EQ1041汽车制动系统的设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！摘 要从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多，传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术，并应用在当前绝大多数乘用车上。目前，汽车所用制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备。鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式制动器的绝对制动力远远高于盘式制动器,所以普遍用于后轮驱动的卡车上，但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故轻型车一般还是使用前盘后鼓式。本 设计为前轴制动器采用浮动钳盘式制动器，后轴制动器为领从蹄式鼓式制动器。制动驱动形式为液压驱动形式，前后式（式）双回路制动控制系统。关键词：汽车；制动系统；制动器；设计；真空液压优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！ABSTRACTBorn from the car, the vehicle braking system on the vehicles security plays a decisive role. The vehicle brake system have many types. The traditional type of braking system structure mainly mechanical, pneumatic, hydraulic, gas-liquid hybrid. Now hydraulic brake technology is the most mature and most economical technology, and applied to the most cars on present. Currently, almost cars are used in friction brakes that is the drum and the disc. The main advantage of disc brakes is at high speed braking rapidly, resist heat is better than drum brakes, brake performance constant, easy to install as advanced electronic devices like ABS.The main advantage of drum brakes, brake shoe wear small, low cost, easy maintenance, because the absolute braking power of drum brakes is far higher than disc brakes ,so drum brakes are widely used for rear-wheel drive truck, but because In order to improve the braking performance and increased power brake system must be added to make it cost more, so light vehicles generally or to use front disc，rear drum brake.The design for the front axle floating brake caliper disc brakes, rear brake for the leading shoe drum brakes from. Drive in the form of brake hydraulic drive form, before and after the type ( type) dual circuit brake control system.Key words：Brake；Parking Brake；Drum Brake；Disc Brakes；Hydraulic Drive优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！目 录摘要 .Abstract.第 1 章 绪论 .11.1 课题背景及目的 .11.2 国内外研究现状 .11.3 课题研究方法 .21.4 本设计应解决的难点 .2第 2 章 总体设计方 案 .32.1 制动能源的选择 .42.2 驻车制动系 .52.3 行车制动系 .52.4 制动管路的布置及原理 .52.4.1 制动管路的布置示 意图 .52.4.2 制动原理和工作过程 .62.5 制动器的结构方案分析 .72.6 本章小结.8第 3 章 制动系主要 参数 确定 .93.1 基 本参数 .93.2 同步附着系数的确定 .93.3 制动器最大制动力矩确定 .113.4 鼓式制动器的主要参数选择 .123.4.1 制动鼓直径 D .123.4.2 摩擦衬片宽度 b 和包角 .123.4.3 制动器中心到张开力 P 作用线和距离 e .13优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.4.4 动蹄支销中心的坐标位置是 k 与 c .133.4.5 摩擦片摩擦系数 .143.5 盘式制动器的主要参数选择 .143.5.1 制动盘直径 D.143.5.2 制动盘厚度 h.143.5.3 摩擦衬块外半径 R2和内半径 R1.143.5.4 摩擦块工作面积 A.153.6 本章小结.15第 4 章 制动器的 设计与 计算 .164.1 制动器摩擦面的压力分布规律 .164.2 单个制动器制动力矩计算 .164.2.1 鼓式制动器制动力矩计算 .164.2.2 盘式 制动器制动力矩计算 .194.3 驻车制动的制动力矩计算 .194.4 制动衬片的耐磨性计算 .204.5 制动距离的计算 .224.6 本章小结.24第 5 章 液压制动驱动机构的设计计算 .255.1 制动驱动机构的形式 .255.2 分路系统 .255.3 液压制动驱动机构的设计计算 .265.3.1 制动轮缸直径 d 的确定 .265.3.2 制动主缸直径 d0的确定 .275.3.3 制动踏板力 FP.275.3.4 制动踏板工作行程 SP.285.3.5 制动主缸 .295.3.6 制动力分配调节装置的选取 .295.4 真空助力器的设计计算 .30优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！