桑塔纳santana2000轿车制动器设计

1、任务书学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事 专业是否外聘 是否题目名称santana2000 轿车制动器设计一、设计（论文）目的、意义意义：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。目的：运用专业基础理论和专业知识，确定Santana2000轿车制动系统的

2、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、可靠性、以及操纵轻便。另外，制动器涵盖大量的机械零件、部件等，因此制动器设计涉及的机械零部件及元件及为广泛，通过对制动器的设计，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。1、整车性能参数（ 1 ） 整车质量载/满载（ 2） 质心位置（ 3） 轮距前 /后（ 4） 质心高度（ 5） 最高车速（ 6） 轴距（ 7） 轮距（ 8） 最高车速（ 9） 轮胎规格（ 10） 车轮工作半径（ 11） 同步附着系数2、拟使用解决方法（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）制动系统相关性能急速155

3、0kg/ 2000kga=1.35mb=1.25m1535mm/1531mm空载： hg=0.95m 满载： hg=0.85m215 km/ 时L=2.6mL =1.8m60km/h195/60R14 85H370mm=0.6查阅相关资料，根据所给参数，确定制动操作方式和制动系统的方案 研究确定制动系统的构成 确定制动器动力、摩擦片寿命以及构造和相关参数 制动器主要零部件结构设计 制动器操作系统设计1、绘制制动器总装图、制动盘装配图以及各主要零件的零件图，图纸总量不少于2、完成设计说明书一份，字说不少于1.5 万字。3 张 A0.四、设计（论文）进度安排1、调研、资料收集，编写文稿提纲，完成开

4、题报告。第1-2 周（ 2 月 28 3月 13）2、方案选定：拟定需解决的主要问题。第3-4 周（ 3 月16 4 月 10）3、具体零部件设计。第5-8 周（ 4 月 13 4 月 17）4、完善相关图纸及校核计算。第9-12 周（ 4 月 20 5 月 22）5、编写及修改论文。第13-14 周（ 5 月 25 6 月 5）6、论文评阅及调整。第15 周（ 6 月 8 6 月12）7、校核、打印、装订，准备答辩。第16 周（ 6 月 15 6 月 19）五、主要参考资料（1 ）汽车教材：汽车构造、汽车发动机原理、汽车设计等；（2） 设计手册类书籍：汽车设计手册、机械设计手册等；（3） 期

5、刊文献资料：中国期刊网中标准件库开发相关资料；（关键词：制动器、轿车）（4） 新闻及网络资料等。六、备注指导教师签字：年月日 教研室主任签字：年开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事 专业是否 外聘是否题目名称Santana2000 制动器设计一、 课题研究现状、选题目的和意义1. 研究现状从汽车诞生起，车辆制动系统在车辆安全方面就扮演着一个很重要的角色，随着这些年汽车的 不断发展，新的科学技术的不断加入，导致汽车速度的越来越快，制动性在安全方面的作用就越来 越显著，所以制动器不但是衡量汽车好坏的一个指标而且是影响人员生命安全的一个重要因素。因为制动系统的好坏直接影响到驾驶员和乘员

6、的生命安全，所以制动系统的稳定性和工作可靠性十分重要。此外防水性，散热性和操作性都对车辆的制动有着多种的影响。在ABS 出现后汽车制动系统在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力都有明显的提高，ABS 在汽车上的加装缩短了制动距离的，防止车轮完全抱死，减少了事故的发生率。制动系统的目的就是为了更好的保护驾驶员的生命安全，减少汽车在制动时发生事故，更快更好的达到有效制动。这样就应该装有ABS 系统。这样虽然提高了成本但是在安全方面的提高这些成本是完全值得的。在国内汽车市场迅速发展的大形势下，轿车也在迅速的发展中。随着汽车在家庭保有量的增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，而制动系统则是汽车主

7、动安全的重要系统之一。因此， 如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市 场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已 经成为企业成功的关键。制动器主要有摩擦式、液力式、电池式。先在广泛用摩擦式制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构不同可分为：鼓式、盘式、带式三种。应用较广泛的有鼓式和盘式两种。Santana 2000 作为轿车，要求制动系统制动平顺，制动距离更短，制动过程中避免因制动效能过高而导致的车轮抱死的情况，满足汽车的安全性和乘员舒适性，因此制动系统的良好设计有利于提高汽车的整体性能。所以santana20

