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帕萨特 b5 钳盘式 制动器 结构设计 全套 cad 图纸 三维 模型

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1 湖 南 科 技 大 学 毕业实习报告 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级 ： 学 号： 实 习 地 点： 实 习 时 间： 指 导 教 师： 2 前言 刚刚完成了毕业实习 ,这是一个很重要的一个过程。通过这次实习 ,我来到了各个工厂 ,理论联系实际 ,能让我们从感性上了解与专业有关的生产工艺流程及各生产设备的特点 ,为毕业设计打下坚实的基础。我们走出学校 ,走进工厂，和工厂来次亲密接触。而对于我们这些还未走出社会 ,参加实际工作的学生来说 ,这是一片新的土壤 ,新的天空。短短的几个星期 ,我们以前学的理论知识经历了一次历练 ,我们的思想也一次次被刷新。 结束了将近四年的专业学习，我们在老师的带领下，通过自己动手的方式对我们在书本上学习到的理论知识加深印象和感性升华。对我们的专业学习和以后在工作生产中有了许多的帮助。读了四年的大学，然而大多数人对本专业的认识还是不够 , 学校为了使我们更多了解机电产品、设备以及工艺加工方法和设计，提高对机电工程制造技术的认识，加深机电在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺， 特意安排了我们到几个拥有较多类型的机电一体化设备，生产技术较先进的工厂进行实习。为期几个星期的实习，了解了工厂的生产情况，加深了与专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，电子技术在机械制造工业的应用，精密机械制造在机器制造的应用，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界 ,也是对以前所学知识的一个初审 一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足，为毕业设计和工作打好了基础。 3 一、实习目的 机械设计制造及其自动化专业是一门 实践性很强的专业，毕业实习是本科教学计划中非常重要的一个教育环节，是我们机械专业知识结构中不可缺少的组成部分，是增强学生群众观点、劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。通过毕业实习，学生能增长实践知识、培养自身各方面能力，将理论知识同生产实践相结合；还可以了解本专业发展前沿，涉猎相关学科知识，使机械设计制造及其自动化专业的学生初步具有科学研究与解决工程实际问题的能力、较强的实践动手能力和创新意识的高级应用型人才。 毕业实习是大学本科专业学习中不可缺少的重要部分，通过一段时间的 生产实习后，使自己具备足够的技能，应付将来市场的挑战并保持强劲的竞争力。毕业生产实习其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对毕业设计和以后的工作生活，都是十分必要的基础。 4 二、实习公司简介 湘潭江麓精密机械有限公司座落在一代伟人毛泽东主席的故乡湖南省湘潭市，是一家由中国兵器 标机械设备设计与制造的有限责任公司。 公司主要产品有全自动粉末、碳刷等系列压力设备；粉末冶金行业专用系列设备及冶金非标、航空高速传动装置等。其中 自动粉末压力机在 1989 年荣获国家科技进步二等奖； 刷压力机为国内首家生产的集送线、压制、剪线为一体的碳刷成型设备； 智能压力机又开创了国内自主研制、开发数字化粉末成型设 备的先河，填补了国家空白。多年来产品遍布全国各地，远销美国，以良好的设备性能、一流的服务，深受用户好评。 该公司以江麓机械集团的机械加工能力、技术力量为依托，坚持应用最新的技术标准及严格的军工质量标准，与国际先进科技接轨，致力于生产高、精设备，追求国内领先、国际同步的技术，崇尚没有最好、只有更好的设备使用效果和质量。 快速的发展，持续的专业经营使湘潭江麓精密机械有限公司迅速壮大为拥有多个核心产业项目的多元化企业。以设计、制造为主，兼顾高、精设备的维修，在粉末冶金、机械传动行业深得用户的信赖。 5 三、实习过程 1)安全第一。对于任何机械厂，安全始终是重中之重，所以在实习老师的带领下，首先对我们进行了一些安全教育和以及在实习过程中的安全事项和需注意的项目。比如在进加工车间时了，不允许穿凉鞋进厂 ;进厂必须穿长裤 ;禁止在厂里吸烟，进厂后衣服不准敞开，外套不准乱挂在身上，不得背背包进厂 ;人在厂里不要成堆，不要站在生产主干道上 ;在没有实习老师的允许情况下，不准乱按按扭、开关 ; 2)毛坯选择。