5.5 制动器的主要结构元件 .315.5.1 制动鼓 .315.5.2 制动蹄 .315.5.3 摩擦衬（片）块 .325.5.4 制动底板 .325.5.5 支承 .325.5.6 制动轮缸 .325.5.7 制动盘 .335.5.8 制动钳 .335.5.9 制动块 .335.6 自动间隙调 整机构 .335.7 本章小结.34结论 .35参考文献 .36致谢 .37优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 1 章 绪 论1.1 课题背景及目的汽车制动系的功用是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；使汽车可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行汽车的制动系统的设计以满足汽车安全行驶的要求。据有关资料的介绍，在由于车辆本身的问题而造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故为总数的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。此外，制动系统的好坏直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。因此制动系统设计是汽车设计中重要的环节之一。1.2 国内外研究现状从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用。汽车的制动系统种类很多，传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术，并应用在当前绝大多数乘用车上。汽车液压制动系统可以分为行车制动、辅助制动、伺服制动等，主要制动部件包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、制动软管、比例阀、制动器和制动警示灯等。在制动系统，真空助力器、制动主缸和刹车制动器是最为重要的部分。目前，汽车所用都制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备鼓式制动器的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式制动器的绝对制动力远远高于盘式制动器,所以普遍用于后轮驱动的卡车上。 鼓式制动器根据其结构都不同，又分为：双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是依次增高，盘式制动器最高。也正是因为这个原因，盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故轻型车一般还是使用前盘后鼓式。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，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路结构，优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！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。任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则多采用手制动杆操纵利用车轮制动器进行制动。利用车轮制动器时，绝大部分驻车制动器用来制动俩个后轮，行车制动和驻车制动这两套制动装置，必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置的驱动机构分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸、制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、储气筒、控制阀和制动气室等。现代汽车由于车速的提高，对应急制动的可靠性要求更严格，因此在中、高级轿车和部分轻型商用车上，多在后轮制动器上附加手操纵的机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动的作用，从而取消了中央制动器。随着电子技术的飞速发展，汽车防抱死制动系统在技术上已经成熟，开始在汽车上普及。它是基于汽车轮胎与路面兼得附着特性而开发的高技术制动系统。它能有效的防止汽车在应急制动时由于车轮抱死使汽车失去方向稳定性而出现侧滑或失去转向能力的危险，并缩短制动距离，从而提高了汽车高速行驶的安全性。1.3 课题研究方法根据课题内容，任务要求深入了解汽车制动系统的构造及工作原理；并收集相关紧凑型轿车制动系统设计资料；参考现有研究成果，并进行深入的学习和分析，借鉴经验；同时学习有关汽车零部件设计准则；充分学习和利用画图软件，并再次学习机械制图，画出符合标准的设计图纸，通过自己的研究分析；发挥自己的设计能力并通过试验最终确定制动系统设计方案。1.4 本设计的内容（1）确定制动系各参数，分析其制动性能。（2）制动器的设计计算。（3）液压制动驱动机构的设计计算。（4）制动系统图纸设计。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 2 章 总体设计方案汽车的制动性是汽车的主要性能之一。制动性直接关系到行使安全性，是汽车行使的重要保障。随着高速公路迅速的发展和车流密度的日益增大，出现了频繁的交通事故。因此，改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的主要任务。制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行使直至停车；在下坡行使时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。