资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共34页)
编号：1562650
类型：共享资源
大小：589.58KB
格式：ZIP
上传时间：2017-08-14
上传人：闰***
认证信息
个人认证
冯**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
轿车
滑动
钳盘式
制动器
设计
- 资源描述：
-
轿车滑动钳盘式制动器设计,轿车,滑动,钳盘式,制动器,设计
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）中期报告 题目： 轿车 滑动钳盘式制动器设计 1 根据本设计任务书中的计划，现将自己在设计实施过程中所取得的成果、项目完成情况及存在问题进行总结、汇报，希望在指导教师的帮助下按期圆满完成本设计： 一 文）进展情况 本设计已完成以下类容： （ 1）根据设计大纲和基本参数的相关规定，规范和原则，初步确定了设计范围，总体方案的拟定和确定。 （ 2）完成了制动器主要参数的确定。 L 汽车的轴距 L=2650 a 满载时质心 距前轴距离 a=1380 b 满载时质心距后轴距离 b=1230mm 满载时质心的高度 50mm 1330 ma ma =1750胎与轮辋尺寸确定： 1）轮辋尺寸规则 为 15 6j，则轮辋的名义直径为 381 2）轮胎的类型： 5 R 15 91H 3） 轮胎宽度 扁平率 =胎壁高度 ， 然后胎壁高度 2 （因为胎壁有上下两部 分） 4） (轮胎高度 +轮辋名义直径 )/2=轮胎高度 5）车轮的有效半径为 323择中级轿车为设计对象，由汽车设计手册得制动盘直径 辋直径的 70% 79%，本设计选择 77%，所以制动盘直径 D=295 制动盘的厚度 使质量小些，制动盘的厚度不宜取得很大；为了渐少温升，制动盘的厚度又不宜取得太小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘间铸出通风孔道。实心通常直径为 10 20设计选择 h=16 由于摩擦衬块外半径2以取1R=90R=120果比值过大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度会相差很多，而使摩擦不均匀，接触面积减小，最后将导致制动力矩变化大。 在确定盘式制动器制动衬块工作面积 据制动衬块单位面积所占有的汽车的质量，在 围内选用。汽车满载时质量为 1750轮满载时载荷为 10501050/（ 4） A 1050/（ 4） 所以 0 2 盘式制动器的间隙一般为 计中取间隙为 二 存在的问题：本设计中存在大量的繁琐的计算，零件的选用，还有一方面就是对绘图软件的不熟悉，对一些画图软件存在的问题不能完全按照计算结果画出相一致的图。 续完善设计思路，优化方案，精确计算，以达到更高水准。继续大量使用绘图软件，以达到熟练运用的程度。 三 对制动器的总体设计进行优化改进，改进中期设 计存在的问题和缺点，比如对制动性能对比试验进一步论证，计算不够精确等方面缺陷。 第 7动钳盘式制动器结构的具体方案，图纸绘制，准备中期答辩； 第 11写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 (论文 )开题报告 题目：轿车滑动钳盘式制动器 设计 1 文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 目背景、研究意义 当今社会，汽车在人们的生活中起着越来越重要的作用，同时，汽车的设计与生产涉及到许多领域，以其独特的安全性，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，长寿命的的制动系统。该性能的好坏对汽车的行驶 和安全有着重要的影响。 7目前，轿车的制动器主要是盘式制动器。而轿车绝大部分盘式制动器采用的是滑动钳盘式制动器。滑动钳盘式制动器是指仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，制动钳可相对于制动盘轴向滑动，并借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力的钳盘式制动器。 滑动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可将制动器进一步移进轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动器。浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮隐蔽较少使冷却 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，因此制动液温度比固定钳式低 30 至 50 度，气化的可能性比较小。但是由于钳体是浮动的，必须设法减少滑动处的磨损和噪声。 17本次设计的轿车盘式制动器为滑动钳盘式。由于在此制动器的设计中，对主要零件进行了一下设计：滑动钳体及其支架都选用了可锻铸铁，以保证其有高的强度和刚度；钳体中没有加工出制动油缸，而将单独的油缸装嵌入钳体中；活塞选用 45 号钢，并做成杯形，降低噪声和提高耐磨性；制动钳中有橡胶密封圈以实现间隙的自动调整；摩擦制动块，其大部 分面积要被活塞压住，以免卷角引起尖叫声。因此，所设计出滑动钳盘式制动器具有良好的制动性能和效能，较少的磨损和噪声。这将大大提高轿车制动系统的性能，从而提高轿车行驶的安全性，最大限度的避免因制动器发生故障而发生车祸。 内外相关研究情况 在国内外的研究中，轿车的滑动钳盘式制动器早期则侧重于试验其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行中，如摩擦机理的研究和制动力噪声的分析，制动噪声的分析。另外，对目前轿车的滑动钳盘式制动器的研究和开发应注 重的问题主要是提高制动器的制动效能，防止尘污和锈蚀，减轻重量，简化结构，降低成本，电子报警和智能化系统的发展，使其实用性更强与寿命更强。 摩擦机理的研究：马保吉等的研究表面，摩擦力的产生机理直接决定了摩擦热的产生机理。制动开始时，摩擦制动片在制动系统管路压力的作用下夹紧制动盘，使盘 2 片界面之间产生摩擦力。如果忽略擦料磨损的影响，可认为制动器吸收的制动能量全部转换为热量。研究摩擦了产生机理的目的在于，在分析制动副表面温度场时，能够对摩擦界面的热流边界条件提出合理的假设。摩擦制动过程中产生的热量主要由两部分组成：一部分是摩擦表面的微凸体与接触界面的粘结和断裂及接触区域和周围材料的塑性变形产生的热量；另一部分是摩擦材料在一定温度下的热降解产生的热量。第一部分中摩擦界面粘的形成和断裂、接触区域的塑性变形及界面第三体的塑性变形等对摩擦能影响很大。研究表明，消耗在亚表层材料的能量远远大于消耗于接触面上的能量，占摩擦热的绝大部分，且绝大部分转化为热量。树脂基复合摩擦材料子一定温度下会发生化学反应而降解，降解产物包括固体、液体和气体。在大气环境下，热降解过程是一种放热过程，因而成为摩擦制动中产生热量的一部分。因此，摩擦 制动过程中摩擦热主要产生在接触区域具有一定厚度的界面而不是在接触表面，在温度场分析中，摩擦热应作为体积热而不应作为表面热流从接触表面输入，同时接触界面存在一定的接触热阻，界面的热特性不同与摩擦材料基体的热特性。 