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1、机机械工程学院毕业设计题目：汽车盘式制动器设计专业：车辆工程班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2016.5.26 目录摘要3前言31绪论41.1 制动系统设计的意义41.2 本次制动系统应达到的目标42制动系统方案论证分析与选择42.1 盘式制动器52.2 简单制动系52.3 动力制动系52.4 伺服制动系62.5 液压分路系统的形式的选择62.6 液压制动主缸的设计方案63盘式制动器概述83.1制动盘83.2制动摩擦衬块93.3 盘式制动器操纵机构94制动系统设计计算104.1 相关主要参数104.2 同步附着系数的分析114.3 分析计算法向作用力114.4 制动力矩分配系数的选
2、取和计算124.5 制动器制动力矩的确定124.6 盘式制动器主要参数确定134.7 盘式制动器的制动力计算154.8 制动器主要零部件的结构设计165液压制动驱动机构的设计计算175.1 前轮制动轮缸直径的确定175.2 制动主缸直径的确定175.3 制动踏板力和制动踏板工作行程18第6章制动性能分析196.1 制动性能评价指标206.2 制动效能206.3 制动效能的恒定性206.4 制动时汽车方向的稳定性206.5 制动器制动力分配曲线分析216 .6制动减速度和制动距离。226.7 摩擦衬块的磨损特性计算227总结24参考文献25致谢25Abstract.26附录.26汽车盘式制动器设
3、计摘要此片设计主要讲述了盘式制动器的整体设计，有对于整体机构的设计分析，还有数据的比对和选取。盘式制动器主要的工作原理和结构原理等等，这样我自己会更好的更熟练的掌握设计这一方面，除此外本文还讲述了盘式制动器中的摩擦衬块特性。关键词：盘式；设计；分析。前言汽车设计中我们都知道应该注意安全可靠，并且车辆在适应路面道路时候，车辆本身不会出问题。并且自身可以有很强的能力应付不同的道路状况。这就要提及汽车的制动系统，一个汽车的制动系统比较优秀，他会给驾驶员一个很舒适的操作感觉，而且完全会提高汽车整体的安全性，保证车内人员的安全。本文讲述的盘式制动器是近代发展比较迅速的制动器形式，相较于鼓式制动器有着不错
4、的性能。盘式制动器主要依靠制动盘制动钳还有摩擦衬块，在驾驶员施加力的作用下相互产生摩擦，以此来产生制动力阻止汽车高速运动。在盘式制动器的选则中，也会有全盘式和钳盘式这两类。本次设计共七章内容，在李进导师的指导下，结合有关的书籍和手册而完成；李老师在我的设计中做了全程辅导，严谨细致的审阅了此次设计，提供了诸多珍贵的建议，对敬爱李老师表示真挚的谢意。1绪论1.1 制动系统设计的意义交通工具中汽车是大家普遍使用的。汽车制动系统是汽车整体结构中比较重要的一部分，同时也是保证安全性系统里最重要的一个部位。它有着限制车辆高速行驶得能力，并且在驻车制动中也经常使用。制动性的好坏与安全性的联系是非常明显的。由
5、此在汽车产业飞速的发展中，我们需要对于安全可靠这类要求更加严格。制动系统的可靠，车内人的安全性也自然提高了。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）制动效能稳定性好3）制动过程中具有良好的操作稳定性；4）制动效能的热稳定性好；2制动系统方案论证分析与选择机械摩擦式的原理就是固定原件和旋转原件摩擦产生制动力。鼓式和盘式是依靠在轮毂上安装的旋转元件的不同来进行区分。2.1 盘式制动器盘式制动器在现在的实际应用规划中主要有带有单独制动钳的钳盘式和全盘式两种。1）钳盘式钳盘式制动器有定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。a定钳盘式制动器：整体部件都是在制动钳体开槽口中同步运动，除了钳体