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。前者用来保证前两项功能，后者用来保证第三项功能。设计汽车制动系应满足如下主要要求：（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。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度来评定的。详见QC/T239-1997；（3）工作可靠。行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构应各自独立。行车制动装置都用脚操纵，其他制动装置多为手操纵；（4）制动效能的热稳定性好。具体要求详见QC/T582-1999；（5）制动效能的水稳定性好；（6）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性。有关方向稳定性的评价标准，详见QC/T239-1997；（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和从放开踏板至完全解除制动的时间；（9）制动时不产生振动和噪声；（10）转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或转向时不会引起自行制动；（11）应有音响或光信号等警报装置，以便及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（12）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，应力求减少制动时飞散到大气中的有害人体的石棉纤维；（13）磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。本次设计采用前盘后鼓,液压制动, II式(前后式)双回路制动控制系统。采用真空助力器.其中鼓式制动器采用一般常用的领从蹄式,为一个自由度.灰铸铁制动鼓。制动鼓内径尺寸参照专业标准QC/T309-1999制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列选取。摩擦衬片宽度尺寸系列参照QC/T309-1999。盘式制动器采用浮动钳盘式.制动盘直径取轮辋直径的70%。通风式制动盘厚度取20mm。具体的制动系统设计计算过程依据汽车设计教材进行。2.1 制动能源的选择经过同多种类型的车辆比较，如下表：表 2.1 制动能源比较供能装置 传能装置型式 制动能源 工作介质 型式 工作介质气压伺服制动系 驾驶员体力与发动机动力空气 液压制动系 制动液真空伺服制动系是由发动机驱动的空气压缩机提供压缩空气作为动力源，伺服气压一般可达0.050.07MPa。 真空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612t的中、重型货车以及极少数高级轿车上。液压制动用于行车制动装置。液压制动的优点是：作用滞后时间短，（0.10.3s）;工作压力高（可达 1020M ），因而轮缸尺寸小，可以安装在制动aP器内部，直接作为制动蹄的张开机构（或制动块的压紧机构），而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高（液压系统有自润滑作用）。液压制动的主要缺点是：过度受热后，部分制动液汽化，在管路中形成气泡，严重影响液压传优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！输，使制动系统的效能降低，甚至完全失效。液压制动广泛应用在乘用车和总质量不大的商用车上。2.2 驻车制动系制动系统用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上，也有助于汽车在斜坡上起步。驻车制动系统应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式，以免其产生故障。通过类比采用：手动驻车制动操纵杆、驻车制动杠杆作用于后轮。用后轮制动兼用驻车制动器。后轮驻车制动：轮缸或轮制动器，（对领丛蹄制动器，只需附加一个驻车制动推杆和一个驻车杠杆即可）使用驻车制动时，由人搬动驻车制动操纵杆，通过操纵缆绳。平衡臂和拉杆（拉绳）拉动驻车制动杠杆使两蹄张开。2.3 行车制动系制动系统用作强制行使中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构多采用双回路或多回路结构，保证其工作可靠。目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。在货车上，盘式制动器也有采用。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。2.4 制动管路的布置及原理II 式(前后式): 前、后轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路型式，一条回路连接前桥(轴)车轮制动器,另一条回路连接后桥(轴)车轮制动器,如图 1a)所示。前桥车轮制动器与后桥车轮制动器各用一个回路。其特点是管路布置最为简单，可与传统的单轮缸(或单制动气室)鼓式制动器相配合，成本较低。在各类汽车上都有采用。通过分析，II 式(前后式) 制动器结构简单，成本较低，因此采用的就是 II 式( 前后式) 双回路制动系。2.4.1 制动管路的布置示意图（II 型）如下图所示，为制动管路的布置示意图。驾驶员通过踩制动踏板，给予制动主缸优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！一个压力，使得制动主缸内液体通过个管路到达制动轮缸。制动轮缸通过液压给予车轮制动力。1.前轮制动器 2.制动钳 3.制动管路 4.制动踏板 5.制动主缸 6.制动轮缸 7.后轮制动器图 2.1 液压制动装置示意图2.4.2 制动原理和工作过程图 2.2 制动系统工作原理要使行使中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动两制动蹄绕支撑销转动，上端向两边分开而其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样，不旋转的制动蹄就对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间有附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力。