汽车盘式制动系统结构设计

1、毕业设计(说明书)期课题汽车盘式制动系统的结构设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名取得学位指导教师论文字数14700完成日期2011年5月8日汽车盘式制动系统的结构设计摘要：本设计主要基于汽车(相对于普通轿车)盘式制动器的特点，对制动系统结构进行了进一步的研究和设计。 首先，通过查阅相关文献资料，了解了汽车盘式制动系统的工作原理。 根据其工作原理，设计合适的部件结构，选择现有部件，构成一个循环实现的制动系统，提出了几种可以实现制动效果的可行方案，并通过比较，选出了最佳的研究方案。 本文主要实现了盘式制动系统的整体液压传动原理，对制动钳的设计、制动管路的分布方式、主缸的设计进行了详细论述，通过

2、计算和验证，验证了能否达到良好的制动效果和强度。关键词：液压致动器、制动钳、制动配管主气缸自动中断系统designabstract : thisdesingismanerybasedonthecur (togeneralcharacteristicofccar ) fordiskbrake系统的结构是further research and design. first byconsultingrelevantliteraturematerial， whehaveureundersstoodcardiscbrakesystemprincipleofwork.accrdingtotheworkin

3、gprinciple thispareparewilldefiletherritprasstructur ps form a circulating brake system，还有， 使用所有力choosethebestresearchplan.thisparementmailyrealizeddiscbrakesystemwholehydraulictransmissionpriplesanddetaileddiscus d，brake pipe distribution mode，thedefinetofmainoilcylinderandthroughcalculationandchec

4、king，wheathercanachieegoodvalidationbrakkeywords : hydraulic传输； brake caliper； 分布式模式；distribution mode； master cylinder.目录第一章绪论11.1课题背景11.2课题研究意义11.3研究课题的选择21.4现状和发展趋势21.5本章总结3第二章全体方案的决定42.1设计内容42.1.1设计任务42.1.2设计要求42.2设计方案52.2.1制动钳的方案选择52.2.2制动总泵的提案选择62.2.3制动配管的方案选择7第三章盘式制动器主要部件的设计93.1制动盘的设计93.1.1制动

5、盘的直径93.1.2制动盘的厚度93.1.3制动盘的材料93.2制动钳的设计93.3刹车片的设计93.4制动钳的活塞复位设计10第四章制动系统的设计计算124.1制动系统的主要技术参数124.2制动系统的主要计算124.2.1同步附着系数的确定和制动力分配系数的计算124.2.2前后轴车轮制动制动力的计算124.2.3前后轴制动器制动扭矩的计算144.3制动系数154.4制动器液压驱动机构设计计算154.4.1制动轮汽缸直径的确定和工作容积的计算154.4.2主缸径的确定和工作容积的计算16第五章核对175.1管路压力检查175.2制动踏板行程检查175.3制动踏板力检查185.4制动距离检查

6、185.5摩擦衬里的磨损特性计算检查185.6复位弹簧的刚性强度的检查195.6.1根据工作条件选择材料，确定允许应力205.6.2根据强度条件计算弹簧钢丝直径205.6.3基于刚性条件，计算弹簧的匝数205.6.4管理205.7驱动轴的强度检查215.7.1轴的强度检查215.7.2样条耦合强度计算22第六章总结23参照文献24感谢25附录图纸列表26第一章绪论1.1课题背景刹车是汽车制动系统中真正的停车零件，现代汽车制动装置一般要求1、在短距离内实现制动2 .具有稳定的制动效果3 .制动装置具有足够的强度、耐久性良好4 .检查方便、更换不复杂针对以上要求，一般汽车的制动系统多是组合盘式制动

7、器和鼓式制动器，汽车的前轮安装盘式制动器，后轮安装鼓式制动器，一部分汽车的四个车轮安装盘式制动器，盘式制动器的普及如何？ 利用盘式制动器可以提高汽车的主动安全性，解决了刹车噪音污染、维护频繁、容易被粉尘污染等鼓式制动器无法解决的问题1。根据不同的工作方式和使用目的，盘式制动系统可分为气压式、液压式、复合式2。 现在的轿车一般采用液压制动，一般只有装载质量在8公斤以上的货车和公共汽车使用气压制动系统。 盘式制动器由油压控制，制动力通过真空增压器放大力传递至主缸，主缸产生的油压再次传递至制动器，最后进行制动。 主要相关的零件有制动盘、制动垫、制动钳、活塞等。 为了降低制动盘工作时的温度，目前制动盘

