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CA6780中型客车后轮制动器设计[鼓式]【8张CAD图纸+毕业论文】【汽车车辆专业】

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CA6780中型客车后轮制动器设计【全套CAD图纸+毕业论文】【汽车车辆专业】.rar

CA6780中型客车后轮制动器设计

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关键词：: ca6780 中型客车后轮制动器设计全套 cad 图纸毕业论文汽车车辆专业

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摘要

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
Abstract II
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
附录A 外文文献 33
附录B 文献翻译 36
附录C 设计中重要零件绘制标准 38

第1章绪论

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

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制动底板A1.jpg

制动腹板A1.jpg

制动鼓A1.jpg

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内容简介：: SY-025-BY-4毕业设计（论文）指导记录日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：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SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名胡凯系部汽车交通工程学院专业、班级车辆工程07-8班指导教师姓名赵国迁职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称CA6780中型客车后轮制动器设计一、设计（论文）目的、意义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CA6780客车制动系统设计。通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定CA6780客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；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）内容：1.绪论部分（制动器设计的意义、研究现状、设计要求 2 .制动系统方案论证分析与选择 3.制动系统设计计算 4.制动器主要零部件结构设计 5.结论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 L1=1.94m L2=1.86m最高车速： 140km/h车轮工作半径：508mm轮胎： 10R20同步附着系数：=0.5三、设计（论文）完成后应提交的成果1、计算说明部分设计说明书一份2、图纸部分（1）CAD总装图， 0号1张；（2）CAD零件图，若干张；四、设计（论文）进度安排 12周调研，查阅相关文献，写文献综述及开题报告； 34周：对调研结果和查阅资料进行总结分析，确定设计方案，并分析各设计方案的缺点58周：针对最终确定的方案进行运动分析与计算，强度分析与计算，几何精度分析与计算，确定各个零件，部件的结构与外形尺寸；9周：期中检查 1014周：完成总装图和部件图及部分零件图； 15周：预审 16周：修改 17周：答辩五、主要参考资料1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社, 20012 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社 ,20003 陈家瑞.汽车构造M.北京：人民交通出版社 ,19994 林宁.汽车设计M. 北京：机械工业出版社,19995 刘惟信.汽车制动系统的结构分析与设计计算M.北京：清华大学出版社,20046 崔靖.汽车构造M.陕西：陕西科学技术出版社,19847 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社,20048 吉林工业大学汽车教研室M.汽车设计.北京：机械工业出版社,19819 张洪欣.汽车设计M.北京：机械工业出版社,199910 龚微寒.汽车现代设计制造M.北京：人民交通出版社,1995六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日优秀毕业设计（论文）推荐表题目CA6780中型客车后轮制动器设计类别毕业设计学生姓名胡凯院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆工程07-8指导教师胡凯职称高级实验师设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它毕业设计指导教师评分表学生姓名胡凯院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-8班指导教师姓名赵国迁职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称CA6780中型客车后轮制动器设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名胡凯专业班级车辆工程07-8班指导教师赵国迁职称高级实验师题目CA6780中型客车后轮制动器设计答辩时间月日时答辩组成员姓名苏清源赵雨旸姚佳岩赵国迁李荣出席人数5序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计评阅人评分表学生姓名胡凯专业班级车辆工程07-8班指导教师姓名赵国迁职称高级实验师题目CA6780中型客车后轮制动器设计评阅组或预答辩组成员姓名苏清源赵雨旸姚佳岩赵国迁李荣出席人数5序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。