8、00 选用前盘后鼓式。盘式选用钳盘式、鼓式选用领从蹄式目前，国内汽车的主流发展方向为低成本控制，所以在制动方面的应用多是传统的制动控制系统，即均匀分配油液压力制动方式。ABS 也是只是基本的按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。而随着电子技术和一些智能控制技术的发展，在ABS的基础上也相继的出现了驱动防滑系统(ASR)，电子控制制动系统(EBS)和全电路制动（BBW）。 随着技术的进步，预计不久全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统。目前 , 对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行, 由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量 , 因此 , 多数有关传动系! 制动系的试验

9、均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶, 其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据, 在汽车道路试验中, 如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化, 则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。2. 选题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。汽车制动系统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统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

10、的制动系统。因此本次毕业设计题目为针对Santana2000 轿车制动器设计。通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定Santana2000 轿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。3. 选题目的通过本次对制动器的设计可以使我们更好的了解制动器的构造和设计方法，把我们大学四年所学的知识连成线，这样能让我们更好的了解制动器，为以后的工作打下了坚实的基础。在本次设计的过程中应该注重了制动器的合理性

11、与实用性，最后画出了制动器的工程图，这样就锻炼了我们的动手和实践能力。也提高了我们独立思考问题和解决问题的能力。二、设计（论文）的基本内容、拟使用解决方法。1. 基本内容：（ 1 ）研究制动器的分类，了解santana2000 制动器；（ 2）分析 santana2000 制动器前后的选用方式；（ 3）计算制动器各部件的尺寸参数并进行验证；（ 4）制动器关键零部件校核计算；（ 5）在CAD和Pro/E 软件平台上建立零件的等比例物理模型；（ 6）进行三维零件的虚拟装配（利用部件的链接关系建立部件之间的装配）（ 7）利用CAD完成装配图、关键零件的零件图。2. 拟使用解决方法：（1） 查阅相关资

12、料，根据所给参数，确定制动操作方式和制动系统的方案。（2） 研究确定制动系统的构成。（3） 确定制动器动力、摩擦片寿命以及构造和相关参数。（4） 制动器主要零部件结构设计。（5） 制动器操作系统设计。三、技术路线（研究方法）针对 santana2000 制动器的研究，我现在网络上和在图书馆看到的一些书刊上有所了解，并在网上看了看实物的照片对制动器有了初步的认识，又查阅了一些关于制动器的图纸，对制动器的结构有了一些初步的了解，这些对接下来的设计有了很大的帮助，设计的步骤如下：1 通过网络书刊，论文等途径查询变速器设计所需资料；2 编写开题报告；3选定设计参数列出设计大纲；4制动器材料的选择；5布

13、置方案的安排；（ 1）制动器的作用。（ 2）制动器结构方案的确定。（ 3）制动器盘式、鼓式选择的确定。（ 4）制动器主要零件结构的方案分析。6 制动器主要零件的设计；（ 1 ）制动盘直径的设计。（ 2）制动蹄形式的设计。（ 3）驻车制动系的设计。7 制动器主要参数的计算；8使用AutoCAD完成工程图纸（装配图与零件图）；9编写说明书。四、进度安排1、调研、资料收集，编写文稿提纲，完成开题报告。第1-2 周（ 2 月 28 日 3 月 13 日）2、方案选定：拟定需解决的主要问题。第3-4 周（ 3 月 14 日 3 月 27 日）3、具体零部件设计。第5-7 周（ 3 月 28 日 4 月

14、17 日）4、完善相关图纸及校核计算。第8-12 周（ 4 月 18 日 5 月 22 日）5、编写及修改论文。第13-14 周（ 5 月 23 日 6 月 5 日）6、论文评阅及调整。第15 周（ 6 月 6 日 6 月 12 日）7、校核、打印、装订，准备答辩。第16 周（ 6 月 13 日 6 月 19 日）五、参考文献1 刘惟信 . 汽车设计. 北京：清华大学出版社， 20012 余志生. 汽车理论. 北京：机械工业出版社, 20003 陈家瑞. 汽车构造. 北京：人民交通出版社, 19994 中国 CNKI论文数据库5 刘惟信 . 汽车制动系统的结构分析与设计计算. 北京：清华大学出

