长城微型汽车设计（制动系统设计）【前盘后鼓】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828 或 11970985 I 长城微型汽车设计（制动系统设计） 摘 要 根据任务书的要求本 设计的制动方案 采用前盘后鼓， 且前轮制动器的形式为浮钳盘式 制动器 ，后轮制动器的形式则为领从蹄式 制动器 。汽车作为在陆地 上行驶的现代重要交通工具，它由许多大部件来保证它的使用性能的，称之为 “总成 ”组成，其中一个 非常重要的的总成就是制动系 统 。它 可以使在行驶中车辆进行制动，还可以使车辆留驻留原地。从此处也可得知汽车 制动系 统对于车辆行驶的安全性和可靠性的重大 作用。随着社会的迅速发 展，高速公路网也在不果断的扩展、车辆的速度的提升等，设计者必须把 与制动器性能相关 的问题都要考虑到， 否则设计出的制动系统不能满足人们的要求 。 本设计主要任务是制动器的设计，以及分析制动性能是否能满足设计要求，通过应用汽车设计与汽车结构的知识对汽车制动器进行设计，主要设计内容为制动器形式的选取、制动器主要参数的选取、主要零部件的分析、制动驱动结构的研究等。通过对上述的研究以及分析，确保该制动器的可行性。 本设计中的数据使用 成相应的 曲线 和表格 ，将某些量的关系表示出来进行分析。使用 装配图和零件图的绘制，使所绘制的图能够准确的表达出各部件间的装配关系 。 关键词： 盘式 制动器 ，鼓式制动器，驱动机构 买文档就送您 01339828 或 11970985 I to of of of as an of on of to of is in of It is in a of of of of is to be of is to a of by of of of in of of of of to of of to of to so of 买文档就送您 01339828 或 11970985 01339828 或 11970985 I 目 录 第一章 绪论 . 1 动系的意义 . 1 展现状 . 1 计应达目标 . 2 计的要求 . 2 第二章 制动系统方案的分析 . 3 式制动器的分析 . 3 从蹄式 . 3 领从蹄式 . 4 向双领蹄式 . 5 向增力式 . 6 向增力式 . 6 式制动器方案的选取 . 7 式制动器 . 8 式制动器的形式 . 8 式制动器的选取 . 10 第三章 制动过程中的动力学参数计算 . 11 要参数 . 11 步附着系数 . 11 动力与制动力分配系数 . 12 动减速度与制动距离的计算 . 16 步附着系数与附着系数的利用率 . 17 大制动力矩 . 18 第四章 制动系的主要参数 . 20 式制动器 . 20 动鼓直径 D . 20 片包角 及宽度 b . 21 片起始角 0 . 22 买文档就送您 01339828 或 11970985 动器中心到张开力作用线的距离 a . 23 动蹄支销的坐标位置 k 与 c . 23 擦系数 f . 23 式制动器 . 24 动盘直径 D . 24 动盘厚度 h . 24 块内、外半径 1R 2R . 24 块工作面积 A. 24 第五章 主要零部件的结构 . 25 动鼓 . 25 动蹄 . 26 动底板 . 26 动蹄支 承 . 27 动轮缸 . 27 动钳 . 28 动块 . 28 擦材料 . 28 隙的调整方法 . 29 第六章 制动驱动机构 . 30 动机构的结构型式分析 . 30 单制动 . 30 力制动 . 30 服制动 . 31 动管路 . 32 动机构的分析 . 33 力制动系 . 33 动主缸直径 . 33 板力 . 34 车计算 . 35 结 论 . 36 参考文献 . 37 买文档就送您 01339828 或 11970985 谢 . 38 买文档就送您 01339828 或 11970985 1 第一章 绪 论 动系的意义 汽车的行驶、转弯、泊车三个最基本的技艺之一，是由制动装置来完成的。我们希冀轻踩踏板时，汽车就能安稳的停泊在想要汽车停下来的地点。只有设计人员须充分考虑制动系的性能才有可能实现这一目标。 在汽车的几大机构和系统中，其中五大系统中包括制动系统，由此可以看出制动系统在整部车中所占比例有多大，重要性有多高。