11 制动噪声的研究：早期对制动尖叫现象一般简单地归结为当静摩擦系数大于动摩擦系数或动摩擦系数随相对滑动速度的变化率小于零时，制动系统的自激振动问题。1980 年， 纯试验方法研究了鼓式制动器的制动尖叫，通过增加底板刚度，制动尖叫被成功抑制。进入 20 世纪 80 年代中后期，随着计算机 技术的发展，逐步从简化模型进入对实际制动器结构的研究，定量的解释制动器噪声的各类现象。关于制动器噪声的研究大多集中在盘制动器，其研究较成熟，有有限元、模态分析、结构闭环耦合模式等研究方法。将东鹰等借助有限元和模态综合技术建立了盘式制动器制动尖叫摩擦耦合模型，通过复特征分析，得到对应于每阶段振动模态的阻尼与频率，模态阻尼值揭示了哪些模态不稳定并可能产生尖叫，最后运用耦合模型研究了摩擦系数和子结构模态对制动尖叫的影响。管迪华等从馈入能量的角度探讨了制动尖叫噪声分析方法，在制动摩擦闭环耦合模型的基础上，推导了系统 尖叫模态的馈入能量计算方法。通过基于馈入能量的分析，可直观的看出一些结构参数对制动噪声的影响，如摩擦系数、制动块形状、刚度及有重要影响的子结构模态振型，并有助于分析抑制噪声的结构修改方案。该方法对制动器结构制动噪声的分析具有指导意义。 预计未来几年，轿车的滑动钳盘式制动器主要还是会从如何提高制动盘摩擦效率，降低制动噪声方面发展。 究方法或措施 课题主要研究内容 、对制动性能的分析，包括制动性能评价指标；制动效能；制动效能的恒定性；制动 时汽车的方向稳定性。 、滑动钳盘式制动器的设计计算，包括滑动钳盘式制动器参数的确定；制动器 3 的计算；衬块磨损特性计算；制动驱动机构的设计。 、制动器零件的设计，包括滑动钳体；固定支架；制动盘；制动块；活塞；制动系统中的密封问题。 究方案 滑动钳盘式制动器在研究时如果对滑动钳式浮动钳盘制动器按其浮动型式细分 ,又可分为滑动销式与槽式等几种。 对于滑动销式浮动钳盘制动器 ,滑动位置的布置对制动钳的滑动效果影响较大。如果滑动销的位置布置不当 ,则有可能出现制动钳的滑动 效果不佳 ,产生卡滞现象 ,或制动钳不能回位。所以在设计滑动销式浮动钳盘制动器时 ,要尽量使滑动销的位置靠近制动压力中心 ,以保证其浮动的可靠性。这种浮动型式的浮动位置布置范围广 ,并能灵活布置。其工艺性也较好。 对于槽式浮动钳盘制动器 ,视其所采取槽的型式是直槽还是燕尾槽。如果采用燕尾槽 ,则由于其燕尾槽的导向性好 ,而且 ,燕尾槽一般又布置在制动压力中心附近 ,所以制动钳的浮动能容易保证。但与其它浮动型式相比较 ,燕尾槽的工艺复杂 ,加工困难。另外 ,燕尾槽式浮动钳盘制动器在维修方面也不及其它浮动型式方便。如果采用直槽 ,其导向性比燕尾槽差些 ,但工艺性则比燕尾槽好。 所以采用滑动销式浮动钳盘制动器设计，维修方便，工艺简单。 究方法或措施 参考汽车工程手册制动器设计选用手册等，并在图书馆和网上查阅相关资料。 通过所查得的资料对滑动钳盘式制动器的工作原理，背景、现状以及发展趋势有所了解。 通过所查阅的参考文献及自己所学到的理论知识，结合设计任务书和老师的指导对滑动钳盘式制动器的设计进行初步的研究和规划，初步确定制动器的相关数据并进行初步的计算。 对初步取的制动 器参数及初步进行的计算结果结合相关的参考文献和实际，进行校核和评估，以确定最终的制动器相关参数。然后，开始设计滑动钳盘式制动器。 本课题的重点是：滑动钳盘式制动器装置结构的零件图及装配图。各个零件参数的计算。 难点是：要求精度高，对装置要求的可实用性高 前期已开展工作：查阅滑动钳盘式制动器装置结构的相关资料，了解滑动钳盘式制动器装置的组成及装配关系；并为进一步周密的设计做好充分的准备。 4 第 1：查阅相关资料，了解工作原理及特点，完成基础知识 的积累并撰写开题报告； 第 4：方案论证，深化方案具体实施步骤； 第 7：滑动钳盘式制动器结构的方案的具体方案设计，图纸绘制，准备中期答辩； 第 11：撰写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 5 参考文献 1 罗善暓 J1986,(7):282 吴学松 . 钳盘式制动器综述 J1996,(8):213 葛振亮 ,吴永根 ,袁春静 J2006,(01):94 张鹏 ,崔立林 ,何乐等 J2013,44(6):245 张秋芹 J2012,(15):174. 6 阮广东 D华中科技大学 ,2011. 7 赵波 ,范平清 J 造 ,2011,(9):1348 董建斌 M2011,(20):89. 9 吴栋楠 D汉理工大学 ,2013. 10 王晓奇 ,陈文敏 ,李荣等 J2013,(2):3511 李辉 钳盘式制动器构造原理与检修 J2013,(4):92. 12 唐平 轿车制动系统的设计与优化 D华大学 ,2012. 13 林玮静 ,齐学先 ,杜换军 J2013,(4):1214 张兴 ,唐昳 J2013,(02):81. 15 许晶伟 某轿车前轮制动器的结构分析与设计 J2012,(6):3916 费敬媛 盘式制动器在轿车后轮上的应用 J2012,(5):5217 车盘式制动器摩擦块偏磨研究与应用 D汉理 工大学 ,2011. 18 , , . of to 2010(50): 83419 5096, ,1992. 20 , An to 6 2003, (43): 1035本科毕业设计本科毕业设计( (论文论文) )题目：轿车滑动钳盘式制动器设计题目：轿车滑动钳盘式制动器设计轿车滑动钳盘式制动器轿车滑动钳盘式制动器摘摘 要要本论文阐述的是轿车的滑动钳盘式制动器的设计。本文对汽车制动系统及制动器的分类、特点进行了介绍；对制动性能、制动效能进行了分析，对滑动钳盘式制动器进行了设计计算。根据所确定的滑动钳盘式制动器的参数对制动器、衬块磨损特性进行了计算，对制动驱动机构进行了设计。同时，还对制动器的零件进行了设计及工艺分析。滑动钳体、固定支架、制动盘、制动块、活塞进行了设计，对制动系统中的密封问题进行了分析并提出了相应的方案。分析了包括了主要零件的材料、工艺要素并对结构工艺性进行了评估。关键词：关键词：汽车制动系统，制动器，滑动钳盘式制动器Sliding Caliper Disc BrakeAbstractThe thesis describes is the sliding car caliper disc brake design.In this paper, the automobile brake system and brake the types, characteristics are introduced; the brake performance, braking performance based on the analysis of the sliding caliper disc brake calculation in design. According to certain sliding caliper disc brake, the parameters on the brake lining block wear characteristics are calculated, the brake driving mechanism to carry on the design. At the same time, also the parts