HGC1050轻型商用车制动系设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】

HGC1050轻型商用车制动系设计

49页 23000字数+说明书+任务书+开题报告+6张CAD图纸

HGC1050轻型商用车制动系设计开题报告.doc

HGC1050轻型商用车制动系设计说明书.doc

任务书.doc

制动盘.dwg

制动蹄.dwg

制动鼓A2.dwg

成绩评定表.doc

指导教师评分表.doc

指导记录.doc

推荐表.doc

盘式制动器CATIA三维

盘式制动器装配图.dwg

答辩评分表.doc

管路布置装配图.dwg

评阅人评分表.doc

过程管理封皮.doc

题目审定表.doc

鼓式制动器CATIA三维

鼓式制动器装配图.dwg

目   录

摘要I

ABSTRACTII

第1章 绪    论1

1.1 制动系统设计的意义1

1.2 制动系统研究现状1

1.3 课题设计方法及应解决的主要问题3

第2章 制动系统总体方案分析和选择4

2.1 制动能源的选择5

2.2 驻车制动系6

2.3 行车制动系6

2.4 液压分路系统的形式的选择6

2.4.1 II型回路7

2.4.2 X型回路7

2.4.3 其他类型回路7

2.5 制动原理和工作过程8

2.5.1 鼓式制动器制动原理和过程8

2.5.2 盘式制动器制动原理和过程8

2.6 制动器的形式方案分析9

2.6.1鼓式制动器9

2.6.2 盘式制动器10

2.7 本章小结11

第3章  制动系主要参数确定12

3.1 整车相关基本参数12

3.2 确定同步附着系数和前后轴制动力分配系数12

3.3 制动器最大制动力矩确定14

3.4 鼓式制动器的主要参数选择14

3.4.1 制动鼓直径D15

3.4.2 摩擦衬片宽度b和包角β15

3.4.3 制动器中心到张开力作用线和距离16

3.4.4 制动蹄支销中心的坐标位置是k与c16

3.4.5 摩擦片摩擦系数16

3.5 盘式制动器的主要参数选择16

3.5.1 制动盘直径D16

3.5.2 制动盘厚度16

3.5.3 摩擦衬块外半径和内半径17

3.5.4 摩擦衬块工作面积17

3.6 本章小结17

第4章  制动器的设计与计算18

4.1制动器摩擦面的压力分布规律18

4.2 单个制动器制动力矩计算18

4.2.1 鼓式制动器制动力矩计算18

4.2.2 盘式制动器制动力矩计算20

4.3 驻车制动的制动力矩计算21

4.4 制动衬片的耐磨性计算22

4.5 制动距离的计算23

4.6 本章小结24

第5章 液压制动驱动机构的设计计算25

5.1 制动驱动机构的形式25

5.2 液压制动驱动机构的设计计算25

5.2.1 制动轮缸直径d的确定25

5.2.2 盘式制动器轮缸活塞宽度与缸筒壁厚26

5.2.3 鼓式制动器轮缸活塞宽度与缸筒壁厚27

5.2.4 制动主缸的尺寸参数计算27

5.2.3 制动踏板力FP31

5.2.4 制动力分配调节装置的选取32

   5.2.5 液压制动软管的计算33

5.3 真空助力器的设计计算33

5.4 制动器的主要结构元件34

5.4.1 制动鼓34

5.4.2 制动蹄35

5.4.3 摩擦衬（片）块35

5.4.4 制动底板36

5.4.5 支承36

5.4.6 制动轮缸36

5.4.7 制动盘37

5.4.8 制动钳38

5.4.9 制动块38

5.5 自动间隙调整机构39

5.6 本章小结40

结论41

参考文献42

致谢43

摘    要

随着行驶车速的增高，汽车行驶安全性日益重要，汽车制动性直接影响到汽车行驶安全性。本次设计轻型商用车为设计对象，设计高性能、安全性能好的制动系统以满足汽车发展的需求。因而，作为能保证汽车安全行驶的组成部分之一的制动系，需要设计出满足使用性能及安全保障的制动系统。

本文系统详细的介绍了汽车制动系的结构型式及其主要构件的设计计算，阐述了制动器的两种结构型式及选择和各自的工作原理、制动系的主要参数及其选择、制动器主要零部件的结构设计和分析计算、制动驱动结构的结构型式选择与设计计算、制动力分配的调节装置等。其中重点介绍了汽车车制动系的主要构件——浮钳盘式制动器、领丛蹄式制动器的分析计算。在绘制二维AUTOCAD图纸的基础上，为更形象表达制动器的结构，还运用CATIA绘图软件，绘制了三维图形和爆炸图。

关键词：行车制动；驻车制动；鼓式制动器；盘式制动器；液压驱动；设计；计算

ABSTRACT

This design specifications is prototypes for Light commercial of CA 1050.Design high performance, safety performance 's breaking system to meet the development of the car. Therefore, as guaranteeing one of the components that the automobile goes safety--the break system, it is necessary to carry on exhaustive designing calculation an theory analysis for composition component.