本科学生毕业设计CA6780中型客车后轮鼓式制动器设计院部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 B07-8班学生姓名：胡凯指导教师：赵国迁职称：高级实验师黑龙江工程学院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Design of Drum Brake on CA6780 Medium-sized Passenger Car Candidate：Hu Kai Specialty ：Vehicle Engineering Class ：B07-8 Supervisor: Senior experimentalist Zhao GuoqianHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要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ABSTRACTPassenger 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 .朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典Keywords:Passenger Car；Brake System；Drum Brakes；Brake Parameters；StructureI黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1制动系统的发展概况及组成11.2制动器的研究现状31.3制动器的设计的意义51.4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72.1制动器形式方案分析72.1.1鼓式制动器72.1.2盘式制动器92.2制动驱动机构的结构形式选择102.2.1简单制动系102.2.2动力制动系102.3本章小结11第3章制动系统的主要参数及其选择123.1制动器设计相关主要技术参数123.2同步附着系数的分析123.3确定前后轴制动力矩分配系数123.4制动器制动力矩确定133.5鼓式制动器的结构参数与摩擦系数133.5.1鼓式制动器的结构参数133.5.2摩擦片的摩擦系数143.6本章小结15第4章制动器的设计计算164.1制动蹄片上的制动力矩与张开力164.2制动器因数与制动蹄因数的分析计算204.2.1后轮鼓式制动器效能因数204.2.2摩擦衬片的磨损特性计算214.3驻车制动计算234.4本章小结24第5章制动器主要零部件结构设计255.1制动鼓255.2制动蹄255.3制动底板255.4制动蹄的支承255.5凸轮式张开机构265.6制动器的工作间隙265.7本章小结26第6章制动器零部件的强度校核276.1凸轮轴强度校核276.2紧固摩擦片铆钉的剪切应力验算276.3制动蹄支承销剪切应力计算286.4回位弹簧强度校核296.5本章小结29结论30参考文献31致谢32附录33附录A 外文文献33附录B 文献翻译36附录C 设计中重要零件绘制标准38黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章绪论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22.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。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。制动器可以分为摩擦式和非摩擦式两大类。摩擦式制动器。靠制动件与运动件之间的摩擦力制动。按制动件的结构形式又可分为外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器等；按制动件所处工作状态还可分为常闭式制动器（常处于紧闸状态，需施加外力方可解除制动）和常开式制动器（常处于松闸状态，需施加外力方可制动）；按操纵方式也可分为人力、液压、气压和电磁力操纵的制动器。制动器的结构型式。非摩擦式制动器。主要有磁粉制动器（利用磁粉磁化所产生的剪力来制动）、磁涡流制动器（通过调节励磁电流来调节制动力矩的大小）以及水涡流制动器等。按制动件的结构形式又可分为外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器等；按制动件所处工作状态还可分为常闭式制动器（常处于紧闸状态，需施加外力方可解除制动）和常开式制动器(常处于松闸状态，需施加外力方可制动)；按操纵方式也可分为人力、液压、气压和电磁力操纵的制动器。按制动系统的作用制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。按制动能量的传输方式制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统2。1.2制动器的研究现状在汽车技术飞速发展的今天，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、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系是用于使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。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。作为制动系重要组成部分之一的制动器的发展对汽车的安全性，可靠性有着极大的意义。对于国外客车制动器的选择原则，在欧洲，越来越多的客车采用4轮盘式制动系统，并大有取代以往的鼓式制动器之势。鼓式制动器虽然常规制动效果好，但如果多次连续制动或下长坡制动，就会引起制动器温度迅速升高，对制动的有效性和制动器本身带来的安全性有较大的影响。而盘式制动器则有效地克服了鼓式制动器的弊端，并且具有良好的热稳定性和水稳定性，能够防止汽车跑偏，并确保汽车稳定的制动效果，从而规避了制动风险。可以说4轮盘式制动器是客车行业制动系统的发展方向。由于他们对价格不敏感，他们主要追求性能加上汽车技术比较发达，目前已经基本上形成“前盘后盘”的形式5。而在国内我国制动器发展前景广阔，据统计，预计2009年汽车产量将达到1273.7万辆，2010、2011年将持续保持增长，预计增长率在19%至20%之间。2009年中国将成为世界第一汽车生产大国，同时中国汽车消费量占全球总消费量比例已达12%，在2015年左右国内汽车销售也有望超过美国，成为第一大汽车消费市场。到2020年，中国本土汽车产量将达到2000万辆左右，其中两成产品将进入国际市场6。目前乘用车主要采用前盘后鼓式和全盘式制动器，20%的乘用车采用前盘后鼓式制动器，全鼓式制动器已在乘用车领域淘汰；商用车主要采用全鼓式制动器，只有高档客车和有特殊需求的车辆才采用全盘式制动器。随着对汽车制动性能的提高，越来越多的先进电子制动技术得到采用。