首先我们来到了零件的原始毛坯 加工 车间，在老师的指导作用下，我们了解到了下面知识，零件一般是由毛胚加工而成。而在现有的生产条件下，毛胚主要有 铸件 ，锻件和 冲压件 等几个种类。铸件是把熔化的金属液浇注到预先制作的铸型腔中，待其冷却凝固后获得的零件毛胚。在一般机械中，铸件的重量大都占总机重量的 50%以上，它是零件毛胚的最主要来源。铸件的突出优点是它可以是各种形状复杂的零件毛胚，特别是具有复杂内腔的零件毛胚，此外，铸件成本低廉。据指导我们 实习 的师傅说，我们厂主要就 是靠这种方式制作毛坯。但其缺点是在其生产过程中，工序多，铸件质量难以控制，铸件机械性能较差，而锻件是利用冲击力或压力使用，加热后的金属胚料产生塑性变形，从而获得的零件毛胚。锻件的结构复杂程度往往不及铸件。但是，锻件具有良好的内部组织，从而具有良好的机械性能。所以用于做承受重载和冲击载荷的重要机器零件和工具的毛胚，冲压件是利用冲床和专用模具，使金属板料产生塑性变形或分离，从而获得的制体。冲压通常是在常温下进行，冲压件具有重量轻，刚性好，尺寸精度高等优点，在很多情况下冲压件可直接作为零件使用。 3)加工 车间。来到加工车间，这里给我的第一感觉就是太大了车间共分为五部分，分别为车削加工，铣削及其他加工，钳工，数控加工，焊接，几乎是涵盖 机械加工 的各个方面，大概有五六百人同时在里面进行各种零件加工，虽然我们在学校的时候也进行过金工 实习 ，做过一些零件，对机床也有一定认识，但是真的处于那种加工零件的气氛下，有很大的不同，一是我们学校的机床都是有一定年代的，很少近年出来的新型加工机床二是在速度上，我们的加工速度也太慢了，加工同一个 零件 ，我们需要的时间大概是这些加工师傅的五六倍，根本不能进行工业化的生产。在此次对加工车间的认识过程 6 中，我更加明白了机械加工一些流程 ;胚料 工艺上留加工余量 )调质 齿面 )齿轮零件加工工艺 :粗车 轴端面 4)装配车间。任何机器都是有一个又一个 零件 装配而来，在装配车间，这里大概有接近一百多人在进行零件的收集和装配，以及包装，再发送至储货厂，在这个车间，工人师傅首先将起所收集的零件进行飞类，一便于进行组装，确定装配方法，装配顺序，所需工具 ;再进行清洗零件，去除油污，锈蚀，涂油，确保机器组装以后，表面整洁美观。在产品装配完成以后，还要对零件各方面进行调试， 检查运动件的灵活性，密封性等性能 能，再转箱入库。 5)质保，销售和售后处理 最后，我们来到质检部门，他们主要是对所生产出来的产品进行随机性的抽查，记录其数据，并返回到加工车间，对产品进行修正和修改，更好的生产储合格产品。至于销售部分，据销售相关部门介绍，由于该企业采取的订单式生产，所以销路一路看好。 在加工车间我们实习时间最长，重点了解各机床的使用范围及使用方式。 1)车 车床在一般机器制造厂的金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总台数的 40%。车 床的种类很多，按其结构及用途可分 为：卧式车床、立式车床、转塔车床、多刀车床、仿形车床、单轴纵切自动车床、多轴棒料自动车床等，另外还有曲轴及 A 轮轴车床、铲齿车床及其他车床。各种车床中，普通车床是用途最广的一种通用机床，它的传动和构造也很典型，几乎所有形式的通用机床，都有其相应的数控机床存在，两类机床的要求有所不同。数控车床是目前使用较广泛的数控机床。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。 2)钳 钳工作业主要包括 錾削、锉削、锯切、划线、钻削、铰削、攻丝和套丝、刮削、研磨、矫正、弯曲和铆接等。钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。在机械制造过程 7 中钳工是广泛应用的基本技术，其原因是：划线、刮削、研磨和机械装配等钳工作业，至今尚无适当的机械化设备可以全部代替；某些最精密的样板、模具、量具和配合表面 (如导轨面和轴瓦等 )，仍需要依靠工人的手艺作精密加工；在单件小批生产、修配工作或缺乏设备条件的情况下，采用钳工制造某些零件仍是一种经济实用的方法。钳工的常用设备有：钳工工作台、台虎钳、砂轮机、台式钻床立式、钻床摇臂钻床。 3)磨 磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。 大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。 