15、版社,20046 崔 靖 . 汽车构造. 陕西：陕西科学技术出版社,19847 王望予. 汽车设计. 北京：机械工业出版社,20048 吉林工业大学汽车教研室. 汽车设计. 北京：机械工业出版社,19819 张洪欣. 汽车设计. 北京：机械工业出版社,199910 龚微寒 . 汽车现代设计制造. 北京：人民交通出版社,199511 林 宁 . 汽车设计. 北京：机械工业出版社,199914 Rudolf Limpert. BRAKE DESIGN and SAFETY. Warrendale, PA 15096,USA: SAE,Inc. ,199215 John Fenton . Hand

16、Book of Vehicle Design Analysis. Warrendale,PA， USA： Society ofAutmotuve Engineers Inc. ,199616 张元才、余卓平、熊璐. 制动系统的发展现状及趋势J . 汽车研究与开发2005.N0.917 武小林 . 浅析汽车制动效能的影响因素J. 农机使用与维修.2005 （ 5）18 毕再生 . 附着系数对制动距离的影响J. 内蒙古公路与运输.2003 （ 4）六、备注指导教师意见：年月日摘要汽车发展至今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

17、于鼓式刹车, 制动效能的恒定性好, 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。因为本次设计为轿车的设计，故采用前盘后鼓式。本说明书主要设计了santana2000 轿车制动器。首先介绍了汽车制动系统的发展、结构、分类，并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终确定方案采用前盘后鼓式制动器。除此之外，还对前后制动器及主要部件的参数进行了选择和计算。同时也对santana2000 后轮鼓式中的

18、驻车制动器进行了参数的选择和计算。关键词： 制动；鼓式制动器；盘式制动器；制动盘；制动鼓ABSTRACTCar development has been the brakes are almost friction type, can be divided into two categories: drum and disc. The main advantage of the disc brake is on the braking can quickly braking, cooling effect is better than that of drum brake, braking p

19、erformance of constant qualitative good, drum brakes, the main advantage is the brake shoe piece of wear less, low cost, convenient in maintenance, because of drum brake system of absolute power far higher than disc brakes, so commonly used to rear wheel drive the truck on but because in order to im

20、prove its efficiency and must be put on the brake braking force system, make the increased cost is higher, so general or use QianPan units HouGu type. Because the design for the design of the car is adopted, QianPan HouGu type.This manual mainly designed santana2000 cars brake. First this paper revi

21、ewed the automobile braking system development, structure, classification, and through to the drum brake disc brake and the structure of the advantages and disadvantages and analyzed. Final QianPan scheme adopts the HouGu type brake. In addition, the brakes and before and after the parameters of the

22、 main parts of the selection and calculation. At the same time santana2000 rear wheels of the car brake drum in the parameter selection and calculation.Keywords: Brake; Drum brake; Disc brakes; Brake disc; Brake drum摘 要 Abstact 第 1 章 绪 论 11.1 汽车制动器的研究的目的和意义1.1.2 国内外研究现状1.1.3 对汽车制动器的研究主要内容和设计要求 3.1.4

23、 设计目标 4.第 2 章 制动器总体方案的确定 52.1 制动器的分类以及其作用 5.2.2 制动器的主要参数的确定及计算 6.2.2.1 制动力与制动力分配系数6.2.2.2 同步附着系数6.2.2.3 制动器最大制动力矩7.2.2.4 制动器因数8.2.3 本章小结1.0.第 3 章 鼓式制动器的结构型式及选择 113.1 鼓式制动器的分类1.1.3.1.1 领从蹄式制动器1.13.1.2 双领蹄式制动器1.2.3.1.3 双向双领蹄式制动器1.33.1.4 单向增力式制动器1.43.1.5 双向增力式制动器1.43.2 鼓式制动器的结构参数和摩擦系数1.53.3 制动蹄摩擦面的压力分布

24、规律及径向变形规律1. 63.4 制动蹄片上的制动力矩1.73.5 摩擦衬块的磨损特性计算1.83.6 制动蹄 2.1.3.7 制动底板2.1.3.8 制动鼓 2.1.3.9 制动轮缸2.3.3.10 驻车制动计算2.3.3.11 本章小结2.4.第 4 章 盘式制动器的设计与计算 254.1 盘式制动器主要参数的确定2.54.2 摩擦衬块的磨损特性计算2.54.3 盘式制动器制动力矩的计算2.74.4 制动盘 2.9.4.5 制动块 2.9.4.6 摩擦材料2.9.4.7 制动器间隙的调整方法及响应机构2.94.8 本章小结3.0.结论 31参考文献 32致谢 33附录1 英文参考资料 34