制动系性能的优良与整车的安全性是紧密联系在一起的，它是一个对汽车的正常运动起到制约作用的装置，其约束力与轮毂的转动是相反的。现在在由各种原因导致人类受到不同程度伤害的事故中，由交通事故而造成的财产损失和人身安全受到危害的事件，在事故中占和大的比例，而在车辆相撞或者撞向其他事物的事故中，事故原因是出现在车辆制动系上的事件比例超过了三分之一。随着社会的发展，人身安全受到的危害因素也在急剧增加，大家的安全意识也在提升，而这一追求的基础就为汽车装备一套可靠的制动系统。 展现状 汽车在减速、加速、起步、停车这些操作中都涉及到制动系的应用，在这些操作中，假设制动器的功能较差，在频繁的动用制动器，导致制动器磨损加快，最终出现故障，而发生交通事故。鼓一个好的制动器直接关系到我们的人身安全和财产安全，从这一点也可 以看出制动系在一辆车中的重要地位，制动其器性能的提高一直是发展汽车所需要解决的一个重大的难题。当车辆刹车时，因为车辆遭到的力是与行驶标的目的相反，所以能够使汽车的速度从最初行驶的速度逐渐减小，甚至能够使汽车中止不动。想要检测出汽车中的一些细微的变化是很难的，所以想要在实验中检测就需要转换思路，检测有这一细微变化而引起的宏观的变化量，这时检测相应的宏观的变化量就容易得都了，再由所得数据和现象去分析和推理，由于这一进程较为复杂，买文档就送您 01339828 或 11970985 2 所以在实践中一般只能树立简单模型剖析。从三方面来检测： （ 1）制动间距和减速度 ； （ 2）抗热衰退性能； （ 3）操作方向的稳定性； 计应达目标 （ 1）制动效能好； （ 2）热稳定性好； （ 3）操纵性好； （ 4）水稳定性好； （ 5）工作可靠。 计的要求 剖析与确定出制动系统机构的计划，选取出有关制动器的重要参数并进行计算和制定出合理的制动驱动系统设计方案来进行设计。再采用计算机辅助系统来制动系统绘制装配图、布置图和零件图，最后撰写说明书。 买文档就送您 01339828 或 11970985 3 第二章 制动系统方案的分析 式制动器的分析 鼓式制动器一种十分早就被人类采纳的制动器模式，被广 泛的应用，它一般是按其蹄的受力情况来进行分类的，鼓式制动器的一些状态对制动器的制动效能的影响都是有差异的。几种鼓式如图 2示。 图 2式制动器示意图 结构形式不同的制动器主要区别是： （ 1）蹄片固定支点数和地点是有着差异。（ 2）它们张开安装的模式和数量也是不一样的。（ 3）汽车制动时两蹄之间有无作用力。 由于当面的要素招致了不同模式的鼓式制动器的领、从蹄的数目有所不一样，而且车辆的制动效能也有很大的差别。 从蹄式 如图 2示，每个蹄都有一个支点，其中一个为领蹄，另一个为从蹄。若如图中的箭头表示汽车正转，蹄 1 为领蹄，蹄 2 是从蹄。当汽车进行倒车买文档就送您 01339828 或 11970985 4 时，那么制动器的领蹄与从蹄也就相对应的彼此对调了。制动鼓正或反转，一直存在领、从蹄，这种类型的制动器称之为领从蹄式制动器。领从蹄式的大部分性能评价为良好，因为它在不管是在正转，还是在反转时其性能都没有什么变化，成本较低，且结构简单，所以它仍然被广泛。 图 2从蹄式制动器 领从蹄式 制动鼓正转时，两蹄都为领蹄，称为双领蹄式制动器 1。显然，汽车车轮反转时，两蹄又都变为从蹄（如图 2示）。每个蹄各采用单活塞轮缸来推 动，因为它是以中心作对称布置的，所以两蹄的作用力相互平衡，故这种也属于平面式制动器。 其正向制动好，但反转时，效果差，这种制动器常被应用于前轮制动，这是因车轮正转时，前轴比后轴的轴荷要大，地面作用力也大于后轴，而车轮反相反。因其制动性能波动性几乎合一忽略不计，故在一部分车辆中得到广泛应用于，但用在后轮制动时，想用于用于驻车制动则需另外设中央制动才能使用。 买文档就送您 01339828 或 11970985 5 图 2领从蹄式制动器 图 2向双领蹄式制动器 向双领蹄式 双从领式的制动鼓在正转使时，每个蹄都为领蹄。它有 两套制动装置中心对称分布，可提高制动稳定性，在车辆反转是，假设两个制动蹄的支承点和作用力的作用力点的位置互换一下，那么久可能使得不论汽车是前进，还是买文档就送您 01339828 或 11970985 6 后退汽车在制动时都有着一样的制动效能。