4) 铣 铣床是指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可 以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、 T 形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的 加工表面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床就是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。 5)刨 刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。使用刨床加工，刀具较简单，但生产率较低，因而主要用于单件，小批量生产及机修车间，在大批量生产中往往被铣床所代替。刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的机床。刨床是使刀具和工件之间产生相对的直线往复运动来达到刨削工件表面的目的。往复运动是刨床上的主运动。机床除了有主运动以外，还有辅助运动，也叫进刀运动，刨床的进刀运动是工 作台（或刨刀）的间歇移动。在刨床上可以刨削水平面、垂直 8 面、斜面、曲面、台阶面、燕尾形工件、 T 形槽、 V 形槽，也可以刨削孔、齿轮和齿条等。如果对刨床进行适当的改装，那么，刨床的适应范围还可以扩大。 用刨床刨削窄长表面时具有较高的效率，它适用于中小批量生产和维修车间。刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。 9 四、 实习总结 转眼几周的实习结束了 ,虽然实习的时间比较短，但是在该次实习中 ,我们算是真正到达机械制造业的第一前线 ,粗步了解 了机械制造业的现状和发展趋势。在科学技术高速发展的今天 ,它必将更快更紧密得融合到各个领域中 ,而这一切也将大大拓宽机械制造业的发展方向。它的发展趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化 适用于迅速更换工艺、更换产品的需要 ,使其与环境协调的柔性 ,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化 ,还有使制造过程物耗 ,人耗大大降低 ,高自动化生产 ,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化。 通过现场观看各种工种的工作情况，我们了解到许多设备的实际操作和运行原理，大致知道了一些操作工艺过程与方法，当然也能更好的将书本学的知识和实际结合起来。对我的专业素养和技能的提升有着重要的作用，算是让我真正的把在学校学习到的知识联系到了实践上。当然本次实习也让我意识到自己本身还是存在着很大的欠缺，这不仅表现在专业知识有所欠缺，同时也表现在理论联系实际的能力较差。将来的我不仅仅要是优秀的毕业大学生，更应该是一名合格的基层工人，只有这样定位自己才能不断地提升自身的素质、素养，不断地改进自己的知识结构水平，让自 己投入到理论学习中，好好积累基础理论知识，才有机会在将来的工作中更好的理论联系实际，也只有这样才能成为一名合格的基层工人或者一名合格的技术人员。 虽然通过这次实习所学到的知识有限的，但通过这次实习让我们明白了我在实际操作、技能等方面还存在很大的不足。 “纸上谈来终觉浅，绝知此事要躬行”，所以说这种实习对我们这种在理论学习下了大功夫的学生面前显的是那么重要。只有通过在学习过程中的不断实习，才能让我们将理论和实际联系起来，也只有这样才能让我们不断进步，最后成为一名实干型专业人才。 毕 业 设 计（ 论 文 ） 题目 帕萨特 作者 学院 专业 学号 指导教师 i 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。再根据轿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算 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 of on a of a of of of of on of to is a of as on as in of 录 第一章 绪论 - 1 - 究意义 - 7 - 内外发展现状 - 7 - 动系的功能和要求 - 8 - 题任务 - 9 - 车参数 - 9 - 第二章 制动器方案选择 - 10 - 动器的主要类型 - 10 - 动器的工作原理及其特点 - 10 - 式制动器 - 11 - 式制动器 - 11 - 式制动器方案比较 - 12 - 定钳式盘式制动器 - 13 - 动钳式盘式 制动器 - 13 - 盘式制动器 - 14 - 第三章盘式制动器主要参数的确定 - 16 - 动盘直径 D - 16 - 动盘厚度 h - 16 - 动块 - 16 - 第四章 盘式制动器的设计与计算 - 20 - 动力与制动力分配系数 - 