制动力由车轮经车桥和悬架传给车架优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！和车身，迫使整个汽车产生一定的减速度。制动力越大，制动减速度越大。当放开制动踏板时，复位弹簧将制动蹄拉回复位，摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行终止。2.5 制动器的结构方案分析制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。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。鼓式制动器形式的选用：领丛蹄式制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行使的制动效果不变；结构简单，成本低；便于附装驻车制动驱动机构；易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙。但领丛制动器也有两蹄片的压力不等（在两蹄上的摩擦衬片面积相等的条件下），因而两蹄片磨损不均匀、寿命不同的缺点。此外，因只有一个轮缸，两蹄必须在同一驱动回路下工作。鉴于以上的优点，本设计采用液压驱动的，由定位销定位的一个自由度的非平衡式的领丛蹄式制动器。盘式制动器的选用：按摩擦副中固定元件的结构不同，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式两类。钳盘式根据制动钳结构的不同，分固定钳式和浮动钳式。对两中类型进行比较，浮动钳盘式具有如下优点：在盘的内侧有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，家之液压缸；冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低。所以，本设计采用浮动钳式盘式制动器。与鼓式制动器比较，盘式制动器有如下优点：（1）热稳定性好，因无自行增力作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式制动器更为均匀。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。因此，前轮采用盘式制动器，汽车制动时不易跑偏；（2）水稳定性好。制动衬块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而进水后效能降低不多；又由于离心力及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复；（3）制动力矩与汽车运动方向无关；优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（4）易于构成双回路制动系，使系统具有较高的可靠性和安全性；（5）尺寸小、质量小、散热良好；（6）压力在制动衬块的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀；（7）更换衬块简单容易；（8）衬块与制动盘之间的间隙小（0.050.15mm），从而缩短了制动协调时间；（9）易于实现间隙自动调整。盘式制动器的主要缺点：（1）难以完全防止污尘和锈蚀；（2）兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂；（3）在制动驱动机构中必须装用助力器；（4）因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，叙需用高材质的衬块。经过对不同制动器优、缺点的比较，参考同类型车，本设计采用前盘（浮动钳式）后鼓（支承销领丛蹄式）的制动系统。2.6 本章小结本章确定了制动系统方案为行车制动系统采用液压制动控制机构，前轴制动器为滑动钳盘式制动器，后轴采用领从蹄式鼓式制动器。回路系统采用一轴对一轴式双回路控制系统。驻车制动系统控制机构为机械式，由鼓式制动器兼做驻车制动器。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 3 章 制动系主要参数确定3.1 基本参数表 3.1 制动系主要参数空载 满载汽车质量 2230kg 4110kg前轴 1070.4kg 1233kg轴荷分配后轴 1159.6kg 2877kg质心高度 hg0=850mm Hg1=750mm轴距 3100 m前制动器 浮动钳盘式后制动器 鼓式领丛蹄式3.2 同步附着系数的确定汽车制动时，若忽略路面对车轮的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则对任意角速度 0 的车轮，其力矩平衡方程为0ebfrFT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fT旋转方向相反，Nm；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bF动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；车轮有效半径，m。er优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！令efrTF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。一般汽车根据前、后轮制动力的分配、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素，当制动力足够时，制动过程出现前后轮同时抱死拖滑时附着条件利用最好。任何附着系数 路面上前后同时抱死的条件为（ =0.85）：GFff21 gf hLF12式中：G-汽车重力；前制动器制动力，N ；1fF后制动器制动力，N；2f质心到前轴的距离，mm；1L质心到后轴的距离，mm。2得： =1275N =1825N1fF2fF一般常用制动器制动力分配系数 来表示分配比例412.02fF前、后制动器制动力分配的比例影响到汽车制动时方向稳定性和附着条件利用程度。要确定 值首先就要选取同步附着系数 。一般来说，我们总是希望前轮先抱0死（ ） 。根据有关文献推荐以及我国道路条件，车速不高，所以本车型 取0 00.5 左右为宜。