从中国汽车工业协会统计的情况来看，2008年汽车鼓式制动器总成需求规模达到2046万台，其中乘用车鼓式制动器总成市场377万台，商用车鼓式制动器总成市场1669万台，预计2013年乘用车鼓式制动器总成市场928万台，商用车鼓式制动器总成市场2937万台。目前主要生产企业有亚太机电、重庆红宇、万向钱潮、浙江万安等企业。亚太机电一直是我国鼓式制动器产量最大的企业6。制动器作为制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，它是将汽车的动能以摩擦方式转化为热能并加以吸收的机构，不仅要按产生足够的制动力的条件，还要按能量容量和磨损寿命足够的条件来确定制动器。为确保制动稳定性可靠，热稳定性好，寿命长，造价低，现今的制动器产品无论从性能、结构方面，还是生产制造方式和操纵控制方面，都在发生着诸多的变化。它们大大地优化了制动器各方面的性能，从某种程度上看,这些变化也反映了汽车制动器的发展方向。制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。盘式制动器和鼓式制动器分别用于前轮和后轮。是汽车上最重要的安全件2。目前汽车制动器基本都是摩擦制动器按照摩擦副中旋转元件的不同分为鼓式制动器和盘式制动器两大类。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。电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机，在回收制动能量时起制动作用，它引入了新型的制动器。作为一种新的制动型式，势必引起制动型式的变革。电制动系统制动器是基于传统的制动器，也分为盘式电制动器和鼓式电制动器，鼓式电制动器由于制动热衰退性等缺点，将来汽车上会以盘式电制动器为主9。盘式制动器相比鼓式制动器，盘式制动器的优势已经得到广泛认可。鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而盘式制动器在液力助力下制动力大，舒适性更强，性能稳定，在各种路面都有较鼓式制动器更好的制动表现，尤其在长下坡等需要长时间制动的路段。虽然盘式制动器性能优于鼓式制动器，但是自刹作用，鼓式刹车有良好的自刹作用，由于刹车来令片外张，车轮旋转连带着外张的刹车鼓扭曲一个角度(当然不会大到让你很容易看得出来)刹车来令片外张力(刹车制动力)越大，则情形就越明显，因此，一般大型车辆还是使用鼓式刹车，除了成本较低外，大型车与小型车的鼓刹，差别可能祗有大型采气动辅助，而小型车采真空辅助来帮助刹车。成本较低：鼓式刹车制造技术层次较低，也是最先用于刹车系统，因此制造成本要比碟式刹车低。同时由于技术和成本原因想要普及前盘后盘的形式还需一个长期过程。目前国内只有中高档城际大客车普遍使用盘式制动器，鼓式制动器造价便宜，而且符合传统设计，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，因此生产厂家为了节省成本，大多数客车采用前盘后鼓的形式选择制动器类型10。1.3制动器的设计的意义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。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,交通事故也不断增加。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。据有关资料介绍，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。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。第2章制动系统方案论证分析与选择2.1制动器形式方案分析汽车制动器几乎均为机械摩擦式，即利用旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。一般摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式和盘式两大类3。2.1.1鼓式制动器鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。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两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路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，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧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，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。鼓式制动器按蹄的类型分为：(1)领从蹄式制动器如2-1图所示，若图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向(制动鼓正向旋转)，则蹄1为领蹄，蹄2为从蹄。汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了。这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”作用，故又称为减势蹄。“增势”作用使领蹄所受的法向反力增大，而“减势”作用使从蹄所受的法向反力减小。领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。(2)双领蹄式制动器若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器。显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器。如图2-2所示，两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器。双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降。这种结构常用于中级轿车的前轮制动器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及附着力大于后轴，而倒车时则相反。 (3)双向双领蹄式制动器如图2-3当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。它也属于平衡式制动器。由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。 (4)单向增力式制动器单向增力式制动器如2-4图所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式制动器。