【《某浮动钳式制动器设计参数的计算案例》2700字】

某浮动钳式制动器设计参数的计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u1747某浮动钳式制动器设计参数的计算案例 1219211.1车辆的主要参数 1303271.2浮动钳式制动器主要参数确定 1317171.2.1制动盘直径D 1175971.2.5制动衬块摩擦系数 3276481.2.6制动衬块的厚度h 323711.3制动器摩擦衬块的磨损特性 3284171.4浮钳式制动器主要零部件设计 4248691.4.1制动盘的设计 4196651.4.2制动钳的设计 5325011.4.3制动块的设计 51.1车辆的主要参数对沃尔沃XC60车型的尺寸参数以及质心距离的数据进行了查阅，未查到的数据参考了尺寸相似车型的参数。如表3-1所示。表3-1计算参数整车质量空载m=1846kg满载m=2148kg质心高度空载hg=710mm满载hg=740mm轴距L=2865mm汽车质心离前轴的距离（满载）L1=2865*0.55=1576mm汽车质心离后轴的距离（满载）L2=2865-1576=1289mm最高车速Vmax=180km/h前轮距1653mm后轮距1657mm轮胎235/50R19车轮工作半径1.2浮动钳式制动器主要参数确定1.2.1制动盘直径D从书中查阅资料可以看到制动盘的直径D选取的要尽可能大，这可以直接有效的增加制动盘的有效半径。有效半径的增加可以降低油缸对制动钳的推力，也就是所需要推动制动钳夹紧的力，压力减小了，平均到衬块单位面积的压力也会减小，这样可以间接性的降低制动盘受到的热量。但这不代表D可以无限大，外部是需要安装轮胎的，那么他不可以超过轮毂直径的大小，通常选取轮辋直径的70%～79%，总质量大于2t的车型要取79%。从表3-1可知，空车质量近似于2t，所以此处D选择为轮辋的78%。汽车轮胎参数是235/50R19，意思是汽车的轮辋直径为19英寸，19×25.4=482.6mm,则D取482.6×0.78=376.42mm，为了数据的整数性，本次设计选取D=380mm。1.2.2制动盘的厚度H制动盘的厚度选择他不是仅仅影响系统纵向的长度，它对制动盘的质量和工作时温度的变化有较大的影响。制动盘厚度增加必然导致制动盘的质量增加，质量和惯性力成正比，这就需要更多的制动力来使汽车减速。一旦制动力的压紧力增加了，那么就会产生大量的热量，必然会增加制动盘散热的负担导致制动性能变差。盘式制动器可以做成实心和散热通风的，这次设计将采用前轮散热通风、后轮采用实心盘。实心盘采用厚度范围是10-20mm，通风盘厚度取得范围是20-30mm。沃尔沃XC60的前制动盘是浮动钳式，选用通风盘为了更好的散热性，通风盘厚度为H=25mm。1.2.3摩擦衬块内半径和外半径摩擦衬片的外半径和内半径比值不超过1.5，一旦比值过大了，衬块的内外圆周速度相差较大，就会导致衬块磨损不均匀，表面形成楔形面，这样长此以往，摩擦面受力会变得不均匀，从而降低了制动性能。我们取外半径=135mm，内半径=92mm。外内半径的比值=135/92=1.46<1.5。1.2.4制动衬片工作面积A制动衬块单位面积的选择，根据制动衬块单位面积占有的汽车质量推荐在1.6kg/cm2～1.5kg/cm2范围内选取，本次设计取2.0kg/cm2。本次设计沃尔沃XC60轿车的满载质量为2148kg，则摩擦衬块的工作面积为：2148/20=107.40cm2，取A=110cm2。1.2.5制动衬块摩擦系数摩擦衬片的稳定性和摩擦系数相关，当摩擦系数越高时，热稳定性越好，当摩擦衬片升温时所发生的膨胀量可以忽略不计，任会以一个均匀的表面与制动盘发生摩擦。