of brake design and process analysis. Sliding clamps body, brackets and brake disc, brake block, the piston to carry on the design, the seal of brake system analysis and puts forward the corresponding solutions.Analyzes the main parts including material, process and technology of structure elements are evaluated. Key Words: Automotive brake system, Brake, Sliding caliper目目 录录1 1 绪绪 论论.11.1 前言 .11.2 汽车制动系概述.21.3 制动系总成.21.4 设计制动系时应满足主要要求.31.5 制动器作用与分类.51.5.1 制动器作用.51.5.2 制动器的分类.61.6 盘式制动器的特点.91.6.1 盘式制动器优点.91.6.2 盘式制动器缺点.102 2 制动性能分析制动性能分析.112.1 制动性能评价指标.112.2 制动效能 .112.3 制动效能的恒定性.112.4 制动时汽车的方向稳定性.113 3 滑动盘式制动器的设计计算滑动盘式制动器的设计计算.133.1 滑动钳式制动器参数确定.133.2 制动器的计算.143.3 衬块磨损特性计算.173.4 制动驱动机构的设计.184 4 制动器零件设计及工艺分析制动器零件设计及工艺分析.214.1 制动器零件设计.214.1.1 滑动钳体.214.1.2 固定支架.214.1.3 制动盘.214.1.4 制动块.214.1.5 活塞.224.1.6 制动系中的密封问题.22I4.2 工艺分析 .224.2.1 滑动钳 .224.2.2 固定支架.224.2.3 制动盘.234.2.4 活塞.234.2.5 制动衬块.234.2.6 摩擦衬片与背板的粘接工艺 .234.3 对结构工艺性的评价.244.4 典型零件的加工工艺过程分析.255 5 总总 结结.26参考文献参考文献.27致致 谢谢.2801 1 绪绪 论论1.1 前言前言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。随着汽车的行驶速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能，长寿命的制动系统。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。鉴于制动系统的重要性，本次设计的主要内容就是车辆中的制动器。目前广泛使用的是摩擦式制动器，摩擦式制动器就其摩擦副的结构形式可分成鼓式、盘式和带式三种。其中盘式制动器较为广泛。盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一个或几个制动盘两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘全部工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式制动器。定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。浮动钳盘式制动器又分为制动钳可相对于制动盘轴向滑动的滑动钳盘式制动器和与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。本次设计的是滑动钳盘式制动器。制动器设计的一般流程为：在有关的整车总布置参数确定之后，参考已有的同等级汽车的同类型制动器，初选制动器的主要参数，并据以进行制动器结构的初步设计；然后进行制动力矩和磨损性能的验算，并与所要求的数据比较，直到达到设计的要求。制动盘是整个制动器的主要零件，其结构形式和性能对制动器的工作性能影响很大，它的作用是通过与制动块的摩擦作用而把动能转变为热能，制动盘吸收部分热能并释放给大气。制动钳体及其支架要有高的强度和刚度。钳体中没有加工出制动油缸，而将单独制造的油缸装嵌入钳体中的。活塞由铸铝合金或钢制造。为了提高耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。制动钳体及其支架由钢板制成。另外，制动钳中装有橡胶密封圈以实现间隙的自动调整。1摩擦制动块采用长圆形，其大部分面积被活塞压住，以免卷角引起尖叫声。设计出的滑动钳盘式制动器主要用于轿车前轮的制动，以防止轿车制动时前轮抱死，使车轮在制动时处于滚动状态，这样就可以确保之董事的方向稳定。同时，设计出的滑动钳盘式制动器也具有良好的经济性、可行性。1.2 汽车制动系概述汽车制动系概述汽车制动系是用以强制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。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系统的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。1.3 制动系总成制动系总成对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力，上坡阻力，空气阻力都能对汽车起制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。制动系有制动器和驱动装置两大部分组成：1） 制动器：用于产生摩擦力矩，使汽车减速或停车的装置。2） 驱动装置：将驾驶员或其他能源的作用力传给制动器，使制动器产生制动力矩的装置。制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或停驻在坡道上。任何制动系都具有以下三个基本组成部分：供能装置、控制装置、传动装置。制动器较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。 制动系的分类：1） 按制动系的功用分类：行车制动系、驻车制动系、第二制动系、辅助制动系。2） 按制动系的制动能源分类：人力制动系、动力制动系、伺服制动系。3） 按照制动能量的传输方式分类：制动系可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等，以及同时采用两种以上传能方式的组合式制动系。2图 1.1 汽车制动系统的基本部件1.4 设计制动系时应满足主要要求设计制动系时应满足主要要求1） 能适应有关标准和法规的规定。各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家标准、法规制定的有关要求外，也应考虑销售对象国家和地区的法规和用户要求。2） 具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻坡制动效能。行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定。表 17-1 给出了欧、美、日等国的有关标准或法规对这两项指标的规定。