客车是城市常用的运输工具，因此客车的发展极快，然而随着客车增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，而制动系统则是影响汽车安全的重要系统之一，同时制动器作为制动系统的核心部分，从而对汽车制动器的结构分析与设计计算也就显得非常重要了。本次设计说明书中首先介绍了制动系统的发展，组成和意义，并通过制动系统方案的分析确定本次设计所采用的方案-后轮鼓式制动器促动装置为凸轮。其次又通过给定的技术参数对制动器的主要参数进行选择以及对制动器进行设计计算，主要设计过程有同步附着系数的分析，确定前后轴制动力矩的分配系数，制动器制动力矩和制动器各结构参数的确定以及制动张开力和制动效能因数的计算。而后又对制动器的主要零部件的结构进行设计并且对一些部件进行强度校核。最后通过以上计算利用Auto CAD绘制图形完成本次设计。

关键词：客车; 制动系统; 鼓式制动器; 制动器参数; 结构

ABSTRACT

Passenger car is a common mode in city transport , so it has a very fast development . However , with the passenger car increasing , security catches more and more attentions of people . The brake system is one of the influence of the security system , at the same time the brakes is the core of the brake system . Thus it is important for the analysis and design calculations on the structure of the brake .

The design specifications first introduced in the brake system development, form and meaning , and by the analysis of the brake system , determining the design of programme - with motivation in the brake drum device is cam . Followed by a given technical parameters for the brake the main arguments to choose and the brake for design calculations . Main showcases process of analysis have attracted . Determine the motive force and the system of distribution of power, the brake system and the brake the structure of the rectangle parameter to determine and brake tension and efficiency factor calculation . Then design on the main parts of the brake and check the strength of structure on some components .Last finish the design through Auto CAD .

Keywords:Passenger Car；Brake System；Drum Brakes；Brake Parameters；Structure

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1制动系统的发展概况及组成1

1.2制动器的研究现状3

1.3制动器的设计的意义5

1.4制动器设计的主要内容6

第2章制动系统方案论证分析与选择7

2.1制动器形式方案分析7

2.1.1鼓式制动器7

2.1.2盘式制动器9

2.2制动驱动机构的结构形式选择10

2.2.1简单制动系10

2.2.2动力制动系10

2.3本章小结11

第3章制动系统的主要参数及其选择12

3.1制动器设计相关主要技术参数12

3.2同步附着系数的分析12

3.3确定前后轴制动力矩分配系数12

3.4制动器制动力矩确定13

3.5鼓式制动器的结构参数与摩擦系数13

3.5.1鼓式制动器的结构参数13

3.5.2摩擦片的摩擦系数14

3.6本章小结15

第4章制动器的设计计算16

4.1制动蹄片上的制动力矩与张开力16

4.2制动器因数与制动蹄因数的分析计算20

4.2.1后轮鼓式制动器效能因数20

4.2.2摩擦衬片的磨损特性计算21

4.3驻车制动计算23

4.4本章小结24

第5章制动器主要零部件结构设计25

5.1制动鼓25

5.2制动蹄25

5.3制动底板25

5.4制动蹄的支承25

5.5凸轮式张开机构26

5.6制动器的工作间隙26

5.7本章小结26

第6章制动器零部件的强度校核27

6.1凸轮轴强度校核27

6.2紧固摩擦片铆钉的剪切应力验算27

6.3制动蹄支承销剪切应力计算28

6.4回位弹簧强度校核29

6.5本章小结29

结论30

参考文献31

致谢32

附录33

第3章制动系统的主要参数及其选择

3.1制动器设计相关主要技术参数

整车质量：空载：3010kg

满载：9700kg

质心高度：空载：hg=0.62m

满载：hg=0.97m

轴距： L=3.8m

最高车速： 140km/h

车轮工作半径：508mm

轮胎： 10R20

同步附着系数：

3.2同步附着系数的分析

(1)当时：制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力；

(2)当时：制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性；

(3)当时：制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧失了转向能力。

分析表明，汽车在同步附着系数为的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为，即，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的制动强度＜这表明只有在＝的路面上，地面的附着条件才可以得到充分利用[3]

1.1制动系统的发展概况及组成

1.制动系统的发展

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构形式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。它们工作原理基本相同，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大改变，出现了很多新型结构形式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。

汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的，制动系统的每个组成部分都发生很大变化[2]