20 - 想的前、后制动器制动力分配曲线 - 24 - 步附着系数计算 - 25 - 动力、制动强度、附着系数利用率的计算 - 28 - 载时的情况 - 28 - 载的情况 - 30 - 动最大力矩 - 32 - 动器因数及制动距离的计算 - 33 - 动器因数的计算 - 33 - 动器距离的计算 - 34 - 用附着系数与制动效率 - 34 - 利用附着系数 - 35 - 动效率 - 36 - 动器制动性能核算 - 36 - 核计算 - 37 - 擦衬块的磨损特性计算 - 37 - 动器的热容量和温升的核算 - 38 - 式制动器制动力矩的校核 - 40 - 第五章 总结 - 42 - 参 考 文 献 - 43 - 致谢 - 44 - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 - - 6 - - 7 - 第一章 绪论 究意义 随着社会的不断向前发展，汽车在人们的生活中的作用也日趋明显，人们从事生产活动离不开汽车，日常生活中，汽车尤其是乘用车成为经常使用的交通工具。拥有一辆轿车是 人们生活质量水平提高的标志。而制动系统是汽车安全系统当中最重要的一项，其结构和性能的优劣直接影响车辆和人身安全。因此人们对其提出了更严格的要求，现代社会，对制动系统的研究设计以提高其工作性能是十分重要的。 内外发展现状 国内汽车制动系统行业主要以生产盘式制动器、鼓式制动器、真空助力器、液压制动总泵及液压制动 分泵等制动器产品为主。我国 品正处于发展阶段，特别是液压 研究难度较大，因为液压 要针对轿车，而国内的大部分轿车是以合资为主，其技术主要由外方控制。重庆聚能汽车技术有限公司是目 前国内唯一能同时生产液压制动 气压制动 列产品的企业，其技术已经接近世界先进水平。 目前， 成为欧、美和日本的成熟产品，形成了完整的评估检测标准，并以基础，延伸出许多更优越的电子制动系统，如： - 8 - 等。目前主要集中在 电子制动领域的研究方面，如凯西一海斯 (K H)公司在 1 辆实验车上安装了 1 种电一液 (动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用 4 个比例阀和电力电子控制装置， K H 公司的 能考虑到基本制 动、 引力控制及巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。 统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短 5。一种完全无油液和完全电路制动 (开发使传统的液压制动装置成为历史。德国 司还开发了一种电子报警系统。它收集如轮胎气压、摩擦片磨损、制动温度等些参数，然后传送给驾驶员或运输公司，可监视制动摩擦片的磨损情况。一旦发现制动摩擦片需要送维修站处理时，它可立即告知，并以黄、红报警灯显示制动摩擦片损坏程度。对制动 系统的研究一直以来都是国内外汽车行业所特备关注的问题。由于人们对制动安全性的不断重视，许多新兴的设计和电子技术被应用到制动系统当中去，如 抱死系统、 动辅助系统、 子稳定程序等均是为了提高制动系统的安全性；计算机技术和 术在制动系统的设计过程的应用也大大提高了其质量，加快了设计的周期。以前乘用车以“前盘后鼓”式制动器为主的现象现在已逐渐被“前盘后盘”式所代替。科技的日新月异与不同新技术的出现和应用为制动系统的设计发展提供了新的设计思路和发展方向。 动系的功能和要求 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。 汽车制动系统必须具备如下功能： 1）在汽车行驶过程中能以适当的减速度使车降速到所需值，甚至停车； 2）使汽车在下坡行驶时保持稳定的速度 ; 3）使汽车可靠在原地（包括斜坡）停驻 ; 4）制动系应满足的要求 : - 9 - 5）应能适应有关标准和法规的规定 ; 6）具 有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能 ; 7）工作可靠 ; 8）制动效能的热稳定性好 ; 9）制动效能的水稳定性好 ; 10）制动时汽车操纵稳定性好 ; 11）制动踏板和手柄的位置和行程应符合人 机工程学要求 ; 12）作用滞后的时间要尽可能短 ; 13）制动时不能产生噪声和振动 ; 14）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动 ; 15）能全天侯使用 ; 16）制动系机件的使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维。 题任务 （ 1）了解固定钳盘式制动器设计的基本步骤， （ 2）学会如何确定固定钳盘式制动器的相关参数， （ 3）使用 制固定钳盘式制动器三维模型， （ 4）分析固定钳盘式制动器的结构。 