表 1.1 欧、美、日、瑞典的有关标准、法规对制动效能的规定标准名称适用车型制动初速v/(km/h)最大踏板力/N制动距离/m减速度/（m/s2）美联邦汽车安全标准 FMVSS 121气压制动汽车32969.873美联邦汽车安全标准 FMVSS105-液压制动汽车489616.4662.18375货车：总质量3t总质量3t12t总质量12t7050407007007000.15v+v2/1154.44.44.4805000.1v+v2/1505.8欧洲经济委员会（ECE）和欧洲经济共同体（EEC）法规轿车和客车：座位数（包括司机）8座位数8 和总质量5t607000.15v+v2/1305.0瑞典制动法规总质量3.5t总质量3.5t86605007005.85.0日本制动标准JASO 6913-73货车和客车：TA 级TB 级TC 级TD 级700800900900平均减速度（持续制动过程）：0.5g0.5g0.5g0.4g综合国外有关标准和法规，可以认为：进行制动效能试验时的制动减速度j，轿车应为 5.87m/s（制动初速度 v=80km/h） 。相应的最大制动距离 St:轿车为 St=0.1v+v/150（St 的单位为 m；v 的单位为 km/h） 。驻坡效能是以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻的最大坡度(%)来衡量，一般应大于 25%。3） 工作可靠，汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动装置，且它们的制动驱动机构应是各自独立的。行车制动装置的制动驱动机构至少应有两套独立的管路，当其中一套失效时，另一套应保证汽车制动效能不低于正常值的30%；驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动驱动机构。4） 制动效能的热稳定性好。汽车的高速制动、短时间内的频繁重复制动，尤其是下长坡时的连续制动，都会引起制动器的温升过快，温度过高。特别是下坡时的频繁制动，可是制动器摩擦副的温度达 300400，有时甚至高达700。此时，制动摩擦副的摩擦系数会急剧减小，使制动效能迅速下降而发生热衰退现象。提高摩擦材料的高温摩擦稳定性，增大制动盘的热容量，改善其散热性或采用强制冷却装置，都是提高抗热衰退的措施。45） 制动效能的水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后会因为水的润滑作用是摩擦系数急剧减小而发生所谓的“水衰退”现象。一般规定在出水后反复制动 515 次，即应恢复期制动效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。也应防止泥沙、污物等进入制动器工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损。6） 制动时的操纵稳定性好。即以任何速度制动，汽车都不应当失去操纵性和方向稳定性。7） 制动踏板和手柄的位置和行程符合人-机工程学要求，即操作方便性好，操纵轻便，舒适，能减少疲劳。8） 作用滞后的时间要尽可能地短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需的时间（制动滞后时间）和从放开踏板至完全解除制动的时间（接触制动滞后时间） 。9） 制动时不应产生振动和噪声。10） 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。11） 制动系中应有音响或光信号等报警装置以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；制动系中也应有必要的安全装置。12） 能全天候使用，气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时气制动管路不应出现结冰。13） 制动系的机件应使用寿命长、制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保的要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害于人体的石棉纤维。1.5 制动器作用与制动器作用与分类分类1.5.1 制动器作用制动器作用 制动器（俗称刹车）是使机械中的运动件停止或减速的机械零件，是制动系的核心结构。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成，有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了汽车行驶的安全性，汽车的制动器的工作可靠性显得越来越重要。也只有制动性能良好、制动器工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。51.5.2 制动器的分类制动器的分类制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。电磁式制动器只在一些质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只用作缓冲器。除了辅助制动装置是利用发动机排气或其它缓速措施对长下坡的汽车进行减缓或稳定车速外，汽车制动器几乎都是机械摩擦式的。汽车制动器按其在汽车上的位置分为车轮制动器和中央制动器，前者是安装在车轮处，后者则安装在传动系的某轴上，例如变速器第二轴的后端或传动轴的前端。摩擦式制动器按其旋转元件的形状又可以分为鼓式和盘式制动器两大类。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。内张型鼓式制动器的固定摩擦元件是一对带有摩擦蹄片的制动蹄，其旋转摩擦元件为固定在轮毂上或变速器第二周后端的制动蹄，并利用制动鼓的圆柱内表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，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外圆柱表面和制动带摩擦片的内圆弧表面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾经仅用作某些汽车的中央制动器，现代汽车已经很少采用了。由于外束型鼓式制动器通常简称为带式制动器，而且在汽车上已经和少采用了，所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，而通常所说的鼓式制动器即是指这种内张型鼓式结构。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，摩擦表面便产生作用于制动盘上的摩擦力矩。盘式制动器常用作轿车的车轮制动器，也可作用各种汽车的中央制动器。车轮制动器主要用作行车制动装置，有的也兼作驻车制动之用；而中央制动器则仅用于驻车制动，当然也可用于应急制动的作用。鼓式制动器和盘式制动器的结构型式也有多种，其主要结构型式分类如下图所示：6图 1.2 制动器分类鼓式制动器只用在中央制动器，鼓式制动器主要包括领从蹄式、单向双领从蹄式、双向双领从蹄式，双从蹄式、单向增力式和双向增力式。