6、处于静止。优点：移动的活塞和制动块保证了钳体的刚度，具有多回路制动系的特点。b浮钳盘式制动器：这种制动器具有以下优点：管路不易受到高温，汽化现象不产生。由于轴向尺寸小，制动器与轮毂距离小；成本低；制动块可以用于驻车制动。2）全盘式全盘式与离合器的原理相差无几。主要是工作环境不好导致散热较差。盘式制动器优于鼓式制动器的优点如下：1）制动效能稳定性好；2）制动力矩不会随运动方向的改变而改变；3具有双回路，安全性和可靠性高；4）尺寸小、质量小、散热好；5）制动衬块所作用在制动盘上的压力合理分布，在摩擦面上都会是光滑的磨损；6）更换衬块工作简单容易。7）衬块和制动盘的距离不会有太大的间隙，缩短协调过程
7、。8）整体间隙可以实现轻便的自动调整。因此我们选择浮钳盘式制动器。2.2简单制动系人力制动就是人为的施加力产生制动。这里有机械式和液压式两类。液压式是现代设计的代表。主要的优点是：短时间的滞后作用（0.1-0.3s),工作压力高（可达10MPa-12MPa),不需要较大的轮缸尺寸，一般都是安装在制动器内部，在实际应用中可以直接作用为制动蹄张开机构。设计简单价格低机械效率高。自身的力传动比限制了适用范围。另外，液压制动主要缺点是在整个管路受热的时候，会出现运输不畅通，整体的效率降低，操作不灵巧，不能满足现代汽车操作轻盈的条件，目前只使用在微型汽车上。2.3动力制动系动力制动系是主要由汽车本身动力
8、发动装置提供统，人为地进行控制。此处介绍主要三类。1)气压制动系气压制动产生较高制动驱动力，他们之间制动驱动系统的整体连接构成简单，黏合和分开都很容易，大多数用在货车总质量为8t以上甚至更高、特殊车型也有使用。但气压制动系必须采用那些比较笨重复杂的原件；管路中压力产生和消散的过程都比较长，提高了滞后时间（0.3s-0.9s),因此增加了驻车距离。为了弥补气压不足的情况必须加有一个加速阀和快放阀。因为整个管路工作压力低（一般为0.5-0.7MPa)。制动器室的直径都应该大些，并且设计在制动器的外部，再通过其他部件驱动制动蹄，减震簧下的质量就会增加，整个装置的噪声很大。2)气顶液式制动系气顶液制动
9、是一种气压制动和液压制动的结合体。主要是设计的气压管路比较短，较短的滞后时间。显然，其结构不够简单、质量重、成本高，所以主要用于重型汽车上，中型货车一般采用。3)全液压动力制动系全液压动力制动不受气化现象影响，并且提供较高制动力，具有普通制动的优点。结构不够简单，复杂的精密件，严格的密封性，目前应用并不广泛。2.4 伺服制动系动力失效的时候伺服制动辅助人力提供制动力。主要有真空；气压；液压三种。2.5 液压分路系统的形式的选择具有多回路是为了拥有较高的可靠性，即使有管路失效，也会有其他管路替代，不会干扰汽车整体运行的顺畅。有如下五种分路(如图2-6所示)：1） II型，前轴制动器与后桥制动器使
10、用不同回路。2） 交叉型（X），两轴不同侧的制动器是属一个回路。3） 一周半对半轴（HI）型，有一侧前轮缸与所有后轮缸同一回路，其他则是一个回路。4） LL型，两个回路对前轮制动器和后轮制动器起作用。5） HH型，每一条回路都不会对所有轮缸起作用，只会对其中一半的有作用。图2-6 液压分路系统形式II型管路易于布置，使用广泛，但容易使车丧失转向能力，并且还有制动力不足的可能，如果出现载重失衡的状况还会发生侧滑。X型的结构也很简单。可以很好地改善汽车的稳定性保持制动力的充足，不会低于正常值的一半。比较适合注销偏移距是负值的汽车。HI、HH、LL型设计都比较复杂。LL型和HH型有较强的能力维持汽车