单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。(5)双向增力式制动器将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器如图2-5。对双向增力式制动器来说，不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉器也广泛用作汽车的中央制动器，因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高，而且驻车制动若不用于应急制动时也不会产生高温，故其热衰退问题并不突出。但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差，容易导致制动效率下降。因此，在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济型车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。本次设计最终采用的是领从蹄式制动器16。图2-1领从蹄式制动器图2-2双领蹄式制动器图2-3双向双领蹄式制动器图2-4单向增力式制动器图2-5双向增力式制动器2.1.2盘式制动器盘式制动器按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类。（1）钳盘式钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。定钳盘式制动器：这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相联并在制动钳体开口槽中旋转。具有下列优点：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现从鼓式制动器到盘式制动器的改革；能很好地适应多回路制动系的要求。浮动盘式制动器：这种制动器具有以下优点：仅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加之液压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动钳的制动块可兼用于驻车制动。（2）全盘式在全盘式制动器中，摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘，制动时各盘摩擦表面全部接触，其作用原理与摩擦式离合器相同。由于这种制动器散热条件较差，其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。通过对盘式、鼓式制动器的分析比较可以得出盘式制动器与鼓式制动器比较有如下均一些突出优点。制动稳定性好，的效能因素与摩擦系数关系的K-p曲线变化平衡，所以对摩擦系数的要求可以放宽，因而对制动时摩擦面间为温度、水的影响敏感度就低。所以在汽车高速行驶时均能保证制动的稳定性和可靠性。盘式制动器制动时，汽车减速度与制动管路压力是线性关系，而鼓式制动器却是非线性关系。输出力矩平衡，而鼓式则平衡性差。制动盘的通风冷却较好，带通风孔的制动盘的散热效果尤佳，故热稳定性好，制动时所需踏板力也较小。车速对踏板力的影响较小。但盘式制动器制动效能低，兼做驻车制动时需加装辅助制动装置因而在后轮上应用受到限制。综合以上优缺点最终确定CA6780客车的后轮制动器设计采用鼓式。并采用领从蹄式制动器。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（0.1s0.3s），工作压力大(可达10Mpa12Mpa)，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。动力制动系有气压制动系、气顶液式制动系和全液压动力制动系3种。（1）气压制动系气压制动系是动力制动系最常见的型式，由于可获得较大的制动驱动力，且主车与被拖的挂车以及汽车列车之间制动驱动系统的连接装置结构简单、连接和断开均很方便，因此被广泛用于总质量为8t以上尤其是15t以上的载货汽车、越野汽车和客车上。但气压制动系必须采用空气压缩机、储气筒、制动阀等装置，使其结构复杂、笨重、轮廓尺寸大、造价高；管路中气压的产生和撤除均较慢，作用滞后时间较长（0.3s0.9s），因此，当制动阀到制动气室和储气筒的距离较远时，有必要加设气动的第二级控制元件继动阀（即加速阀）以及快放阀；管路工作压力较低（一般为0.5Mpa0.7Mpa），因而制动气室的直径大，只能置于制动器之外，再通过杆件及凸轮或楔块驱动制动蹄，使非簧载质量增大；另外，制动气室排气时也有较大噪声。（2）气顶液式制动系气顶液式制动系是动力制动系的另一种型式，即利用气压系统作为普通的液压制动系统主缸的驱动力源的一种制动驱动机构。它兼有液压制动和气压制动的主要优点。由于其气压系统的管路短，故作用滞后时间也较短。显然，其结构复杂、质量大、造价高，故主要用于重型汽车上，一部分总质量为9t11t的中型汽车上也有所采用。（3）全液压动力制动系全液压动力制动系除具有一般液压制动系统的优点外，还具有操纵轻便、制动反应快、制动能力强、受气阻影响较小、易于采用制动力调节装置和防滑移装置，及可与动力转向、液压悬架、举升机构及其他辅助设备共用液压泵和储油罐等优点。但其结构复杂、精密件多，对系统的密封性要求也较高，故并未得到广泛应用，目前仅用于某些高级轿车、大型客车以及极少数的重型矿用自卸汽车16。2.3本章小结本章通过对制动器类型的比较和具体分析，总结出各种不同制动器的应用场合和制动器的优缺点及使用方式。通过本章内容对本次设计的制动器进行初步选取。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。3.3确定前后轴制动力矩分配系数根据所给定的同步附着系数由公式得 (3.1)满载时3.4制动器制动力矩确定由轮胎与路面附着系数所决定的后轴最大附着力矩 (3.2) (3.3)式中该车所能遇到的最大附着系数(大中型客车取0.450.65取0.65)q制动强度；车轮有效半径后轴最大制动力矩G汽车满载质量L汽车轴距其中3.5鼓式制动器的结构参数与摩擦系数3.5.1鼓式制动器的结构参数（1）制动鼓直径D轮胎规格为10R20 轮辋为20in 表3-1客车与轿车的轮辋直径与制动鼓直径的关系轮辋直径/in121314151620制动鼓内径/mm轿车180200240260客车220240260300320420查表得制动鼓内径D=420mmD=mm根据客车D/Dr=0.700.83之间选取取D/Dr=0.8D=406.4mm。（2）制动蹄摩擦衬片的包角和宽度b 摩擦衬片的包角在=范围内选取。