每种蹄式制动器主要区别在于蹄片固定支点的数量和位置不同；张开装置的形式与数量不同；制动时两块蹄片间有无相互作用。鼓式制动器通常装置在后轮。按摩擦副中的固定摩擦元件的结构，盘式制动器分为钳盘式和全盘式制动器两大类。钳盘式制动器的固定摩擦元件是两块带有摩擦衬块的制动块，后者装在以螺栓固定于转向节或桥壳上的制动钳体中。两块制动块之间有作为旋转元件的制动盘，制动盘是用螺栓固定于轮毂上。制动块的摩擦衬块与制动盘的接触面积很小，在盘上所占的中心角一般约为 3050，因此这种盘式制动器又称为点盘式制动器。其结构较简单，质量小，散热性较好，借助于制动盘的离心力作用易于将泥水、污物等甩掉，维修也方便。但由于摩擦衬快的面积较小，单位压力很高，摩擦面的温度较高，故对摩擦材料的要求较高。钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可以分为固定钳式图 1.3a、滑动钳式图 1.3b 和摆动钳式制动器图 1.3c。7图 1.3 钳盘式制动器 1） 固定钳盘式制动器：在制动钳上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。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小时，回位弹簧又将两制动块总成及活塞推离制动盘。2） 滑动钳盘式制动器：制动钳壳相对于制动盘作轴向滑动，其中只在制动盘的内侧置有液压缸。外侧的制动块固定装在钳体上。制动时活塞在液压作用下使活动制动块压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定制动块压向制动盘的另一侧，直到两制动块受力均等为止。3） 摆动钳盘式制动器：它也用单侧液压缸的结构。制动钳体与固定支座铰接。为实现制动，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。显然，制动块不可能全面均匀磨损，为此有必要将衬块预先做成楔形（摩擦面对背面的倾斜角为 6左右） 。在使用过程中，衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀（一般为 1mm 左右）后即应更换。全盘式制动器的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形，制动时各盘摩擦表面全部接触。其工作原理如摩擦离合器，故又称为离合器式制动器。用得较多的是多片全盘式制动器，以便获得较大的制动力。但这种制动器的散热性能较差，故多为油冷式，结构较复杂。盘式制动器的制动盘有两个主要部分：轮毂和制动表面。轮毂是安装车轮的部位，内装有轴承。制动表面是制动盘两侧的加工表面。它被加工得很仔细，为制动摩擦块提供摩擦接触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为外侧，另一侧朝向车轮中心，称为内侧。8图 1.4 盘式制动器结构图制动盘制动表面的大小由盘的直径决定。大型车需要较多制动功能，它的制动直径达 12in 或者更大些。较小较轻的车用较小的制动盘。通常，制造商在保持有效的制动性能的情况下，尽可能将零件做的小些、轻些。另一种型式为轮毂与盘侧制成两个独立件。轮毂用轴承装到车轴上。车轮凸耳螺栓通过轮毂，再通过制动盘毂法兰配装。这种型式制动盘称为无毂制动盘。这种型式的优点是制动盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。制动盘可以为整体式的或者通风的。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。车轮转动时，盘内扇形叶片的旋转增加了空气循环，有利于冷却制动。1.6 盘式制动器的特点盘式制动器的特点1.6.1 盘式制动器优点盘式制动器优点1） 热稳定性好。这是因为制动盘对摩擦衬块无摩擦曾力作用，还因为制动摩擦衬块的尺寸不长，其工作表面的面积仅为制动盘面积的 12%16%，故散热性好。摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片更为均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退。制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题。因此，前轮采用盘式制动器，汽车制动时不易跑偏。92） 水稳定性好。因为制动块对盘的单位压力高，易将水挤出，同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘的擦拭作用，因而出水后只需经一、两次制动既能恢复正常；而鼓式制动器则需要经过甚至十余次制动方能恢复正常制动效能。3） 制动稳定性好。盘式制动器的制动力矩与制动油缸的活塞推力及摩擦系数呈线性关系，再加上无自行增势作用，因此在制动过程中制动力矩增长较和缓，与鼓式制动器相比，能保证高的制动稳定性。4） 制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。5） 在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式的要小。6） 盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更容易更换，结构也比较简单，维修保养容易。7） 制动盘与摩擦衬块间的间隙小（0.050.15mm） ，这就缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。8） 制动盘的热膨胀不会像制动鼓热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的设计可以简化。9） 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能均匀一致地平稳制动。10） 能方便地实现制动器磨损报警，以便及时更换摩擦衬块。1.6.2 盘式制动器缺点盘式制动器缺点盘式制动器的主要缺点是：1） 难以实现完全防尘和锈蚀（但封闭的多片式全盘式制动器除外） 。2） 兼作驻车制动器时，所需附加的驻车制动驱动机构比较复杂。因此有的汽车采用前轮为盘式后轮为鼓式的制动系统。3） 由于无自行增势作用，制动效能较低，在制动驱动机构中需加助力装置。4） 因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。5） 对制动器及制动管路的制造要求较高，成本贵。2 制动性能分析102 2 制动性能制动性能分析分析任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成。汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。2.1 制动性能评价指标制动性能评价指标汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：1） 制动效能，即制动距离和制动减速度；2） 制动效能的稳定性，即抗衰退性能；3） 制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。