由 Lhg02优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！得 46.07593412.030 为保证汽车制动时的方向稳定性和有足够的附着系数利用率，ECE 的制动法规规定，在各种载荷条件下，轿车在 0.15 q 0.8，其他汽车在 0.15 q 0.3 的范围内，前轮应先抱死；在车轮尚未抱死的情况下，在 0.15 0.8 的范围内，必须满足 q。)2.0(85.103.3 制动器最大制动力矩确定应合理地确定前、后轮制动器的制动力矩，以保证汽车有良好的制动效能和稳定性。双轴汽车前后车轮附着力同时被充分利用或前后车轮同时抱死的制动力之比为69.0754.21093012 ghLF通常上式的比值为轿车 1.3 到 1.6，货车为 0.5 到 0.7。因此可知前后制动器比值符合要求最大制动力矩是在汽车附着质量被完全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成正比。计算公式如下 egf rhLGT)(2max1maxa21ff T式中： 该车所能遇到的最大附着系数 0.85；车轮有效半径为 360mm；er 6935.23085.)7.093(14)(21 egmanf rhLGT947.16.52.0max12 ff优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.4 鼓式制动器的主要参数选择在有关的整车总布置参数和制动器的结构形式确定以后，就可以参考已有的同类型、同等级汽车的同类制动器，对制动器的结构参数进行初选。3.4.1 制动鼓直径 D当输出力一定时，制动鼓的直径越大，制动力矩也越大，散热性能也越好。但止境的尺寸受到轮辋内径的限制，而且直径的增大也使制动鼓的质量增大，使汽车的非悬挂质量增大，而不利于汽车的行驶平顺性。制动鼓与轮辋之间应有相当的间隙，此间隙一般不小于 2030mm,以利于散热通风，也可避免由于轮辋过热而损坏轮胎。由此间隙要求及轮辋的尺寸及渴求得制动鼓直径的尺寸。另外，制动鼓直径与轮辋直径之比为 根据 QC/T309-1999制动鼓工作及制动蹄片宽度尺寸系列0.7.83rD取 D=320mm，R=160mm。3.4.2 摩擦衬片宽度 b 和包角 摩擦衬片的包角可在 900120 0 范围内选取，试验表明，摩擦衬片包角在900120 0 时，磨损最小，制动鼓温度也最低，且制动效能最高。再减小包角虽有利于散热，但由于单位压力过高将加速磨损。包角一般不宜大于 1200，因过大不仅不利于散热，而且易使制动作永不平顺，甚至可能发生自锁。摩擦衬片宽度较大可以降低单位压力、减小磨损，但过大则不易保证与制动鼓全面接触。通常是根据在紧急制动时使单位压力不超过 2.5 M 的条件来选择衬片宽度aP的。设计时应尽量按摩擦片的产品规格选择宽度值。另外，根据国外统计资料可知，单个鼓式制动器总的摩擦衬片面积随汽车总质量的增大而增大。而单个摩擦衬片的面积又决定与制动鼓的半径，衬片宽度及包角。即RbAp式中，包角以弧度为单位，当面积、包角、半径确定后，由上式可以初选衬片宽度的尺寸。制动器各蹄摩擦衬片总面积越大，制动时产生的单位面积正压力越小，从而磨损也越小。 优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！a、参考同类汽车选取，一般 b/D=0.160.26,取 0.25，故 b=65mmb、取领蹄包角 从蹄包角 10102=3203.1465（100+110）/360= 36302mm 236/)(21+=DApc、摩擦衬片起始角 ，一般将衬片布置在制动蹄的中央，即令：040290有时为了适应单位压力的分布情况，将衬片相对于最大压力点对称布置，以改善制动效能和磨损的均匀性。3.4.3 制动器中心到张开力 P 作用线和距离 e在保证轮缸能够布置于制动鼓内的条件，应使距离 e 尽可能大，以提高制动效能。初步设计可取e=0.8R故 e=128mm。3.4.4 动蹄支销中心的坐标位置是 k 与 c制动蹄支销中心的坐标尺寸 k 是应尽可能地小, 以不使两制动蹄端毛面相碰擦为准，使尺寸 c 尽可能地大，设计可定c=0.8R =128 mm, K 尽可能的小，以使 c 尽可能的大，初步设计取 k=22mm。3.4.5 摩擦片摩擦系数选择摩擦片时不仅希望其摩擦系数要高些，更要求其热稳定性要好，受温度和压力的影响要小。不能单独地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性要求，后者对蹄式制动器是非常重要的。各种制动器用摩擦材料的摩擦系数的稳定值约为0.30.5之间，少数可达0.7。一般说来，摩擦系数越高的材料，其耐磨性越差。所以在制动器设计时并非一定要追求高摩擦系数的材料。当前国产的摩擦片材料温度低于250度时，保持摩擦系数在0 .30.4已无大问题。因此，在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取0.3可使计算结果接近世纪。另外，在选择摩擦材料时应尽量采用减少污染和对人体无害的材料。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.5 盘式制动器的主要参数选择3.5.1 制动盘直径 D制动盘直径D应尽量取大些，这样，制动盘的有效半径增大，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。通常D=0.700.79Dr，本车总质量不大于2吨，取上限，即 74.3209.=r因此D =320mm 3.5.2 制动盘厚度 h制动盘厚度对制动盘的质量和温升有影响。为使质量小些，厚度不宜太大，为了减少温升，厚度又不宜过小。因此，参考同类型车，取为20mm,通风式，增大散热。3.5.3 摩擦衬块外半径 R2 和内半径 R1参考同类车型，选取摩擦衬块的内外半径分别为： ，mR10=mR1502平均半径为=21Rm+有效半径为)(32213RfNTRe=)2()(1412+)05()0(32=126.66令 mR21优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！则有 meRR)1(342选取半径满足式 eRm0.656.0152R满足要求即 m 值小于 0.65。3.5.4 摩擦衬块工作面积 A在确定盘式制动器制动衬块的工作面积时，根据制动衬快单位面积占有的汽车质量，推荐在 1.63.5kg/ , A =120cm2。