2.汽车制动系统的组成

制动系统主要由下面四个部分组成：

（1）供能装置;也就是制动能源，包括供给、调节制动所需能量以及各个部件，产生制动能源的部分称为制动能源；

（2）控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的部件；

（3）传动装置：包括制动能量传递到制动器的各个部件；

（4）制动器：产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件，也包括辅助制动系统中的部件；

现代的制动系统还包括制动力调节装置和报警装置，压力保护装置等辅助装置。

供能装置主要是指制动能源，制动能与能源有人力制动、伺服制动、动力制动、动力制动或者上述任两者的结合使用。

人力制动是开始有制动系统时的制动能源，它有机械式制动、液压式制动两种形式。机械式制动主要用于驻车制动系统中，驻车制动系统中要求机械锁止方法保证汽车在原地停止不动，在任何情况下不至于滑动。液压式制动是通过制动踏板推动制动主缸，进而使制动器进入工作状态。伺服制动兼用人力和发动机作为制动能源，正常情况下制动能源由动力伺服系统供给，动力伺服系统失效时可由人力供给制动能源，这时伺服制动就变成人力制动。动力制动系统的制动能源是发动机所驱动的油泵或者气泵，人力作为控制来源可分为气压制动，气顶液制动，液压制动。其中气压制动是发展最早的一种动力制动系统。液压制动是目前得到广泛应用的一种制动系统，技术已经非常成熟[2]。

控制装置的发展

最早的人力制动，是通过机械的连接产生制动动作。发展到人力控制制动，通过踩制动踏板启动制动，再由传动装置把制动踏板力传到真空助力器，经过真空助力器的助力扩大后，传递到制动主缸产生液压力，然后通过油路把液压力传递到每个轮缸，开始制动。随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用，以及电子技术在汽车上面广泛应用，制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势，其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理，会使汽车制动系统发生革命性的变化，它采用电子控制，可以更加准确、更高效率的实现制动。

传动装置的发展

人力制动时代是采用机械的传动装置，气（液）压制动利用气（液）压力和连接管路把制动力传递到制动器。电子制动则是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器，它的控制信号来控制单元（ECU），用信号传递制动信号和制动力信息。

制动器的发展

制动器就是刹车。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。

制动器分为行车制动器（脚刹），驻车制动器（手刹）。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的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。制动器作为制动系统的核心制动器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。

1.4制动器设计的主要内容

本次设计是通过查阅相关资料，掌握制动器设计的基本步骤和要求，及制动器总成的相关设计方法，运用汽车设计和汽车构造的基础知识，学习和利用CAD绘图软件对CA6780中型客车的制动器进行设计使其具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。2.2制动驱动机构的结构形式选择

根据制动力原的不同，制动驱动机构可分为简单制动、动力制动以及伺服制动三大类型。而力的传递方式又有机械式、液压式、气压式和气压-液压式。

2.2.1简单制动系

简单制动系即人力制动系，是靠司机作用于制动塌板上或手柄上的力作为制动力原。而传力方式又有机械式和液压式两种。

机械式的靠杆系或钢丝绳传力，其结构简单，造价低廉，工作可靠，但机械效率低，因此仅用于中、小型汽车的驻车制动装置中。

液压式的简单制动系通常简称为液压制动系，用于行车制动装置。其优点是作用滞后时间短（0.1s~0.3s），工作压力大(可达10Mpa~12Mpa)，缸径尺寸小，可布置在制动器内部作为制动蹄的张开机构或制动块的压紧机构，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，即产生所谓“汽阻”，使制动效能降低甚至失效；而当气温过低时（-25℃和更低时），由于制动液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及当有局部损坏时，使整个系统都不能继续工作。液压式简单制动系曾广泛用于轿车、轻型及以下的货车和部分中型货车上。但由于其操纵较沉重，不能适应现代汽车提高操纵轻便性的要求，故当前仅多用于微型汽车上，在轿车和轻型汽车亡已极少采用。

2.2.2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

摩擦衬片A2.gif

凸轮轴零件图A1.gif

制动底板A1.gif

制动腹板A1.gif

制动鼓A1.gif

制动蹄装配图A1.gif

制动支承销A2.gif

装配图A0.gif

内容简介：: SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期年月日迄今已进行周剩余周学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容存在问题及努力方向学生签字：指导教师意见指导教师签字：年月日教研室意见教研室主任签字：年月日

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