2.2 制动效能制动效能制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动效能就越好。2.3 制动效能的恒定性制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。2.4 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车按所给定的路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的行驶路径。制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的因素包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力这三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离所给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按所给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两项指标测试时都要求了其试验通道的宽度。3 滑盘式制动器的设计计算11方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验的。制动跑偏的原因有两个：1） 汽车左右车轮，特别是转向轴左右车轮制动器制动力大小不相等。2） 制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉） 。前者是由于制动调整误差造成的，是非系统的。而后者是属于系统性误差。 侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。为了防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死。123 3 滑动盘式制动器的设计计算滑动盘式制动器的设计计算3.1 滑动钳式制动器参数确定滑动钳式制动器参数确定L汽车的轴距 L=2650mm a满载时质心距前轴距离 a=1380mm b满载时质心距后轴距离 b=1230mmhg满载时质心的高度 hg=550mmm-汽车整车整备质量 m =1330kg aam-满载时的汽车质量 m =1750kgaa轮胎与轮辋尺寸确定：1） 轮辋尺寸规则为 15 6j，则轮辋的名义直径为 381mm。2） 轮胎的类型： P195/65 R 15 91H3） 轮胎宽度扁平率=胎壁高度，然后胎壁高度2（因为胎壁有上下两部分） 4） (轮胎高度+轮辋名义直径)/2=轮胎高度 5） 车轮的有效半径为R=323mm e选择中级轿车为设计对象，由汽车设计手册得制动盘直径 D 通常为选择为轮辋直径的 70%79%，本设计选择 77%，所以制动盘直径D=295mm。制动盘的厚度 h 对制动盘质量和工作温度都有影响。为使质量小些，制动盘的厚度不宜取得很大；为了减少温升，制动盘的厚度又不宜取得太小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘间铸出通风孔道。实心通常直径为 1020mm，本设计选择h=16mm。由于摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于 1.5。 所以取=98mm、2R1R1R=147mm。如果比值过大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度会相差很多，而2R使摩擦不均匀，接触面积减小，最后将导致制动力矩变化大。在确定盘式制动器制动衬块工作面积 A 时，根据制动衬块单位面积所占有的汽车的质量，在 1.63.5kg/cm 范围内选用。2汽车满载时质量为 1750kg，前轮满载时载荷为 1050kg，1050/（1.64）cm22A1050/（3.54）cm2 ，A 取 60cm2符合要求。 盘式制动器的间隙一般为 0.10.3mm 设计中取间隙为 0.1mm。133.2 制动器的计算制动器的计算制动力矩的计算：M假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，各处的单位压力分布均匀，则 制动器制动力矩为 （3.1）02MfF R制动器因数定义为在制动盘上的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比。即 (3.2）22fPBFfP由汽车设计手册（图 17-15） ，取=0.5。f轮缸直径 d 及制动管路的压力由设计手册得：轮缸直径由标准尺寸系列中选取d=25mm。压力管的压力一般不超过 1012MPa，盘式可更高，取 p=12MPa。摩擦衬块其径向宽度不宜太大，取 R 等于平均半径 R 。m平均半径 RM=R1+R2=122.5mm (3.3）制动盘单侧压紧力的确定，即制动轮缸对制动衬块的压紧力。则单侧压紧力为 F0=(d2p)/4=5887.5N (3.4)制动器的制动力矩为 M=2fF0Rm=618.2NM (3.5)选轮胎与地面间的附着系数=0.7。此时为前后轮都抱死，此 (3.6)dugdt前轴车轮的法向作用力 (3.7) 14 后轮车轮的法向作用力 (3.8) 汽车总的地面制动力为 (3.9) 前轴车轮的制动力 (3.10) 后轴车轮的制动力 （3.11）当前、后轮制动器制动力之和等于附着力，并且前、后制动器制动力分别等于各自的附着力，也是前、后同时抱死的条件。 目前，大多数两轴汽车的前、后制动力之比值为一定值，并以前制动器制动力 F1 与 汽车总制动器 F 之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数： (3.12)11120.6094FFFFF同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。由 (3.13)001ggbhah整理，得 (3.14)0gLbh带入数据得 (3.15)00.7gLbh同步系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在同步系数路面上制动时才能使前、后车轮同时抱死。合理地确定前、后轮制动器的制动力矩，能保证汽车良好的制动效能和稳定性。最大制动力是在汽车附着质量完全被利用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力 Z 、Z 成正比，也与前后轮制动力矩的比值相同。1215得： (3.16)01112220=1.572ggbhMFZMZFah通常轿车上式的比值约为 1.31.6 之间。制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，前后轮的制动力矩为 前轮 NM （3.17）112178ffeTF r 后轮 NM （3.18）22=1367ffeTF r 对于常遇的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步系数值的汽0车，为了保证在的良好路面上能够制动到后轴比前轴先抱死滑移，前后轮0制动器所能产生的最大制动力矩为 前轮 (3.19)1max1()ffgeGTTbhrL 后轮 (3.20)2max1max1ffTT对于选择取较大值的汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确0定各轴的最大制动力矩。