25、附录2 译文 36第 1章 绪 论1.1 汽车制动器的研究的目的和意义汽车制动器是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停止的汽车停在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构，汽车制动器直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。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，汽车制动器的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好，制动器工作可靠的汽车才能充分发挥其性能。应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，则可利用其机械力源（如强力压缩弹簧）实现汽车制动。应急制动装置不必是独立的制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装

26、置的某些制动器件。应急制动装置也不是每车必备的，因为普通的手力驻车制动器也可以起到应计制动的作用。1.2 国内外研究现状目前，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：盘式制动器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。在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面：在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70% 80%，所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动

27、，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比较高，这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流，采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器以液压式双泵双作用缸制动蹄匹配。目前大部分轿车（ 中档类如夏利、吉利、神龙富康捷达） 、微型车（长安之星、昌河、丰田海狮、天津华利、江铃全顺）、高端轻卡（东风小霸王、江铃、瑞风、南京依维柯）、SUV及皮卡（湖南长丰、江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。2004 年我国共产此类车计110 万辆以上。但随着高速公路等级的提高，乘车档次的上升，特别上国家安全法规

28、的强制实施，前后轮都用盘式制动器是趋势。在大型客车方面：气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总体良好，具有创新性和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪90 年代初开始将盘式制动器用于大型公交车。至2000 年，盘式制动器（前后制动均为盘式）已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。我国从1997 年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及 ABS 防抱死系统，因进口产品价格太高，主要用于高端产品。2004 年 7 月 1 日交通部强制在7-12 米高型客车上 “必须”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。北京公交电车公司、上海公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司， 都在使用为大客车匹配

29、的气压盘式制动器。生产厂家主要有：宇通公司2004年产 20000 多辆客车，其中使用盘式制动器的客车已占一半多；宇通公司自制底盘部份是由二汽在EQ153前后桥基础升级更改的，每年有10000 多套。二汽东风车桥用EQ153前后桥改型匹配气压盘式制动器的前后桥总成约占6000 套以上，是宇通公司最大的气压盘式制动器桥供应商。宇通公司每年需在一汽采客车底盘3000 多台，一汽客底2004 年供了 2000 多台，其中带盘式制动器占一半以上。如一汽客底采用 4E 前转向系统配置气压盘式制动器前桥、11 吨 420 后桥装在6100（ 10 米）豪华客车上；7 吨盘式前桥与13 吨 435 后桥配装

30、在6120（ 12 米）豪华客车上等，都是宇通公司市场前景较好，利润附加值很高的车型。江苏金龙客车的7-9 米高型客车客车采用湖桥供带盘式制动器的车桥2004 年在 5500 台左右。厦门金龙客车10-12 米高型客车以上客车、丹东黄海客车10-12 米高型客车、安徽凯斯鲍尔等等国内知名的大型厂家均已在批量生产带盘式制动器的高档客车。重型汽车方面：作为重型汽车行业应用型新技术，气压盘式制动器的已经属成熟产品， 目前具有广泛应用的前景。2004 年 3 月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压盘式制动器总成的开发。2005 年元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中，在桥箱事业部配

31、合下压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“嫁接”，解决了令整车厂及用户困扰已久的传统鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列问题。气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用，也为今后开发重汽高速卡车提供了经验和技术储备。与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前期型试试验及技术贮备工作，盘式制动器在某些方面可以说成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势15。综合以上各项，参照所给参数以现代汽车上实际采用的型式，确定设计的浮动钳盘式制动器在市场是有很大的开发前景的。鼓式制动器：鼓式制动器的主要优点是刹

32、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。对于制动效能而言，最低是盘式制动器；但制动效能稳定性却是盘式制动器最高。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，而Santana2000 作为乘用轿车他的安全性、舒适性、稳定性都要有所考虑而又因为它要批量生产所以要有较好的经济性，所以santana2000 采用前盘后鼓式制动器1。现代汽车由于车速的提高，对应急

33、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 对汽车制动器的研究主要内容和设计要求本设计研究的主要内容：设计完成汽车制动系统，包括制动系统的类型选择、总体布置形式，制动系统各零部件的结构设计和性能分

