取代鼓式制动器。 2）在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式动器的质量和外形尺寸要比鼓式制动器的小。 3）盘式的摩擦块比鼓式的摩擦衬片在摩损后更易更换，结构简单，维修保养容易。 4）制动盘与摩擦块的间隙小（0.050.15mm）2，这就缩短了活塞的操作时间，并使制驱动机构的力传动比有增大的可能。 5）制动盘的热膨胀不会像制动鼓膨胀那样引起制动踏板行程损失，这也使间隙自动调整装置结构设计得于
14、简化。同时在制动盘上铸有加强筋，以提高制动盘的强度和铸造的工艺性能。另在制动盘上开了许多小孔，加速通风散热、提高制动效率。 6）易于构成多回路制动驱动系统，使系统有较好的可靠性和安全性。以保证汽车在任何车速下各车轮都不得能均匀一致地平稳制动。 7）能方便地实现制动器摩损报警，以便于工作及时更换摩擦片。1.4.3国内外汽车盘式制动器发展状况 1）国外盘式制动器研发情况介绍 国外汽车研发机构经过多年的研究和试验，气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于传统的鼓式制动器，并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽车上，均已开始大量使用气压盘式制动器总成（这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的前