其制动效能稳定性虽然是最好的，但制动效能却是最差，所以很少被使用。 向增力式 如图 2示，两蹄下端相连接，第二制动蹄支承在其支承销上，当前进时，因为两蹄的法向反作用力不在同一直线上，不能彼此对消，迸发力矩，也叫非平衡式。虽然在汽车车轮正转时制动的效果很好，比双从领蹄式的还要高，但在反转时，与上面所提 到的制动器的效能相比，它的要远远小于其他制动器。 图 2向增力式制动器 向增力式 其活塞与单向增力式有所不同，它比单向式要多一个活塞，且支承销是两蹄一同共用的，如图 2示。不管车轮是正转还是反转，其均为增力式。它被大多数的高速轿车所采用，且常作为刹车或驻车应用，但这两种制动的过程不同。其也被用作中央制动器，由于它在制动过程中不会散发什么热量，故不存在什么热衰退性的问题。 由于它存在散热难和排水难的问题，致时其效率很低。尽管不被大多数车辆采用，但其成本低的缘由，仍被某车采用，用于 后轮（小负荷）制动。买文档就送您 01339828 或 11970985 7 图 2向增力式制动器 式制动器方案的选取 从三个反面就可以看出制动器特殊的点，这三个方面其中一方面就是制动器效能，第二放方面就是效能波动程度，第三方面就是衬片磨损的均匀程度。摩擦是影重要系数的不同工作效能稳定性的主要原因之一。 其效能不仅与 f 、结构参数和型式有关，还受其他影响。其制动减速度和制动间距用制动器因数 权衡，其表达式为 PF 1 （ 2 式中： 21, 示摩擦副间的摩擦力； 21,示摩擦副间的法向力，对均衡式的制动器有 : 21 ； f 表示摩擦副的莫擦系数； P 表示鼓式为蹄端作用力，盘式则为衬块作用力。 同类型的制动器的 f 间的关系如图 2示。 动效果也随着改变，总之两者呈现正比例的关系。因热衰退和f 是会变化，所以 f 变化时， 动的效果就越好。 买文档就送您 01339828 或 11970985 8 图 2曲线与 线的关系 考虑到制动器的制动的效果和抗热衰退性，鼓式的间隙修整相对来说不是很复杂的，驻车制动的安装也容易 1。选同两活塞等径的领从蹄式。 式制动器 式制动器的形式 按摩擦部件的构造来分，为钳盘式和全盘式。 其制动块为固定件，是不能随便移动的，但可以随活塞滑动，制动盘与衬块两者间的接触面积与其他制动器的摩擦面相比较，它的接触面非常小，称点盘式，而另一种的圆盘为固定，但可旋转，摩擦时 ，其接触面积完全接触向，这种形式有点想离合器，又称离合器式。 多片盘式有以下几种类型： 固定钳式 制动钳既不能转动，也不能滑动，它被安置在轿车上的，想要它移动就必须安装促动装备来推动它，所以两侧备有液压缸 1。制约汽车运动时，由液压力推着衬块向制动盘移动。也称浮动活塞式。优点如下：滑动元件件很买文档就送您 01339828 或 11970985 9 少，只有活塞和制动块两个部件件，刚度可以很好的得到保障；结构及制造工艺简单，易于制动器的改革创新。 图 2定钳式制动器 浮动钳式 在减速或泊车时，活塞在液压作用下将衬块推向制动盘，而反作用力使得不能移动的的 衬块滑向制动盘的外侧，直到两衬块所遭到作用力相等才停下来。 摆动钳式也属于浮动钳式的另外一种，只有一个液压缸，钳体与其支座相铰接。制约汽车的运动时，衬块在竖值平面内摆动，导致衬块不可能均匀的与制动盘摩擦。所以将衬块做成楔形的形状。在使用过程中，衬块慢慢被磨损，磨损到各处的厚度一样时这个时候就应该更换了，否者就会出现事故。 浮动式的优点：能更好的凑近轮毂；冷却条件也十分好，所以油液的气化性的可能性是十分小的；成本低；还可作为与驻车制动用。 安装位置可在车轴的前面，也可以在车轴的后面。假设将制动钳安置在车轴的前 面，那么能够避免轮胎镶嵌内侧溅泥污；若是安置在车轴的后面，则能使制动时合成载荷较小。 买文档就送您 01339828 或 11970985 10 图 2动钳式制动器 盘式优点： （ 1）制动效能稳定性好； （ 2）操作稳定性好； （ 3）安全可靠； （ 4）尺寸小、质量小、散热好； （ 5）衬块使用寿命长，因摩擦均匀； （ 6）换衬块的操作很容易； （ 7）间隙小，协调时间短。 （ 8）间隙的调整很方便。 盘式的主要缺点： （ 1）难以完全防止尘埃和锈蚀。 （ 2）假设作为驻车制动使用时，则需添加手驱动结构，这样一来就会变得复杂了。 （ 3）制动驱动中需另加助力器。 （ 4）使 用寿命短，需要使用高材质，成本高。 式制动器的选取 综上所述 ， 从盘式制动器的优缺点思索，前轮设计时选用浮动盘式制动器。买文档就送您 01339828 或 11970985 11 第三章 制动过程中的动力学参数计算 要参数 整车质量： 空载 =800载 =1100心距前轴距离： 质心距后轴距离： b=心位置： 38轴距： L=2502距 : 前轮轮距 4001 后轮轮距 4002 最高车速： 160 轮胎： 165/70步附着系数 （ 1） 当 0 时：汽车前轮总是先抱死，这种情况属于稳固工况，方向盘不能转动； （ 2）当 0 时：汽车后 轮总是先抱死，这很容易导致汽车甩尾而使汽车失去稳定性； （ 3）当 0 时：汽车前后轮同时抱死，也属于稳固工况，但还是失去了转向能力。 汽车在 值的路面上车轮同时抱死时，减速度为 ，即 q= 0 ,在其他 值的路面上，在即将抱死的情况下有 q 0 ,这也显示出在同步系数 0 的路面上制动时，附着条件才得以被充分的利用。取 = 买文档就送您 01339828 或 11970985 12 图 3动力与制动力分配系数 如图 3示，是汽车在水平的路面上正常行驶时可忽略滚动阻力偶和惯性阻力偶距后，汽车在水平路面所受力得到情况得到的。 图 3动时汽车受力图 买文档就送您 01339828 或 11970985 13 因为正常行驶时的车速不是很高，所以分别对接地点取距计算 21, F 为 gz 1 gz 2 （ 3 式中： z 表示制动强度（ ）； G 表示汽车重力； L 表示汽车轴距； 1L 表示质心距前轴距离； 2 载时 38）； g 表示重力加速度。 如果在 值的路面上刹车，两轮同时抱死时，地面作用的法向反作用力与各制动器制动力分别等于与各自相对应的的附着力 1。即： 2111 （ 3 22 得： z 式（ 3得 gz 1 gz 2（ 3 代入数据得： gz 2 gz 买文档就送您 01339828 或 11970985 14 式（ 3式（ 3为直线方程，由上式可见，当 z 或者 变动时，值变化也增大，但 2小，而 1大。 汽车的地面总制动力为： 21（ 3 其中 z 为制动强度，出于安全考虑本次设计取 z=可得： )(1 )(2 （ 3 代入数据得： 1 1 3看出：汽车在 任一值的路面上减速或者准备停车时，地面附着力不是一个定值，而是与 q 或 关的一个函数。当汽车制动力不短缺时，可能有 3 种状况： (1) 前轮抱死，后轮再抱死； (2) 后轮抱死，前轮再抱死； (3)两轮同时抱死 1。 这 3 种情况中，附着条件得到最充分利 用得是第 3 种情况。 由式（ 3式（ 3知，在 为 任何值的路面上制动，两轮同时抱死时，这种状况附着力才被充分的利用，其被运用条件为买文档就送您 01339828 或 11970985 15 2121 2121（ 3 式中：21, 211 , ； 21,别为前、后轴车轮 的地面制动力； G 为汽车重力； a,b 分别表示前、后轴距； 由式（ 3消去 后 得到的制动力21, 的函数，即 1122 2421 （ 3 式中： L 表示轴距。 将上式以21, 曲线简称 I 曲线，如图 3示，若21, 曲线的发展趋势调配，则可确保汽车在不同 值的路面上减速图 3汽车的 I 曲线与 线 买文档就送您 01339828 或 11970985 16 或泊车时，车轮同时抱死。某些两轴式车辆中，且比例很大，这种车辆的制动力之比一定，制动力的分配用1来表示，该值为其分配系数 。 即 2112111F （ 3 又 ha 21（ 3 由上述两式得 g (3代入数据得 6 g 动减速度与制动距离的计算 制动距离0车开始制动到汽车完全停下来的这一段距离，是安全性直接表现的一种形式。0f 、载荷等要素有关。 制动减速度动力和 在不同的路面所能达到的减速度（ 2/ ga （ 3 若两轮都抱死，则 3 式中：s表示滑动附着系数； g 表示重力加速度， 2/8.9 。 则 2m a x /6 6 6 5.0 制动距离 买文档就送您 01339828 或 11970985 17 m a （ 3 式中： 2 表示滞后时间，取 2 表示制动力增长所需求的时间，取 0 00 ； 代入数据得 查阅国外相关标准：制动减速度 a ， 载货汽车为 ； 公式表达式 ： 115/ 。 