34、析。设计要求：（ 1）各项性能指标除应满足设计任务书的规定和国家要求、法规制定的有关要求外，也要考虑到我的制动系统应符合现在国内汽车市场的低成本和高性能的要求。（ 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。行车制动效能是由在一定的制动初速度下及最大踏板力下的制动减速器和制动距离两项指标来评定的。制动距离直接影响着汽车的行驶安全性2。（ 3）工作可靠。（ 4）制动效能热稳定性好。汽车的高速制动、短时间的频繁重复制动，尤其使下长坡时的连续制动，均会引起制动器的温升过快，温度过高。提高摩擦材料的高温摩擦稳定性，增大制动鼓、盘的热容量，改善其散热性或采用强制冷却装置，都是提高抗热衰退的

35、措施。（ 5） 制动效能的水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后，会因水的润滑作用而使摩擦副的摩擦系数急剧减小而发生所谓的“水衰退”现象。一般规定在出水后反复制动515 次，即应恢复其制动效能。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。另外也应防止泥沙等进入制动器摩擦副工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损。（ 6） 制动时的汽车操纵稳定性好。即以任何速度制动，汽车均不应失去操纵性和方向稳定性。通过ABS来调节前后轮的制动油压来实现。为此，汽车前、后轮制动器的制动力矩应有适当的比例，最好能随各轴间载荷转移情况而变化；同一车轴上的左、右车轮制动器的制动力矩应相同。否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操

36、纵性；当后轮抱死而侧滑甩尾时，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过15%时，会在制动时发生汽车跑偏2。（ 7） 制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学要求，即操作仪方便性好，操纵轻便、舒适，减少疲劳。（ 8） 制动系的机件应使用寿命长，制造成本低；对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求，应力求减小制动时飞散到大气中的有害于人体的石棉纤维。（ 9）制动时不应产生振动和噪声。（ 10）与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动。（ 11）制动系中应有音响或光信号等警报装置，以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效；制动系中应有必要的安全装置，在行驶中挂车一旦脱

37、挂，亦应有安全装置驱使驻车制动将其停驻。（ 12）能全天候使用。气温高时液压制动管路不应有气阻现象；气温低时，气制动管路不应出现结冰现象。（ 13）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。1.4 设计目标Santana2000作为乘用车，最重要的就是其制动时的安全性，其次就是其舒适性、稳定性。本制动器的设计的目的就是达到上述目标。让制动距尽量短的情况下不感觉到颠簸，尽量做到稳定。第 2 章 制动器总体方案的确定2.1 制动器的分类以及其作用制动系统按功用分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统和辅助制动系统。汽车制动

38、系至少应有前两套制动系统，而重型汽车或者经常在山区行驶的汽车要增设应急制动系统及辅助制动系统。行车制动器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或多回路结构，以保证其工作可靠。驻车制动器已停驶的汽车驻留在原地不动的一套装置。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。应急制动系统也叫第二制动系统，是在用于行车制动系统发生意外故障而失效时，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。应急系统也不是每车必备的，因为普通的手力驻车装置也可起到应急制动的作用。辅助制动系统通常安装在常行驶于山区的汽车上，利用发动机排气或者电涡流制动等的辅助制

39、动装置，可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持车速，并减轻或解除行车制动器的负荷。按制动系统的制动能源分类（1） 人力制动系统以驾驶员的肌体作为惟一制动能源的制动系统。（2） 动力制动系统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。（3） 伺服制动系统兼用人力和发动机进行制动的制动系统。人力目前仍是国内中低档车最为适合的制动能源，它符合了降低成本同时又有可靠的性能保证。所以我选择人力为我的制动系统的能源。按照能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式。在行车制动系统上我选用液压式，反应迅速，性能好。而在驻车制动系统上我选用机械式，性能稳定，故障少

40、。通过以上的分析，本次设计主要围绕行车制动系统和驻车制动系统来设计，而应急系统为了节省成本就利用现有的驻车系统来代替。本次设计的汽车使用范围是在城市内行驶，而且只属于制动器的设计，所以不设计辅助制动系统。2.2 制动器的主要参数的确定及计算经过预先在网上对santana2000 轿车的查询，对轿车的基本数据有了大概的了解然后由指导老师的给定和本人的一些意见最终定了以下数据；表 2.1 制动系统整车参数其他最高车速车轮工作半径轮胎160km/h370mm195/60R14 85H0=0.6整车质量空载满载1550kg2000kg质心位置ab1.35m1.25m质心高度0.95m0.85m2.6m