取=表3-2制动器衬片摩擦面积汽车类别汽车总质量m/t单个制动器总的衬片摩擦面积A/cm轿车0.91.51.52.5100200200300客车与货车1.01.51.52.52.53.53.57.07.012.012.017.0120200150250（多为150200）25040035065055010006001500（多为6001200）根据单个制动器总的衬片摩擦面积表A取5501000cm初选A=850其中为弧度。 b=850/（203.2100/180）=240mm（3）摩擦衬片初始角的选取根据（4）张开力P作用线至制动器中心的距离a根据a=0.8R得a=0.8203.2=162.56mm取163制动蹄支撑销中心的坐标位置k与c根据c=0.8R得c=0.8203.2=162.56mm取1613.5.2摩擦片的摩擦系数选择摩擦片时，不仅希望其摩擦系数要高些，而且还要求其热稳定行好，受温度和压力的影响小。不宜单纯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的要求。在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取f=0.3可使计算结果接近实际值。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。所以选择摩擦系数f=0.33.6本章小结本章通过已知的制动器主要参数对制动器内的结构参数及同步附着系数、摩擦系数、制动力矩等主要部件和参数进行计算和选取。第4章制动器的设计计算4.1制动蹄片上的制动力矩与张开力计算鼓式制动器，必须查明蹄压紧到制动鼓上的力与产生制动力矩之间的关系。为计算有一个自由度的蹄片上的力矩，在摩擦衬片表面取一横向微元面积，如图4-1所示。它位于a角内，面积为bRda ，其中b 为摩擦衬片宽度，单元面积bRda R为制动鼓半径。制动鼓作用在微元面积上的法向力为 (4.1)而摩擦力fdN产生的制动力矩为 (4.2)从到区段积分上式得到 (4.3)法向压力均匀分布时，有 (4.4)由（4.3）、（4.4）可求出不均匀系数 (4.5)由（4.3）、（4.4）给出的是由压力计算制动力矩的方法，在实际计算中也可以采用由张开力P计算制动力矩的方法，且更为方便图4-1计算制动力矩简图图4-2计算张开力简图增式蹄产生的制动力矩可表达如下： (4.6)式中：-摩擦系数-单元法向的合力-摩擦力的的作用半径若已知制动蹄的几何参数及法向压力的大小便可计算出蹄的制动力矩。如图4-1所示为了计算与张开力的关系式，写出制动蹄上力的平衡方程式： (4.7) (4.8)式中：-支承反力在轴上的投影； -轴与的作用线之间的夹角。 (4.9)联立（4.8）、（4.7）式得到 (4.10)将式（4.10）带入式（4.6）中得到领蹄的制动力矩为 (4.11)对于从蹄可得类此的表达式 (4.13)为了确定及必须求出法向力N及其分量。如果将dN看作是它投影在轴和轴上的分量和的合力，根据公式（4.1）有（4.13）式中（4.13）所以（4.14）式中= 100摩擦衬片起始角=40，题目取 =10则=30, =130。根据（4.3）（4.6）得则有那么根据和其中因此由于领蹄与从蹄对称布置，所以=，得出对具有两蹄的制动器来说，其制动鼓上的制动力矩等于两蹄摩擦力矩之和即 (4.15)对凸轮张开机构，其张开力可有前述作用在蹄上的力矩平衡条件得到的方程式求出。，（4.16）知道了制动力矩与张开力的关系，计算鼓上的制动力矩，在汽车设计时应满足最大制动力（为附着力）根据公式（4.17）式中：地面附着系数=0.7（干水泥混凝土路面）汽车重力G=97009.8=95060N 根据前后车轮制动器制动力分配系数联立得单个后轮制动器制动力。单个后轮制动力矩为（4.18）式中：为车轮滚动半径。由于CA6780D226选用的轮胎型号是10R20，子午线普通花纹轮胎。此轮胎断面宽254mm，充气后278mm，滚动半径=493mm，即轮胎在额定载荷时滚动半径。根据公式（4.18）单个后轮制动力矩计算张开力得计算鼓式制动器，必须检查蹄有无自锁现象的可能。由式（4.10）得出自锁条件 c=(COS1+fsin1)-fR (4.19)如果式就不会自锁因为,所以满足条件不自锁。由（4.3）和（4.10）式可计算出领蹄表面最大压力为 =1.1945N/mm=1195kpa4.2制动器因数与制动蹄因数的分析计算4.2.1后轮鼓式制动器效能因数（1）领蹄制动蹄因数鼓式制动器的简化图，如图4-3图4-3鼓式制动器简化受力图根据公式：可知（2）从蹄的制动因数根据公式：得出注h/b=2， c/b=1，h=326所以b=163，c=163.图4-4制动蹄因数及其导数与摩擦系数的关系1.领蹄；2.从蹄4.2.2摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片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（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内制动摩擦产生的热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重3。双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为 (4.20) (4.21)式中：汽车回转质量换算系数，紧急制动时，；汽车总质量；，汽车制动初速度与终速度，/；计算时客车取18/；制动时间，单位；按下式计算单位 t=18/6=3；制动减速度， 0.6106；后制动器衬片的摩擦面积；质量在7.012/t的客车摩擦衬片面积在550-1000cm，故取=85000mm 制动力分配系数。客车鼓式制动器的比能量消耗率应不大于1.8，故符合要求。磨损特性也可以用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的磨损功 (4.22)式中：汽车总质量汽车最高车速车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积许用比摩擦功，对于客车和货车取600J/cm800 J/cm满足要求。4.3驻车制动计算汽车在上坡路上停驻的受力如图所示，由该图可得出汽车上坡停驻时的后轴车轮的附着力为同样可求出汽车下坡停驻时的后轴车轮的附着力为图4-5汽车在坡路上停驻受力简图根据后轴车轮附着力与后轮驻车制动的制动力相等的条件可求得汽车在上坡和下坡路上停驻时的坡度极限倾角。 (4.23)求得汽车在上坡时可能停驻的极限上坡倾角为 (4.24)汽车在下坡可能停驻的极限下坡路倾角为 (4.25)故满载时：空载时：一般要求各类汽车的最大驻车坡度不应小于16%20%汽车列车的最大停驻坡度约为12%左右。由以上计算可知满足法规规定。汽车满载在上坡时后轴的驻车制动力矩接近于有a所定的极限值4.4本章小结本章是对制动器内部各主要参数的计算，主要为制动力矩和制动张开力、制动效能因数和制动蹄因数计算以及驻车制动的主要参数计算。