摩擦系数的取值范围一般为0.3-0.5，这里我们取=0.3。1.2.6制动衬块的厚度h制动系统工作时会产生高热量高压强，这要求摩擦衬块使用寿命要长，因此设计时他的厚度取的稍稍大一点点。目前国家标准是轿车摩擦衬块的厚度一般在7.5mm～16mm之间，本次沃尔沃XC60轿车盘式制动器的摩擦衬片厚度选取为h=13mm。制动盘直径D制动盘厚度H内半径外半径制动衬块工作面积A制动衬块摩擦系数制动衬块厚度h380mm25mm92mm135mm1100.313mm1.3制动器摩擦衬块的磨损特性摩擦衬块的磨损和它自身的材料有关，还有一些自身的物理特性例如温度、压强、压力等。加工的方式对磨损也起到影响。磨损特性的评价指标a）比能量耗散率汽车的制动是将机械能转化为一部分热能，然后再降温将这些热能消耗完。在我们日常使用汽车制动时，很少用到紧急制动，所以日常驾驶对摩擦衬块的使用极限不是很高，可一旦发生紧急制动，就会在一瞬间产生大量热量，温度急剧升高，这样会加快衬片的磨损。能量的符合越大，衬块的磨损就会越大。单个车轮的比能量耗散率前轮：（3-1）后轮：（3-2）制动时间：（3-3）式中：是汽车的总质量；是回转质量换算系数；、分别是制动初速和终速度；是制动力分配系数；是制动减速度；、分别是前后轮的摩擦衬片的面积。当我们遇到紧急制动系需要让小汽车停下时，汽车的终速度将为零，此时取回转质量转换系数为1。比能量耗散率是需要控制的较低的，一旦过高将会引起摩擦衬块的磨损，使他的使用寿命降低。查阅书本数据可以知道，这边的制动减速度应该取0.6g。b）比摩擦力比摩擦力的定义是，摩擦衬块单位摩擦面积的制动摩擦力，记为的。比摩擦力：（3-4）式中：是单个制动器的制动力矩；是制动鼓半径；是单个摩擦衬片的面积。和比能量消耗一样，比摩擦力越大，对摩擦衬片的磨损也越大。我们取了制动减速度为0.6g，制动器的比摩擦力不能大于0.48N/。1.4浮钳式制动器主要零部件设计1.4.1制动盘的设计制动盘的表面必须要光滑且平整，在受力的时候保证受力均匀。加工精度要达到平面公差度为0.012mm，表面粗糙度范围在0.7-1.3微米。制动盘的形状有两种，平板形它适用于全盘式制动器；帽子形的他适合于钳盘式，因此我们的设计外形就采用这样的类似于帽子的外形，当然现在大部分汽车采用的都是礼帽形的制动盘。通过所学知识，从材料热加工的角度分析，通常制动盘的材料选用珠光体灰铸铁。因为珠光体灰铸铁的便于锻造和切割，还拥有良好的耐磨性和减震效果，这很适用于制动盘的稳定性和安全性。因为设计采用的是通风盘，在保证厚度允许的条件下还是要尽可能薄，这样可以更有效地增加散热性。1.4.2制动钳的设计通常的汽车的制动钳都是两半的，用螺栓连接，但是会带了问题，螺栓松了之后会影响摩擦衬片和制动盘之间的间隙，制动效果会减弱，因为要用更大的踏板行程也就是更大的踏板力。这次设计的浮动钳式制动器，它需要有一个油缸，制造时要单独设计再嵌入进去，但我们在建模的时候为了零件的整体性，把它做成了一个整体，只需要在里面嵌入活塞即可。活塞的形状类似一玻璃杯，一端开口一段闭合，可以有效地减少制动液温度的升高。我们的活塞选用的是硅铝合金，强度较高，耐腐蚀。1.4.3制动块的设计外形的设计要求制动块是两个部分组成的，摩擦衬片和一块背板，两者通过冲压嵌在一起。我们的摩擦衬片选用的是扇形，为的是便于安装和美观，其实他也有很多外形，比如矩形，正方形。浮动钳式制动器是通过液压推动活塞滑动从而推动制动块的运动，这就需要活塞和背板的接触面积要尽量大一些，可以使衬块在接触制动盘的时候更加均匀的摩擦，不会发出刺耳的尖叫声，一般我们的汽车如果在制动时听见尖锐的声音，我们就需要及时跟换制动块。现在汽车电路系统十分发达，当需要跟换制动块的