41、57而对汽车制动性能有重要影响的制动系参数有：制动力及其分配系数、同步附着系数、制动器最大制动力矩与制动器因数等。2.2.1 制动力与制动力分配系数Lh2.1 )根据公式：L 20 hgL得：1.25 0.6 0.85 0.672.62.2.2 同步附着系数 同步附着系数是汽车制动性能的一个重要参数，由汽车结构参数所决定的。它是制动器动力分配系数为的汽车的实际前、后制动器制动力分配线，简称线，与汽车理想的前、后制动器动力分配曲线I 线的交点。对于前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在附着系数等于同步附着系数0 的路面上，汽车前、后车轮才会同时抱死，当汽车在不同植的路面上制动时，可能出现以下

42、3 种情况。（ 1） 当 0 时： 制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，单失去转向能力。（ 2）当0 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0 时：制动时前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也失去转向能2现代的道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因此汽车因制动时后轮先抱死的后果十分严重。由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会发生调头而丧失操纵稳定性，因此后轮先抱死的情况十分严重，所以现在各类汽车的0 值都均有增大趋LL22.2)势。轿车0 0.6；货车 0 0.5。00.6故取02.2.3 制动器最大制动力矩应合理地确定前、后轮制动器的制动力

43、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。通常上式的比值为轿车1.3 到 1.6， 货车为 0.5 到 0.7 5。 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。由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩。计算公式如下：M 2maxGL (L1 qhg) re( 2.3)式中： 该车所能遇到的最大附着系数；q制动强度；re车轮有效半径；M 2max后轴最大制动力矩；G汽车满载质量；L汽车轴距；a (0) hg1.35 0.71.35 (0.7

44、0.6) 0.850.66故后轴2max200002.6(1.35 0.66 0.85) 0.7 3701.57 106 Nmm后轮的制动力矩为1.57 106 /2 0.785 106Nmm前轴M 1max TflmaxTf2 max10.6761.57 10（1 0.67）3.2 106 Nmm前轮的制动力矩为3.2 106 /2 1.6 106 Nmm2.2.4 制动器因数制动器因数定义为在制动鼓或制动盘的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即Tf BF f（ 2.4）式中： Tf 制动器的摩擦力矩；R 制动盘或制动鼓的作用半径；P 输入力，一般取加于两制动蹄的张开力的平均值输入力。对

45、于钳盘式制动器，设两侧制动块对制动盘的压紧力均为P，即制动盘在其两侧的作用半径上所受的摩擦力为2 f P , 此处 f 为盘与制动衬块饿摩擦系数，于钳盘式制动器的制动器因数为2fPBF2f（ 2.5）P对于全盘式制动器，则为BF 2nf式中： f 摩擦系数；n 旋转制动盘数目。f 取 0.5得 BF 2 0.5 1对于鼓式制动器，若作用两蹄的张开力分别为P1, P2，制动鼓内圆柱面半径即制动鼓工作半径为R， 两蹄给予制动鼓的摩擦力矩TTf1 和T Tf2， 则两蹄的效能因素即制动蹄因素分别为整个鼓式制动器的制动器因数则为P1P2P 时，则有BFT1BFT2TTf1P1RTTf2P2RBFT1B

46、FPRTTf1 TTf2 0.5(P1 P2 )R 2(TTf1 TTf2)(P1 P2 )RBF BFT1 BFT2蹄与鼓间作用力的分布，其合力的大小、方向及作用点，需要较精确的分析、计算才能确定。假设在张力P的作用下，制动蹄的摩擦衬片与鼓之间作用力的合力N的B 点上。这一法向力引起作用于制动蹄衬片上的摩擦力为Nf ， f 为摩擦系数。a,b,c,h,R 及 为结构尺寸。2.1 鼓式制动器受力简图对领题绕支点A的力矩平衡方程，即2.6)Ph Nfc Nb 0BFT1Nf hPb1 f bc2.7)代入参数得：BFT1 =0.79当制动鼓逆转时，上述制动蹄则又成为从蹄，这时摩擦力Nf 的方向相

47、反，用上述分析方法，同样可得出从蹄绕支点A的力矩平衡方程，即Ph Nfc Nb 0（ 2.8）由上式得从蹄的制动蹄因数为NfBFTf1 fcb（ 2.9）代入参数得：BFT2 =0.482.3 本章小结本章先选定了要设计的制动系统的类型。然后确定了本设计的汽车的技术参数，通过这些参数，计算出了要设计的制动系统的制动力、制动力分配系数、同步附着系 数、制动器最大制动力矩、制动器因数等重要参数。这些参数是保证该制动系统正常工作的前提。第 3 章 鼓式制动器的结构型式及选择3.1 鼓式制动器的分类鼓式制动器的结构型式有多种，其主要结构型式如图3-1 5所示，并分述如下。图 3.1 制动器结构图鼓式制