This text mainly introduces the structure pattern of the brake system and its designing calculation of main departments, and explains two kinds of structure patterns and choosing and one's own operation principle of the brake , main parameter of the brake system in the department and choosing, structural design and calculation of the main spare part of the brake , applying the brake urges the structure pattern of the structure to choose and design and calculate , makes the regulation device that power distributes . Especially, it introduces the main member of the department of the brake system among them --Float pincers records of type brake ,Bring plexus hoof type brake's analysis and calculation. In rendering based on two-dimensional AUTOCAD drawing, for the more image express break structure, I still using CATIA drawing software, to draw a 3d graphics and explosion figure.

Key words: Crane Brake；Parking brake；Drum brake；Disc brakes；Hydraulic drive；Design；Calculation

第3章  制动系主要参数确定

3.1 整车相关基本参数

与汽车制动系设计相关的整车基本参数如表3.1所示。

表3.1 制动系主要参数

空载满载

汽车质量3095kg5455kg

轴荷分配前轴1600kg1900kg

后轴1495kg3555kg

质心高度

轴距3800mm

前制动器浮动钳盘式

后制动器鼓式领丛蹄式

汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。本次毕业设计题目为HGC1050轻型商用车制动系设计。

通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定该轻型商用车制动系统的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；本系统采用X型双回路的制动管路以保证制动的可靠性；采用真空助力器使其操纵轻便；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。

制动系统研究现状

从汽车诞生时起，制动系统在车辆的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，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。它们的工作原理基本都一样，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的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。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。例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。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了很大变化。

制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的。制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。制动驱动机构包括供能装置、控制装置、传动装置、制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。供能装置供给、调节制动所需能量并改善传能介质状态。其中，产生制动能量的部分称为控制制动能源。人的肌体亦可作为制动能源，控制装置产生制动动作并控制制动效果，传动装置将传动能量传输到制动器。

按照制动系统的功用，制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、第二制动系统和辅助制动系统。行车制动系统是使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。它是在行车过程中经常使用的。驻车制动系统是使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。第二制动系统是在行车制动失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系统也是汽车必须具备的。辅助制动系统是在汽车下长坡是用以稳定车速的一套装置。例如，经常行驶在山区的汽车，若单靠行车制动系统来达到下长坡时稳定车速的目的，则可能导致行车制动系统的制动器过热而降低制动效能，甚至完全失效。因此，山区用汽车还应具备此装置。

制动系统按制动能源可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统。人力制动系统是以驾驶员得肌体作为惟一制动能源的制动系统。动力制动系统是完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系统。伺服制动系统兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。

制动器是制动系统的主要组成部分，目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器，按照摩擦副中旋转元件的不同，分为鼓式和盘式两大类制动器。 鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器有固定钳式，浮动钳式，浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好，可靠性和安全性也好，而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低，无法完全防止尘污和锈蚀，兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构，因而在后轮上的应用受到限制，很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着人们对制动性能要求的提高，防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中，需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能，这就使得制动系统结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度，制动系统要求结构更加简洁，功能更加全面和可靠，制动系统的管理也成为必须要面对的问题，电子技术的应用是大势所趋。从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器4个组成部分的发展历程来看，都不同程度地实现了电子控制化。

汽车制动系统的功用是使行驶中的汽车根据行驶条件或驾驶员的意愿，减速、停车或维持某一稳定车速，以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动。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%。（例如丰田汽车召回事件）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。课题设计方法及应解决的主要问题

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。在整个过程中，应着重解决：鼓式制动器的设计计算；盘式制动器的设计计算；制动系统操纵机构设计；制动管路布置问题；驻车系统的设计；制动驱动机构设计计算等。

制动系统总体方案分析和选择

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。

（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；

（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；

（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；

（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。

防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，所以近年来防抱死制动系统（ABS）在汽车上得到了很快的发展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有公害问题，已被逐渐淘汰，取而代之的各种无石棉材料相继研制成功。

本次设计采用前盘后鼓、液压制动、 X式(交叉式)双回路制动控制系统。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79%。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。