车参数 车型：帕萨特轿车 基本参数： 1）车长： 4870 2）车高： 1472 3）车宽： 1834 4）轴距： L=2803 5）最高车速： 00 Km/h； 6）汽车空载质量： 1435 汽车满载总质量： 1930 7）空载时汽 车的质心高度： h g =800 满载时汽车的质心高度为 30 8）汽车空载时的轴荷分配：前轴 60%，后轴 40%； 9）汽车满载时的轴荷分配：前轴 52%，后轴 48%； 10）汽车前轴的距离： 1577 - 10 - 11）汽车后轴的距离： 550 前后轮胎规格： 215/60则：轮辋直径约为 381 最大功率： 96 第二章 制动器方案选择 动器 的主要类型 制动器是具有使运动部件 (或运动机械 )减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。 目前，广泛使用的是摩擦式制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，可分为鼓式、盘式和带式三种。鼓式制动器分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两类。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，制动时，利用制动鼓的内圆柱面与制动蹄摩擦片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩。盘式制动器的旋转元件是一个垂 向安放且以两侧面为工作面的制动盘，其固定摩擦元件一般是位于制动盘两侧并带有摩擦片的制动块。当制动盘被两侧的制动块夹紧时，摩擦面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩以阻止车轮转动。鼓式制动器的带式制动器只用作中央制动器，这里不做考虑。 动器的工作原理及其特点 - 11 - 式制动器 典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄 上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。 在轿车制动鼓上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的 2，两制动蹄摩擦衬片的 磨损程度也就不一样。 为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆（棘爪）拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。 式制动器 盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义 是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，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，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器 的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。 - 12 - 图 动器原理 与鼓式制动器比较，盘式制动器有以下优点： 热稳定性好。原因是一般无自行增力作用，摩擦衬块表面压力分布较鼓式中的衬块更为均匀。此外制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄的中部接触，从而降低了制动效能，这称之为机械衰退。制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，古无机械衰退问题。因此，前轮采用盘式制动器，汽车制动时不易跑偏。 水稳性好。制动块对盘的单位压力高 ，易于将水挤出，因而浸水后效能降低不多；又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一、二次制动机能恢复正常。鼓式制动器则需要经过十余次才能恢复正常。 制动力矩与汽车制动方向无关。 易于构成双回路制动系，是系统有较高的可靠性和安全性。 尺寸小、质量小、散热性良好。 压力在制动块上分布比较均匀，故衬块磨损也均匀 更换衬块简单容易。 衬块与制动盘之间的间隙小，从而缩短了制动协调时间。 易于实现间隙自动调整。 方案初步选取：基于以上比较盘式制动器的优势，以及轿车对制动器安全性要求较高，其效能稳定性要好，所以 不能选择效能稳定性较差的鼓式制动器，所以可以初步确定为盘式制动器。 