48、动器的简图如图3.2 所示 。不同形式鼓式制动器的主要区别有：蹄片固定支点的数量和位置不同。张开装置的形式与数量不同。制动时两块蹄片之间有无相互作用。因蹄片的固定支点和张开力位置不同，使不同形式鼓式制动器的领、从蹄数量有差别，并使制动效能不一样3.1.1 领从蹄式制动器如图（a），（b）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。由图（a），（ b）可见：领蹄所受的摩擦力

49、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。3.2 领从蹄结构图图 3.3 领从蹄结构图对于两蹄的张开力P1=P2=P的领从蹄式制动器结构，如图（b）所示，两蹄压紧制动鼓的法向力应相等。但当制动鼓旋转并制动时，领蹄由于摩擦力矩的“增势”作用，使其进一步压紧制动鼓而使其所受的法向反力加大；从蹄由于摩擦力矩的“减势”作用而使其所受的法向反力减小。这样，由于两蹄所受的法向反力不相等，不能相互平衡，其差值要由车轮轮毂轴承承受。制动时这种两蹄法向反力不

50、能相互平衡的制动器又称为非平衡式制动器。非平衡式制动器将对轮毂轴承产生附加的径向载荷，而且领蹄的摩擦衬片表面的单位压力大于从蹄的，故磨损较从蹄的严重。对于如图（a）所示具有定心凸轮张开装置的领从蹄式制动器，在制动时，凸轮机构保证了两蹄的位移相等。因此，作用与两蹄上的法向反力和由此产生的制动力矩应分别相等；而作用于两蹄的张开力P1 与P2 则不相等；且必然有P1/P2<1 或P1<P2。由于两蹄的法向反力N1=N2 在制动鼓正、反两个方向旋转并制动时均成立，因此这种结构的特性的，实际上也是平衡式的。其缺点是驱动凸轮的力要大而效率却相对较低，约为 0.6 0.8。由于凸轮需要用气压驱动

51、，因此，这种结构仅用在总质量等于或大于10t 的货车和客车上。3.1.2 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（c）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。图 3.4 双领蹄结构图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，使制动效能大大下降。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

52、着力大于后轴，而倒车时则相反。它之所以不用于后轮，还因为两个互相成中心对称的轮缸，难以附加驻车制动驱动机构。3.1.3 双向双领蹄式制动器双向双领蹄式制动器的结构特点是两蹄片浮动，用各有两个活塞的两轮缸张开蹄片。图 3.4 双向领蹄结构图无论是前进或者是倒退制动，这种制动器的两块蹄片始终为领蹄，所以制动效能相当高，而且不变。由于制动器内设有两个轮缸，所以适用于双回路驱动机构。当一套管路失效后，制动器转变为领从蹄式制动器。除此之外，双向双领蹄式制动器的两蹄片上单位压力相等，因而磨损程度相近，寿命相等。双向双领蹄式制动器因有两个轮缸，故结构上复杂，且蹄片与制动鼓之间的间隙调整困难是它的缺点。这种制

53、动器得到比较广泛的应用。如用于后轮，则需另设中央驻车制动器。3.1.4 单向增力式制动器单向增力式制动器的两蹄片各有一个固定支点，两蹄下端经推杆相互连接成一体，制动器仅有一个轮缸用来产生推力张开蹄片。图 3.5 单向增力式结构图汽车前进制动时，两蹄片皆为领蹄，次领蹄上不存在轮缸张开力，而且由于领蹄上的摩擦力经推杆作用到次领蹄，使制动器效能很高，居各式制动器之首。这种制动器只有一个轮缸，故不适合用于双回路驱动机构，另外由于两蹄片下部联动，使调整蹄片间隙变得困难。车用其作为前轮制动器。3.1.5 双向增力式制动器双向增力式制动器的两蹄片端部有一个制动时不同时使用的公用支点，支点下方有一轮缸，内装两个活塞用来同时驱动张开两蹄片，两蹄片下方经推杆连接成一体。3.6 双向增力式结构图双向增力式制动器因两蹄片均为领蹄，所以制动器效能稳定性比较差。除此之外， 两蹄片上单位压力不等，故磨