2c3.6 本章小结本章确定了制动器的基本参数，首先计算出制动力分配系数及同步附着系数，然后进一步确定制动器的最大制动力矩，确定了鼓式制动器的主要参数，包括制动鼓直径、摩擦衬片宽度及包角、制动器中心到张开力作用线的距离、制动蹄支撑销中心的位置、摩擦片的摩擦系数，盘式制动器主要参数包括制动盘直径、制动盘厚度、摩擦衬块内外半径和工作面积。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 4 章 制动器的设计与计算4.1 制动器摩擦面的压力分布规律从前面的分析可知，制动器摩擦材料的摩擦系数及所产生的摩擦力对制动器因数有很大的影响。掌握制动蹄表面的压力分布规律，有助于正确分析制动器因数。在理论上对制动蹄摩擦面的压力分布规律作研究时，通常作如下一些假定：（1）制动蹄、鼓为绝对刚性；（2）在外力作用下，便行仅发生在摩擦衬片上；（3）压力与变形符合胡克定律。对于绕支承销转动的制动蹄，制动蹄片上的压力符合正弦分布。4.2 单个制动器制动力矩计算4.2.1 鼓式制动器制动力矩计算4.2.1.1 制动蹄的效能因数制动器效能因数，表示制动器的效能，其实质是制动器在单位输入压力或力的作用下所能输出的力或力矩，用于评比不同结构形式的制动器的效能领蹄：= =0.64861TBF)(acRfh从蹄：= =0.55812TBF)1(acRfh则 BF= + =1.20671TBF2优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！4.2.1.2 同一制动器各蹄产生的制动力矩在计算鼓式制动器时，必须建立制动蹄对制动鼓的压紧力与所产生的制动力矩之间的关系，其计算公式如下对于增势蹄： max(2sini2)/4FPbR axco/y其中： 为压力分布不均匀时蹄片上的最大压101302 maxP力。 )sini()2cosarctn( 2 += 22 )0sin139.1300 179.arct05 221 )sini()cos2(/)cos(4 +=R 22 )0sin13i9.()130/130260 =182.63对于减势蹄： max(2sini2)/4FPbR axco/y式中： 为压力分布不均匀时蹄片上的最大10130 maxP压力。 )2sini2()cos2arctn( 301s9.130srt(o2 018.7优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！222 )sini()cos2(/)cos(4 R 22 )30sin1i9.()130/130160 =179.35增势蹄的制动力矩11111 )sin(co/ BPfffhPTf 35.179.0)8.7sin3.08.7(cos9.2/35.726.0 = 1579减势蹄的制动力矩 22222 )sin(co/ BPfffhPTf 63.182.0)75.9sin3.0759(co.1/63.853.0 24.16制动鼓上的制动力矩等于两蹄摩擦力矩之和，即 2121BPTfff 液压驱动的制动器由于 ，故所需的张开力为21P= =)/(21BTf)(/21maxBTf57.94.630=1882.83计算蹄式制动器必须检查蹄有无自锁的可能。蹄式制动器的自锁条件为 0)sin(co11 ff优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！即式 11sincof成立，则不会自锁。 3.0718.sin97.1235.cosinco11 f .04.i22 cf故此蹄式制动器不会自锁。4.2.2 盘式制动器制动力矩计算现假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩计算公式为RfFM02式中：单个制动器的制动力矩 =317964.84/1摩擦系数f单侧制动块对制动盘的压紧力0FR作用半径 （摩擦衬块的作用半径 R= =125mm）21R盘式制动器单侧制动块对制动盘的压紧力为 53.4913.0287960fRM4.3 驻车制动的制动力矩计算通过受力分析，可以得出汽车在上、下坡停驻时的后桥附着力分别为：上坡 )sinco(12 LhgmFga下坡 )sic(12 ga优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！汽车停驻的最大坡度 可根据后轴上的附着力与制动力相等求得：满载：上坡 8.36arctn11ghL下坡 2.arct12g空载：上坡 9.arctn11ghL下坡 7.1arct2g满载时，上下坡后桥附着力为：上坡 1.487)sinco(12 LhgmFga下坡 9.2)sics(12 ga空载时，上下坡后桥附着力分别为：上坡 6.3970)sinco(12 LhgmFga下坡 8.)sic(12 ga4.4 制动衬片的耐磨性计算摩擦衬片（块）的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此，在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。汽车的制动过程是将其机械能的一部分转变为热能耗散的过程。在制动强度很大优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动能的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器的温度升高，此即所谓的制动器的能量负荷。能量负荷越大，摩擦衬片（块）的磨损越严重。制动器的能量负荷以其比能量耗散率作为评价指标。它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能连。单位为 。2mW双轴汽车的制动器的比能量耗散率分别为前轮211()4aetA后轮 2124)(tAmea式中： 汽车总质量， kg；am汽车回转质量转换系数；、 制动初速度和减速度，m/s；12J制动减速度 m/s2；t制动时间，s；、 前后制动衬片（块）的摩擦面积,mm 2；1A2制动力分配系数双轴汽车的制动器的比能量耗散率分别为：前轮 211()4ametA后轮 212()(aet在紧急制动到停车的情况下， =0，并可认为 =1，速度 ，)18(651smhkv优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！故22121 0.6