11、正常运行。LL型和HH型只能存于一半的制动力。HI和LL出现后轮抱死剩余制动力也可以提供制动力。综合以上各个管路的优缺点，最终选择X型管路。2.6液压制动主缸的设计方案选用双回路制动系统，这样提高行驶安全性。并且制动主缸的形式是串联双缸。储存罐中的油会进入主缸中，然后缸腔中的油压输入轮缸。主缸停止时，前后腔的活塞头部位于各自的旁通孔和补偿孔出。制动踏板下压时，整体机构产生运动，液压升高。活塞会被后腔中的液压和弹簧力向前推进，前腔压力自然就会上升。当持续给踏板压力时，所有腔中的液压压力都会继续攀升，这样制动就会产生。不填加踏板力的时候所有机构都会回归原位。当踏板回归原位的过程时，由于油液迟滞，导
12、致液压差油液会流回原来的腔中。储液室中的油液流回进油腔。活塞回归原位，此时旁通孔已开放，会由制动管路流回主缸如果油液过多会通过前后缸流回储液室。，出现泄露和制动液膨胀或收缩这种现象都会得到补偿。在与前腔连接的制动管路失效时，在制动踏板给与压力，只会造成液压存在于后腔，而前腔将不会有任何压力输出。由于有液压差的存在，活塞会立刻顶到主缸体。这样后腔的工作压就能满足要求所需的值。如果后缸不能够输出足够的液压压力，即使踏下制动踏板，只能够驱使后缸活塞而不能够驱动前缸活塞，这是在后腔连接的制动管路无法工作的条件下。后缸活塞顶触前缸活塞，制动力由前缸的液压产生。由此可见，双回路液压制动系可以补救失效回路。
13、必须延长踏板行程，会导致汽车需要的制动距离增长，不能够有足够的制动力，高层次的提高可靠性和安全性。3盘式制动器概述3.1制动盘a.制动盘直径D 制动盘直径取大些对于其他部件的设计都会有好处但只能是轮辋直径的70%-79%. b.制动盘厚度h在高速情况下制动的制动盘受到温度和自身质量的影响，因此选择具有通风性。为了保持安全性和实用性，采用通风式可以降低制动盘温度。所选制动盘也应有一定厚度这是不可少的在保证刚性和韧性条件下c.制动盘的安装制动盘是为了和车轮在运动过程中一起旋转才安装在轮毂上的。并且需要维持有效半径的的长度，有效半径是制动盘中心和摩擦衬块中心的直线距离。这样其他条件都相同的状况下随着
14、半径的长度增加制动力才会越来越大。3.2制动摩擦衬块摩擦衬块包括摩擦材料和底板。设计值内半径与外半径和推荐值比值小于1.5。如果偏大会导致制动力矩变化大。衬块工作面积为汽车质量1.6-3.5kg/cm2之间。为了避免摩擦衬块的损坏，在使用过程不知道，而造成汽车出现安全问题。在后来的设计中使用了电子式磨损指示器。3.3 盘式制动器操纵机构制动踏板通过一些杆件与制动元件相连。松开制动，回位弹簧使踏板自动回位，左右制动器的踏板可用连接板连接，以便同时制动两驱动轮。当不处在制动状况下，在回位弹簧作用下制动踏板都应该灵敏的回到初始位置。还必须有停车锁定装置。直线行驶注意先分离制动器再经行制动。4制动系统设计计算4.1 制动系统主要参数数值a.汽车参数如表4.1所示。表4.1 汽车参数编号名称符号数值单位备注1质量M0320.000 kg2重力G3136.000 N3质心高度hg300.000 mm11.82 inch4轴距L1600.000 mm63.04 inch5质心到前轴的长度a848.0