第5章制动器主要零部件结构设计5.1制动鼓制动鼓应具有非常好的刚性和大的热容量，制动时温升不应超过极限值。制动鼓材料应与摩擦衬片相匹配，以保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。制动鼓相对于轮毂的对中是圆柱表面的配合来定位，并在两者装配紧固后精加工制动鼓内工作表面，以保证两者的轴线重合。两者装配后还需进行动平衡。其许用不平衡度对轿车为15Ncm20 Ncm；对货车和客车为30Ncm40 Ncm3。制动鼓壁厚的选取主要是从其刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有利于增大其热容量，但试验表明，壁厚由11 mm增至20 mm时，摩擦表面的平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚：轿车为7mm12mm；中、重型载货汽车为13mm18mm。制动鼓在闭口一侧外缘可开小孔，用于检查制动器间隙3。本次设计采用的材料是灰铸铁HT200。5.2制动蹄制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车的约为3mm5mm；货车和客车的约为5mm8mm。摩擦衬片的厚度，轿车多为4.5mm5mm；货车和客车多为8mm以上。衬片可铆接或粘贴在制动蹄上，粘贴的允许其磨损厚度较大，使用寿命增长，但不易更换衬片；铆接的噪声较小3。本次制动蹄采用的材料为HT200。5.3制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状。重型汽车则采用可联铸铁KTH37012的制动底板。刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀3。本次设计采用可联铸铁KTH37012。5.4制动蹄的支承二自由度制动筛的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位。为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。例如采用偏心支承销或偏心轮。支承销由45号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁(KTH37012)或球墨铸铁(QT40018)件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置3。5.5凸轮式张开机构凸轮式张开机构的凸轮及其轴是由45号钢模锻成一体的毛坯制造，在机加工后经高频淬火处理。凸轮及其轴由可锻铸铁或球墨铸铁的支架支撑，而支架则用螺栓或铆钉固定在制动底板上。为了提高机构的传动效率，制动时凸轮是经过滚轮推动制动蹄张开。滚轮45号钢制造并高频淬火3。5.6制动器的工作间隙制动鼓与摩擦衬片之间或制动盘与摩擦衬块之间在未制动状态下应有工作间隙，以保证制动鼓或制动盘能自由转动。一般来说，鼓式制动器的设定间隙为0.2mm0.5,mm；本课题选用0.5mm。此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失，因而此间隙量应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生热变形和机械变形，因此，制动器在冷却状态下应设的间隙要通过实验来确定3。5.7本章小结本章主要讲述制动器内部主要零件的选择标准及尺寸大小其中主要内容为制动鼓、制动蹄、制动底板、制动蹄的支撑、凸轮张开机构及制动器工作间隙的选择。第6章制动器零部件的强度校核6.1凸轮轴强度校核当汽车制动时，凸轮轴承受转矩作用。其危险断面在花键轴处，现对花键轴的内径进行抗扭强度验算： (6.1)式中：制动凸轮轴所受的转矩；抗扭截面系数，对于花键轴内径的圆截面，；其中 d花键轴的花键内径；许用扭转应力。凸轮轴采用45号钢，许用扭转应力=140Mpa因此强度符合要求。6.2紧固摩擦片铆钉的剪切应力验算由公式可算出制动蹄的最大制动力矩Tfmax。如果已知铆钉的数目n，铆钉的直径d及材料，即可验算其剪切应力： (6.2)式中：铆钉材料的许用剪切应力。本设计数据为：铆钉数为12个，直径为5mm，材料选用ML2钢，需用剪切=145Mpa 满足设计要求。6.3制动蹄支承销剪切应力计算在算得制动蹄上的法向力，制动力矩，及张开力，后，可求得支撑销承受的支撑力，及支撑销的剪切应力，如下： (6.3)式中：A支撑销的截面积。支撑销的直径为28mm，材料选用45号钢，许用剪切应力=140Mpa。其中 (6.4)一般来说，S1的值总要大于S2，故仅计算领蹄的支撑销的剪切应力即可：其中故强度符合要求6.4回位弹簧强度校核根据国标GB/T 20881997可知：弹簧d=4mm D=20mm初拉力p=148N. 有效圈数n=25.5图6-1弹簧初应力图根据图6-1可知弹簧剪切应力符合要求。6.5本章小结本章主要讲述制动器设计的中凸轮轴，紧固摩擦片铆钉，制动支承销，回位弹簧的强度进行校核。通过计算结果可知以上零件达到要求，符合设计原则。结论本次毕业设计是以CA6780客车的后轮制动器为研究对象,根据设计要求，通过查阅相关资料，确定本设计采用了后轮领从蹄制动器，运用专业知识和资料对客车制动系统的结构形式进行分析，总结出设计方案并进行制动器各部件参数的选择和计算。在此过程中完成了以下工作。（1）了解了制动器的概念，特点，结构和功用。通过比较盘式制动器和鼓式制动器的优缺点完成方案选择和做出适当的改进。（2）通过所给定的技术参数完成对制动系统同步附着系数、制动力矩分配系数参数以及鼓式制动器结构参数等主要参数的确定。（3）通过制动系统的总体参数对制动器进行设计与计算，通过计算所得结果对制动器中主要零部件就算选取，以及完成强度校核。至此，对CA6780后轮鼓式制动器基本完成。设计中因受到本身经验和水平的不足，使得某些部件的设计方法和思路不够完善。同时因为只是理论上的满足设计要求，能否符合实际生产中的要求还需要对进行实际应用检测。最后，在完成毕业设计的同时也感觉到自己的不足，希望在以后随着知识的积累对其进行改进，使其更完善。参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社, 20012 陈家瑞.汽车构造M.北京：人民交通出版社 ,19993 刘惟信.汽车制动系统的结构分析与设计计算M.北京：清华大学出版社,20044 林宁.汽车设计M. 北京：机械工业出版社,19995 李景俊.客车制动系统发展趋势J.世界汽车，20036 中国市场研究报告组.20092013年汽车制动器总成行业市场报告J.中国报告网，20097 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社 ,20008 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社,20049 张元才.