当时，相应的极限制动强度 q,故需要的后轴0和前轴的最大制动力矩为 后轮 (3.21)2max()fgeGTaqhrL 前轮 (3.22)1max2max1ffTT应急制动时，后轮一般都将抱死滑移故后桥制动力为 (3.23)227304NaBgm gaFFLh此时所需的后桥制动力矩为 16 (3.24)2=2359N MaBeegm gaF rrLh为路面对后桥的法向反力。2F后轮制动器为应急制动器，则单个车轮制动器的应急制动力矩为：/2。2BeF r汽车可能停驻的极限上坡路倾角，可根据后桥上的附着力与制动力相等1的条件下求得，即 (3.25) 1121cossinsingaahLm gm gLL得到 (3.26)是保证汽车上坡行驶时的纵向稳定性的极限坡路倾角。1同理，可推导出汽车可能停驻的极限下坡路倾角为 (3.27) 轿车制动器的设计中，在安装制动器的空间、制动驱动力源等条件允许范围内，应力求后桥上驻车制动力矩接近于由所确定的极限值1 (3.28) 1sin =6328Naem gr并保证下坡路上能停驻的坡度不小于法规的规定值。3.3 衬块磨损特性计算衬块磨损特性计算摩擦衬块的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动盘的材质及加工情况，以及衬块本身材质等许多因素的影响，因此在理论上计算磨损性能极为困难。试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车的全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热量还来不及逸散到空气中就被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬块的磨损越严重。盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。各种汽车的总质量及其制动衬块的摩擦面积各不相同，因而有必要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量耗散率，即单位时间内衬块单位摩擦面积耗散的能量，通常所用的计量单位是 W/mm 。217也称为单位功负荷，或能量负荷。双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率为 (3.29)22121122122212()4()14aam vvetAm vvetAvvtj为汽车回转质量换算系数；、为制动初速度和最终速度(m/s)；j 为1v2v制动减速度（m/s ） ；t 为制动时间（s） ；A 、A 为前后制动衬块的摩擦面积212（mm ） 。2紧急制动到停车的情况下，=0，并认为=1，在总质量在 1.5t 以下的商2v用车=22.2m/s ，取 j=0.6g 的减速器。1v 则 (3.30） 21115.82 W/mm 4am vetA (3.31）2122(1)3.66 W/mm 4am vetA (3.32）1=3.78svtj乘用车的比能量耗散率应不大于 6.0 W/mm2。比能量耗散率过高不仅会引起摩擦衬块的加速磨损，且有可能使制动鼓或制动盘更早发生龟裂。另一个磨损特性指标是衬块单位摩擦面积的制动器摩擦力，称为比摩擦力。 (3.33）0 = 1.09N/mm uMfRA3.4 制动驱动机构的设计制动驱动机构的设计任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成。制动驱动机构将来自驾驶员或其它力源的力传给制动器，用以控制制动器的工作，以便能产生所需要的制动力矩。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可分为简单制动、动力制动和伺服机动三大类。1） 简单制动系简单制动系：简单制动系即人力制动系，是靠司机作用于踏板上或手18柄上的力作为制动力源。按力的传递方式不同又分为机械式和液压式两种。机械式考杆系或钢丝绳传力，其结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，故仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。液压式简单制动系通常简称为液压制动系统，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短（0.10.3s） ，工作压力高（可达 1012MPa） ，轮缸尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄张开机构或制动块压紧机构，使之结构简单、紧凑、质量小、造价低。但其有限的力传动比限制了它在汽车上的使用范围。另外，液压管路在过度受热时会形成气泡而影响传输，使制动效果降低甚至失效。2） 动力制动系动力制动系：动力制动系是以发动机动力形成的气压或液压势能作为汽车制动的全部力源进行制动，而司机作用于制动踏板或手柄上的力仅用于对制动回路中控制元件的操纵。在简单制动系中的踏板力与其行程间的反比例关系在动力制动系中便不复存在。因此，此处的踏板力较小且可有适当的踏板行程。气压制动系是动力制动系最常见的型式。主要优点：操纵轻便，工作可靠，不易出故障，维护保养方便；其气源除供制动用外，还可以供其他装置使用。缺点：必须有空气压缩机、贮气筒、制动阀等装置，使其结构复杂、笨重、成本高；管路中压力的建立和撤除都较慢；管路工作压力低；制动气室排气时有很大的噪音。气压制动在总质量 8t 以上的商用车上得到广泛的使用。3） 伺服制动系伺服制动系：伺服制动系是在人力液压制动系中增加有其他能源提供的助力装置，使人力与动力并用。正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生，而在伺服系统失效时，仍可全由人力驱动液压系统产生一定程度的制动力。因此，在中级以上的轿车及轻、中型客、货车上得到了广泛的应用。按伺服系统能源的不同，又有真空伺服制动系、气压伺服制动系和液压伺服制动系之分。真空伺服制动系是利用发动机进气管中节气门后的真空度（负压，一般可达 0.050.07MPa）作为动力源。气压伺服制动系是由发动机驱动的空气压机提供压缩空气作为动力源，伺服气压一般可达 0.60.7MPa。液压伺服制动系一般是由发动机驱动高压油泵产生高压油液供伺服制动系和动力转向系共同使用。真空制动伺服制动系多用于总质量在 1.11.35t 以上的轿车及装载质量在6t 以下的轻、中型载货汽车上；气压伺服制动系则广泛用于装载质量为 612t19的中、重型货车以及极少数高级轿车上。按照助力特点，伺服制动系又可分为助力式和增压式两种。助力伺服制动系，伺服气室位于制动踏板与制动主缸之间，其控制阀直接由踏板通过推杆操纵，因此又称为直动式伺服制动系。司机通过制动踏板直接控制伺服动力的助力大小，并与之共同推动主缸活塞，使主缸产生更高的液压通向盘式制动器的油缸和鼓式制动器的轮缸。