式制动器方案比较 盘式制动器分为固定钳式盘式制动器、浮动钳式盘式制动器、全盘式盘式制动 - 13 - 器，各有其优缺点。 定钳式盘式制动器 固定钳式盘式制动器如下图所示，其制动钳体固定在转向节（或桥壳）上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动两个活塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减少时，回位弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘。 这种结构形式又称为对置活塞式或浮动活塞式固定钳式盘式制动器。固定钳式盘式制动器的制动钳刚度好，除活塞和制动块外无其他滑动件。但由于需采用两个油缸并分置制动盘的两侧，因而必须用跨越制动盘的内部油道或外部油管来连通。这就使得制动器的径向和轴向尺寸都较大，因而在车轮中，特别是车轮轮距小的微型车的前轮中的布置比较困难；需两组高精度的液压缸和活塞，成本较高；制动产生的热经制动钳体上的油路传给制动油液，易使其由于温度过高而产生气泡，影响制动效果。微型客车从结构和经济性上考虑都不适用固定钳式盘式制动器。近年来，由于汽车性 能要求的提高，固定钳式固有的弱点使之不能完全适应这些要求，故不采纳固定钳式盘式制动器。 图 固定钳式盘式制动器 动钳式盘式制动器 浮动钳式盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动，另一种的制动钳体可绕一支撑销摆动。但它们的制动油缸都是单侧的，且活塞 制动钳体 制动块 车桥 进油口 制动盘 缺点：油缸多、结构复杂、制动钳尺寸大 。 油路中的制动液受制动盘加热易汽化。 - 14 - 与油缸同侧的制动块总成为活动的，而另一侧的制动总成则固定在钳体上。制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动 块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。浮动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，其结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可将制动器近一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车制动和驻车制动。由于浮动钳没有跨越制动盘的油道或油管，减少了油液受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮遮蔽较小，使冷却条件较好。另外单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长，也增大了油缸的散热面积，因此制动油液温度比固定钳式的低 30 50，汽化的可 能性较小。相比于固定钳式浮动钳式可将油缸和活塞等精密件减去一半，造价大为降低。 图 浮钳式制动器 盘式制动器 全盘式制动器由固定摩擦圆盘和旋转 圆盘组成。定圆盘通过导向平键或花键联接(见键联接、花键联接 )于固定壳体内，而动圆盘用导向平键或花键装在制动轴上，并随轴一起旋转。当受到轴向力时 ,动、定圆盘相互压紧而制动。为增多盘数和在圆盘表面覆盖一层石棉等摩擦材料可增大制动力矩。其工作原理如摩擦离合器，故又称离合器式制动器。这种制动器结构紧凑，摩擦面积大，制动力矩大，但散热条件差，结构较为复杂，造价成本高，故不予以采用。 - 15 - 图 全盘式制动器 综上所述：选择方案三浮动盘式制动器最为理 想。滑动钳式制动器由于它结构简单、紧凑、质量小和耐高温，它既满足了制动安全实用性也具有较低的生产成本，得到了广泛的应用，所以我考虑选用滑动钳式盘式制动器做为轿车的制动器。 - 16 - 第三章盘式制动器主要参数的确定 动盘直径 D 制动盘直径 D 应尽可能取大些，这时制动盘的有效直径得到增加，可以减少制动盘的夹紧力，降低衬块的单位面积压力和工作温度。由于受到轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的 70%总质量大于 2t 的汽车应取上限。 我所设计的汽车，满载时的总质量有 1920对该车前轮制 动器制动盘的直径选择为轮辋直径的 75%，给定的轮胎参数为： 215就是说轮辋直径为 381么 : 制动盘直径 D=d 74%=381 74%=280中 d轮辋直径， d=15 英寸 =381动盘厚度 h 制动盘厚度 了使质量不至于太大，制动盘的厚度应取得适当小些，为了降低制动工作时的温升，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以做成实心的，为了通风散热，降低制动工作时的温 升，又可以在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通常，实心制动盘厚度可取为 10 20有通风孔道的制动盘两工作面之间的尺寸一般取 20 30 我所设计的汽车制动盘为了降低温升，增加散热，我选用通风式的制动盘。 