制动系统的发展现状及趋势J.汽车研究与开发，200510 马瀚明. 客车盘式制动器普及势在必行J.中国客车网，201111 程桢.工程力学M.北京：中国计量出版社,200812 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册-设计篇M.北京：人民交通出版社,200113 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册-基础篇M.北京：人民交通出版社,200114 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册-实验篇M.北京：人民交通出版社,200115 吉林工业大学汽车教研室M.汽车设计.北京：机械工业出版社,198116 臧杰.汽车构造M.北京：机械工业出版社,200517 王振军.汽车典型结构图册M.北京：人民交通出版社,200818 张洪欣.汽车设计M.北京：机械工业出版社,199919 Rudolf Limpert,BRAKE DESIGN and SAFETY.Warrendale,PA 15096, USA;SAE,inc,199222 汽车用制动衬片.GB5763-199823 制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列.QC/T 309-199924 马秋生.机械设计基础M 北京：机械工业出版社,200525 罗圣国吴宗泽.机械设计课程设计手册M. 北京：高等教育出版社，2006致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师赵国迁。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是赵老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩赵老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢黑龙江工程学院四年来对我的大力栽培。附录附录A 外文文献Automobile Brake SystemThe braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes.Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake.The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set.The brake system is composed of the following basic components: the “master cylinder” which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts driver foots mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel “brake lines” and flexible “brake hoses” connect the master cylinder to the “slave cylinders” located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system. “Shoes” and “pads” are pushed by the slave cylinders to contact the “drums” and “rotors” thus causing drag, which (hopefully) slows the car.The typical brake system consists of disk brakes in front and either disk or drum brakes in the rear connected by a system of tubes and hoses that link the brake at each wheel to the master cylinder (Figure).Basically, all car brakes are friction brakes. When the driver applies the brake, the control device forces brake shoes, or pads, against the rotating brake drum or disks at wheel. Friction between the shoes or pads and the drums or disks then slows or stops the wheel so that the car is braked.In most modern brake systems (see Figure 15.1), there is a fluid-filled cylinder, called master cylinder, which contains two separate sections, there is a piston in each section and both pistons are connected to a brake pedal in the drivers compartment. When the brake is pushed down, brake fluid is sent from the master cylinder to the wheels.At the wheels, the fluid pushes shoes, or pads, against revolving drums or disks. The friction between the stationary shoes, or pads, and the revolving drums or disks slows and stops them. This slows or stops the revolving wheels, which, in turn, slow or stop the car.The brake fluid reservoir is on top of the master cylinder. Most cars today have a transparent r reservoir so that you can see the level without opening the cover. The brake fluid level