代入数据得 2 ，满足要求。 步附着系数与附着系数的利用率 由上述中的式（ 3 121 （ 3 式（ 3图 3为通过坐标原点而且斜率为 1的一条斜线，它是一条实际分配线，其具备制动力分配系数为 ，这条线 被称为 线。图中 线与 I 曲线在点 B 处相交，在 B 点处有0，称0为同步附着系数。 0的公式为： 0（ 3 两轮制动器制动力是一个固定不变值的汽车，只有在 等于0的路面上刹车时，车轮同时抱死，当在不同 值的路面上泊车时，有 3 种情况出现： （ 1）若0， 线在 I 曲线下方，前轮先抱死，属于稳固工况，但方向盘不能转动。 （ 2）若0， 线在 I 曲线上方，后轮先抱死，后轴有很大 的可能发生买文档就送您 01339828 或 11970985 18 侧滑，导致汽车没有方向稳定性。 （ 3）若0，车轮同时抱死，尽管也属于是稳定工况，但还是失去了转向的能力。 由式（ 3： 5 6 为提高汽车安全的可靠性，在抱死前时的制动减速度时会有。汽车在0的路面上减速或者停止时，有 0 ，即0z，其中 z 为制动强度。 0这种情况的出现，而这一条件被使用程度是用它的利用率（附着力利用率） 来表示 （ 3 式中： 示地面总制动力； G 表示汽车重力； Z 表示制动强度。 若0，0z， 1 ，利用率最高。取 1 ，则 在不同载荷下，轻型车在 z 内，前轮先抱死； 在车轮还没有抱死的情况下，在 z 的范围内，必须满足 z 。 本 次设计中， z （符合要求）。 大制动力矩 为了保证汽车在行驶过程中不因出现某些故障而导致车辆的安全受到危害，这就需要设计者设计出合理地制动力矩来制约车辆，在整车受到危害是停下来而避开。 最大制动力矩是在0时才取得的，其制动力与 21, F 成正比。由式买文档就送您 01339828 或 11970985 19 （ 3得，双轴式汽车附着力同时被充分应用的制动力之比为 ha （ 3 式中：0表示同步附着系数； a,b 表示质心离两轴的距离； 式（ 3的比值： 轿车 货车为 其制动力矩受到车轮制动力矩的限制，即 1 2 （ 3 式中：21, 制动器的制动力2211 , ； 1, 致车速较低，因而选择较小0，为了保障在0的良好路面上制动时前轮和 后轮先后抱死，两制动器的最大制动力矩为 1m a 3 m a a T （ 3 代入数据得： a 4 m a a 单个车轮制动器的最大制动力矩为上面计算结果的一半。 买文档就送您 01339828 或 11970985 20 第四章 制动系的主要参数 式制动器 动鼓直径 D 输入力 P 不变， D 值越大，它迸发 的制动力矩就会越大，由于尺寸大，其内部空间就会增大，那么它的散热条件就很好。但 汽车质量的添加，不利于汽车的行驶， 制这 D 的大小 。制动鼓与轮辋间存在间隙，此间隙大于 ，有利热量的随风飘散，还可以防止因过热而导致损坏轮胎。由间隙要求及轮辋尺寸的大学可求得 D 的尺寸大小。 D 与 比的范围为： 轿车 车 车 D 一 比要小，一般小 125150货汽车与客车的 D比 。对于深槽轮辋，因为其中间深陷比分的尺寸比轮辋名义直径小得多，其间隙也有所减小。设计时可先由轮胎的规格先算出 ，再由 计算 D 的值 （见表 3 表 4动鼓最大内径 轮辋直径 /2 13 14 15 16 轿车 货车 客车 180 20 240 260 0 240 260 300 320 制动鼓内径尺寸符合 199 9309/ 规定。 初 15 英寸，得： r 3 8 。 而对应的制动鼓直径 60 ， 81=足轿车对制动鼓直径与轮辋直径比的要求。 买文档就送您 01339828 或 11970985 21 片包角 及宽度 b 衬片的使用寿命与很多因数有关系，材料就是这些因数中的一种，但此处说的是其宽度，其实它的宽度 b 对它的使用寿命也是有一定影响的，其 的寿命就短， b 值过大，体积就会增加，也间接的增大了它本身的重量，这不仅 导致加工难度的提升，也增加了它的成本值。 在已知 与 b 值的基础 上在加上已初定的 D 就可以求出了衬片的摩擦面积，即 23 6 0/2114.3 （ 4 式中： D 表示制动鼓内径； b 表示摩擦衬片的宽度； 2,1 表示摩擦衬片的包角。 一 般值在 12090