厚度为： H=28动块 制动块有背板和摩擦衬块构成，两者直接压嵌在一起。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。 - 17 - 图 摩擦块 1）摩擦衬块内半径 外半径 般摩擦衬块的外半径 内半径 比值不应偏大。因为，如果比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减少，最终会导致制动力矩变化大。 经过计算参考，选择 634 1+=110 （ 1 1+m）（ 1+m） 15 m=2= 2） 摩擦衬块的工作面积 A 确定盘式制动器摩擦衬块工作面积 A 时，根据摩擦衬块单位面积占有的汽 车质量，推荐在 选取 a=60 ； 则： 单片衬块作用面积 A=（ 60/360）（ 2122 ） =6047 检验： 1435 40% 2 6047） = 的车轮，其力矩平衡方程为 : 0式中， 制 动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反， N m； 地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称地面制动力，其方向与汽车行驶方向相反， N； 车轮有效半径， m。 令 (并称之为制动器制动力， 地面制动力 方向相反，当车轮角速度 0时，大小亦相等，且 由制动器结构参数所决定。即 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比例。当加大踏板力以加大 随之增大。但地面制动力 着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F，即 （ 或 中 ， 轮胎与地面间的附着系数； Z 地面对车轮的法向反力， N。 - 21 - 图 制动力分配曲线 当制动器制动力 地面制动力 到附着力轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩 表现为静摩擦力矩，而即成为与 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 到附着力制动器制动力 于踏板力 增大使摩擦力 增大而继续上升如图( 根据汽车制动时的整车受力分析如图 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 ： )(21 g ()(12 g （ 图 汽车受力分析 - 22 - 式中， G 汽车所受重力， N； L 汽车轴距， 1L 汽车质心离前轴距离， 2L 汽车质心离后轴的距离， 汽车质心高度， g 重力加速度， m/ 汽车制动减速度 , m/ 汽车总的地面制动力为 : （ 式中， q（ 制动强度，亦称比减速度或比制动力； 1 2 前后轴车轮的地面制动力， N。 由 以上两式可求得前、后轴车轮附着力为 : 221（ 112（ 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 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 (式 (式 (得在任何附着系数 的路面上，前、后车轮同时抱死 - 23 - 即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是： 2121( h/)(/2121 式中， 1 前轴车轮的制动器制动力， N， 111f ； 2 后轴车轮的制动器制动力， N， 222f ； 1 前轴车轮的地面制动力， N； 1 后轴车轮的地面制动力， N； 1Z ， 2Z 地面对前、后轴车轮的法向反力， N； G 汽车重力， N； 1L ， 2L 汽车质心离前、后轴距离 , 汽车质心高度， 图 轿车的 I 曲线和 曲线 由式 (知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力 1 2 的函数。 将上式绘成以 1 2坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，简称 I 曲线，如图 示。