will drop slightly as the brake pads wear. This is a normal condition and no cause for concern. If the level drops noticeably over ashort period of time or goes down to about two thirds full, have your brakes checked as soon as possible. Keep the reservoir covered except for the amount of time you need to fill it and never leave a cam of brake fluid uncovered. Brake fluid must maintain a very high boiling point. Exposure to air will cause the fluid to absorb moisture which will lower that boiling point.The brake fluid travels from the master cylinder to the wheels through a series of steel tubes and reinforced rubber hoses. Rubber hoses are only used in places that require flexibility, such as at the front wheels, which move up and down as well as steer. The rest of the system uses non-corrosive seamless steel tubing with special fittings at all attachment points. If a steel line requires a repair, the best procedure is to replace the compete line. If this is not practical, a line can be repaired using special splice fittings that are made for brake system repair. You must never use copper tubing to repair a brake system. They are dangerous and illegal.Drum brakes, it consists of the brake drum, an expander, pull back springs, a stationary back plate, two shoes with friction linings, and anchor pins. The stationary back plate is secured to the flange of the axle housing or to the steering knuckle. The brake drum is mounted on the wheel hub. There is a clearance between the inner surface of the drum and the shoe lining. To apply brakes, the driver pushes pedal, the expander expands the shoes and presses them to the drum. Friction between the brake drum and the friction linings brakes the wheels and the vehicle stops. To release brakes, the driver release the pedal, the pull back spring retracts the shoes thus permitting free rotation of the wheels.Disk brakes, it has a metal disk instead of a drum. A flat shoe, or disk-brake pad, is located on each side of the disk. The shoes squeeze the rotating disk to stop the car. Fluid from the master cylinder forces the pistons to move in, toward the disk. This action pushes the friction pads tightly against the disk. The friction between the shoes and disk slows and stops it. This provides the braking action. Pistons are made of either plastic or metal. There are three general types of disk brakes. They are the floating-caliper type, the fixed-caliper type, and the sliding-caliper type. Floating-caliper and sliding-caliper disk brakes use a single piston. Fixed-caliper disk brakes have either two or four pistons.The brake system assemblies are actuated by mechanical, hydraulic or pneumatic devices. The mechanical leverage is used in the parking brakes fitted in all automobile. When the brake pedal is depressed, the rod pushes the piston of brake master cylinder which presses the fluid. The fluid flows through the pipelines to the power

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