由真空（或气压）助力器。增压式伺服制动系由真空（气压）伺服气室、辅助缸和控制阀组成的真空（气压）伺服装置位于制动主缸与制动缸之间，司机通过制动踏板推动主缸活塞所产生的液压作用于辅助缸活塞上，同时也驱动控制阀伺服气室工作，因此又称为远动式伺服制动系。伺服气室的推动力也作用于辅助缸活塞，使后者产生高于主缸压力的工作油液并输往制动轮缸，此即“增压式”名称的由来。应指出，动力制动和伺服制动系统中的管路液压与踏板力之间并不存在固有的比例关系，为了使司机在制动时能直接感受到踏板力与制动强度间的比例关系，需要在制动阀或控制阀的设计中予以保证。204 4 制动器零件设计及工艺分析制动器零件设计及工艺分析4.1 制动器零件设计制动器零件设计4.1.1 滑动钳体滑动钳体滑动钳体是包括轮缸在内的精密件，并且在传递压力 22.6KN 时，钳体要具有足够的刚度和强度，还要具有防震的性能。因此采用高强度、高韧度的可锻造铁铸成，并使悬臂部分的厚度大于 15mm，背部留有开口，以便在不拆下制动钳的情况下能够检查或更换制动块。滑动钳是靠两导销实现径向定位和轴向滑动的。为减少滑动时的摩擦力，避免对导销产生附加力矩，必须严格保证轮缸中心线与两导销轴线的平行度。选用可锻铸铁 KTZ550-04。4.1.2 固定支架固定支架固定支架是承受和传递全部制动力矩的，因此必须具有足够的强度和刚度。所以选用高强度的可锻铸铁 KTZ55004（GB9440-88）铸成，并保证其壁厚不小于 10mm，必要时使用加强筋。与滑动钳一样必须保证两导销螺孔轴线的平行度及相对于轮缸轴线的对称度公差，及导轨平面度公差及合适的粗糙度，以保证滑动钳能顺利运动而不发生任何干涉现象。4.1.3 制动盘制动盘制动盘的大小受轮辋提供空间的限制，其凸缘大小还要受轮毂的影响，其尺寸见设计图纸。根据其受力情况可知其对强度要求不高，选用珠光体灰铸铁HT200。制动盘选用通风散热式的。制动盘的工作表面应光滑平整，两侧表面不平行度不应大于 8m，摆差不大于 0.1mm，否则将发生制动块顶撞活塞，导致制动踏板振动，踏板的行程亦会随之增加。4.1.4 制动块制动块制动块是由制动衬块和背板构成的，两者采用粘合剂粘合在一起。摩擦衬块的性能好坏将直接影响制动器性能，因此对其有严格要求。1） 具有高而稳定的摩擦系数，热衰退缓和，不能温度达到某一数值后，摩擦系数突降；212） 耐磨性好；3） 有较高的耐挤压强度和冲击强度；4） 对水、油的亲合性差；5） 制动时无噪音声和臭气，减少污染。根据以上要求，选用金属纤维、粘结剂和摩擦性能调节剂组成的半金属磨阻材料且具有较高的耐热性和耐磨性。 4.1.5 活塞活塞活塞做成杯形，其开口端顶靠制动背板，减少传递给制动液的热量。开口端部切成阶梯状，形成两个对称且平行的半园形端面，以防止噪声。活塞材料选用铝硅合金。4.1.6 制动系中的密封问题制动系中的密封问题制动系管路连接方式是采用喇叭口接头和锥螺纹外包扎“聚囚氟乙烯”胶带来实现的。在管路接口的各螺纹处涂抹厌氧螺纹锁固胶，能有效防止螺纹松落，在锥面及螺母支承面涂以密封胶，加强密封效果。在轮缸与活塞之间采用密封防尘圈实现密封和防尘，其材料为橡胶。4.2 工艺分析工艺分析零件的工艺性在很大程度上决定其加工的难易程度。生产成本的高低，因此有必要对主要零件的工艺性进行分析。4.2.1 滑动钳滑动钳滑动钳是制动器中的主要零件，且形状不规则，铸造性差，因此选用可铸性好，且具有足够强度和刚度的可锻铸铁 KTZ550-04。该零件的关键是油缸， ，主要是密封环道与缸孔的同轴度，否则密封环受力不均匀，将引起制动液泄漏。缸孔轴线与孔端面压舌面的垂直度，否则将使衬块磨损不均匀，活塞与衬块背板贴合不均匀。另外，导销孔也是重要加工部位，要保证两孔的对称度，否则与固定支架装配时可能发生干涉。4.2.2 固定支架固定支架固定支架的形状也比较复杂，且承受全部的制动力，因此也采用可铸性好，强度、刚度高的可锻铸铁 KTZ550-04。该零件的主要加工部分是：衬块导轨面和导销孔。导轨面之间的对称度，以使衬块能在上面顺利滑动；导销孔的对称度及中心距要严格控制。导销与导22销孔采用螺纹连接。4.2.3 制动盘制动盘制动盘对抗拉、抗弯强度的要求不高，但应有一定的抗磨性和稳定的摩擦系数，为此采用 HT200 铸造。该零件得主要加工部分是：与轮毂贴合面，两摩擦端面，6 个螺栓孔。定位粗基准是一个摩擦环面，定位精基准是轮毂贴合面。制动盘工作表面要求光滑平整，两侧表面的不平行度不大于 8m, 盘面摆差不大于 0.1mm，否则将发生与衬块反撞，顶推活塞，导致制动时踏板振动，踏板行程增加。由于制动盘是旋转体，因此当它加工完毕后要和轮毂安装到一起进行静不平衡度实验，将不平衡度控制在一个范围内。4.2.4 活塞活塞活塞主要受压力作用，为减少传热，做成杯形，故材料用铝硅合金。以内腔为定基准，车削外圆和底部端面，再以外圆和底部作定位基准，车削密封环槽， （档尘环槽）及倒角。活塞的尺寸和形位公差（主要为圆柱度）应得以保证，否则成品制动器再使用过程中会卡住或出现漏油现象。4.2.5 制动衬块制动衬块由于制动衬块背板是 5mm 钢板冲压而成，必须保证平面度，表面粗糙度不能控制得太高，能使粘结摩擦材料牢固。由于其主要受剪切作用，故粘结技术就尤为重要。摩擦材料采用以铁粉作为母材(占质量得（6080）)加上大量得石墨、陶瓷粉末作摩擦材料系数调整剂。之所以选用铁粉为母材，是从成本及环保两方面考虑的。4.2.6 摩擦衬片与背板的粘接工艺摩擦衬片与背板的粘接工艺以粘接工艺代替铆接工艺，可以增大制动摩擦片的有效利用面积，和可利用厚度，提高底板与摩擦片的连接强度，降低生产成本。 具体的粘接过程：1） 粘接前底板处理粘接前底板处理：将钢板磨去氧化层后，对其板两面进行磷化处理；再用弱的热碱溶液去掉防锈油污；然后经酸洗中和，漂洗及干燥其表面，再进行喷丸处理；再次用水、石灰、磨料和洗剂，清洗表面、干燥。若底板不及时使用，应放在不透气的聚23乙烯袋中保存，以免受灰尘污染。2） 粘接粘接：通常的粘接是在摩擦衬片的背面涂一层树脂（粘接剂） ，再在火炉中干燥，以除去粘接剂中的溶剂，便于粘接；然后将带有粘接剂的摩擦片的背板在夹具中加以固定，随同夹具通过流水线送入连续式加热炉进行固化处理。粘接剂中的主要成分：丁晴酚醛。其特性如下表所示： 剪切强度伸长率低温高温耐湿度抗盐度闪点固体量166kg/cm1%优优优优5c43% 图 4.1 丁晴酚醛后机械特性涂布粘接方法：喷雾。3） 粘接后的检查粘接后的检查：从外观上看，贴合紧密，无缺陷，无裂缝，抽检试样进行满剪切负荷冲击试验。4.3 对结构工艺性的评价对结构工艺性的评价工艺性包括机械加工工艺性和装配工艺性两大方面。具体说来，有毛坯制造，热处理，机加工，装配，修理等的结构工艺性问题。结构工艺性问题随生产类型和生产条件的不同，以及机械加工技术水平的不同而不一样。因此，该车的工艺结构受到其大批量生产的生产类型而制约的。1） 零件的结构标准化：零件的结构标准化：本设计中所有螺纹，中心孔，倒角，磨削加工的砂轮越程槽，退刀槽的结构，基本尺寸，公差都符合国家标准。2） 标准件，通用件的选用标准件，通用件的选用：除车结构的特殊零件自行设计外，连接件，密封件等都从国家标准中的标准件中选取。同时，非标准件也尽量选用与同类车的通用件，保证设计的互换性。从而简化了设计和制造，减少了
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号