如果汽车前、后制动器的制动力 1 2按 I 曲线的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数 的路面上制动时，都能使前、后车轮同 - 24 - 时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动 1汽车总制动力 比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数 ： 2111 又由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，故 又可通称为制动力分配系数。 想的前、后制动器制动力分配曲线 前面已经指出，制动时前、后轮同时抱死，对附着条件的利用、制动时汽车方向的稳定性均较为有利。此时的前、后轮制动器的制动力 1 2关系曲线，常称为理想的前、后轮制动器的制动力分配曲线。 在任何附着系数的 路面上，前、后轮同时抱死的条件是：前后轮的动力之和等于附着力，并且前后轮制动器的制动力分别等于各自的制动力，即 1 G 1 12 2 （ 或 1 G 2 代入上式，得 1 G 2 （ 由式（ 成的曲线，即为前后轮同时抱死时前后轮制动器的制动力的关系曲线；理想的钱后轮制动器制动力分配曲线，简称 I 曲线。 - 25 - I 曲线可有作图法直接求得。先将式（ 的第一式按不同的 值（ =）作图画在 ，得到与坐标轴成 45 度、与坐标截距依次为 g（ ）的平行线；再对式（ 二式按不同的 值（ =）带入，也做与图 ；得到一组通过原点、斜率不同的（斜率等于 1 2其值大小与 有关，随着 值增大，斜率减小）的射线。 这两组直线中，对于某一 值，均可以找到两组直线，着两条直线的交点即可满足1对不同 值的两直线交点 A,B,C连接起来便得到了 I 曲线。曲线上任意一点代表在该附着系数路面上前后轮制动器的制动力应有的数值。 由此可见，只要给出汽车总质量、汽车质心的位置，就能做出 I 曲线。另外 I 曲线随着负载增加而上移。 应当指出， I 曲线是踏板力增长到前后轮同时抱死拖滑时的前后轮制动器制动力的分配曲线。车轮同时抱死时，F，2F，所以 I 曲线也是前后轮同时抱死时1 还要进一步指出，汽车前后制动器制动力长不能按 I 曲线来分配。制动过程中尝试一根车轴先抱死，随着踏板力的进一步增加，接着另一根轴接着抱死。 步附着系数计算 由 (可知分配曲线表达为： 1上式在图 是一条通过坐标原点且斜率为 (1- )/ 的直线，它是具有制动器制动力分配系数为 的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称 线。图中 线与 点，可求出 B 点处的附着系数 =0,则称 线与 同步附着系数。它是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定。同步附着系数的计算公式是：h 对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数 等于同步附着系数 0 的路面上，前、后车轮制动器才会同时抱死。当汽车在不同 值的路面上制动 - 26 - 时，可能有以下情况： (1)当 0， 线位于 I 曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。 (3)当 =0，制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能力。 为了防止 汽车的前轮失去转向能力和后轮产生侧滑，希望在制动过程中，在即将出现车轮抱死但尚无任何车轮抱死时的制动减速度，为该车可能产生的最高减速度。分析表明，汽车在同步附着系数0的路面上制动 (前、后车轮同时抱死 )时，其制动减速度为 du/dt=g，即 q=0， q 为制动强度。 而在其他附着系数 的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死时的制动强度 ，汽车可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即 2。若取 = 制动力 以写为 110() g （ 制动强度 q 可以写为 - 30 - 110() g （ 附着系数利用率可以写为 110() g （ 可得后轮制动器的制动力 2 2 21() L q H （ u= T1u=F1u*以上的计算结果均通过 程运算得出，详见运算表格，从结果可知路面条件越好，车轮与路面间的附着系数越高，则前轮制动器所承受的制动力和制动力矩就越大。 载的情况 1）当 =0时，有： 1 2 故 = q= = =q/ =1 （ 1G(L2+ /L （ 1 1F T）当 0时，汽车可能得到的最大总制动力取决于前轮刚刚首先抱死的条件，即 1若取0=- 31 - 则制动力 以写为 220() g （ 制动强度 q 可以写为 220() g （ 附着系数利用率可以写为 220(