8、有通风设计，在径向叶片设计、制动钳、制动总泵、管路分布设计等方面不断更新和改进。 也就是说，作为新的制动部件，盘式制动器越来越广泛地应用于轿车、轿车、大型货车，因此具有广阔的市场前景。1.2课题研究意义断续制动状态下，制动盘和鼓式制动器的制动能力没有差异。 但是，盘式制动器在制动响应和制动控制方面表现得更好。 但是，在连续制动中，两种制动器的差异很大。 在长距离坡道上行驶，盘式制动器在一定的制动压力下，完全不会失去初始性能，汽车能以一定的速度行驶。 相反，搭载鼓式制动器的汽车，为了维持速度必须逐渐增加制动压力。 持续制动后，在同等的制动压力下，盘式制动器产生的制动力只降低了一点点，鼓式制动器的

9、制动力下降很大，这两种制动器的安全率存在着很大的差异。盘式制动器与鼓式制动器相比具有很大的优点，因此盘式制动器的应用现在非常普及3。 与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点具体而言，(1)稳定性好。 制动垫作用在制动盘上的单位压力高，容易挤出附着在制动垫上的水，车轮旋转时产生的离心力能够甩开水，加上制动垫对制动盘的擦拭作用，在制动盘排出水后，一次或两次另外，盘式制动器的制动扭矩与制动缸的活塞推力和摩擦系数处于线性关系的同时，由于没有自增强作用，所以制动过程中制动扭矩缓慢增加，与鼓式制动器相比，制动的稳定性得到了保证。 (2)散热性好。 由于摩擦垫的尺寸不大，其工作面的面积为圆盘表面面积的15%左右

10、，除圆盘外还采用通风设计，散热性好。 (3)盘式制动器的结构尺寸和质量比鼓式制动器小。 (4)盘式制动器的摩擦垫比鼓式制动器的摩擦垫磨损后容易更换，构造简单，维护也容易。 (5)制动盘和摩擦垫之间的间隙小，缩短了气缸活塞作用于制动垫的时间。 (6)容易构成多回路制动驱动系统，使系统具有安全性，保证汽车在任何车速下都能均匀且安全地制动各车轮。 (7)在刹车片上安装了磨损警报装置，通知摩擦垫的磨损达到了极限，能够及时地更换摩擦垫。 如图1-1所示，当摩擦垫3达到极限时，警告片2与制动盘4摩擦而发出很大的声音，警告用户应该更换制动垫。1-警告板2-背板3-摩擦垫4-制动盘图1-1盘式制动器的警报装置

11、但是，盘式制动器存在难以完全防止灰尘和生锈、按制动片的力大、制动片的磨损快等缺点，因此需要进一步研究和保养盘式制动器，对该项目进行研究，是为了使汽车盘式制动器的结构掌握机械设计的过程和原理，把自己学到的东西应用于实际设计，也是大学四年来学到的知识的回顾。1.3研究课题的选择汽车制动系统是汽车底盘上的重要系统，是制约汽车运动的装置。 刹车是直接作用于刹车系统制约汽车运动的一种健康装置，是汽车上最重要的安全部件。 汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。 随着道路业的迅速发展和车流密度的增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为了保证人身和车辆的安全，汽车必须具备非常可靠的制动系统。 制动系统的

12、研究和改进是当务之急。 因此，我以盘式制动器的结构设计为研究对象，通过自己的研究掌握了设计过程，同时加强了专业知识的学习。1.4现状和发展趋势21世纪的盘式制动器的制动盘与以往不同，盘片上开了多个小孔，不仅起到了加快通风散热、提高制动效率的作用，还减轻了制动盘的质量4。 制动钳连接到制动盘上，其结构分为固定制动钳和浮动制动钳。 制动主缸是将制动踏板的踏力转换为液压的装置，有利用一个活塞的单制动主泵和将两个活塞串联连接的类型的制动主缸。 同时，在制动盘上，sab wabco设计的脉状通风设计盘5和volvo设计的目视磨损指示器6等许多汽车公司进行了设计和改进。理论上，使用制动盘和卡钳作为制动的重

13、要部分已经有了成熟的技术，要开发新的制动系统，必须着手制造技术和材料7。 由于交变应力和热应力的作用，盘表面也容易发生表面疲劳磨损8，所以能提高盘的硬度，得到好的效果。 保时捷公司最初将陶瓷制动盘技术引用到实际生产车中，奥迪公司开发的新型陶瓷制动盘已成为奥迪一部分车型的可选装置9。 陶瓷制动盘准确地说是用碳纤维材料制成的制动盘。 并且，由于陶瓷分子通过热处理技术渗透到其表面，这一系列技术是在高温下进行的，所以耐热性非常好，由于高技术陶瓷渗透到表面，所以表面的耐热性也比普通的金属制制动盘高，寿命也变长。 配合钻头、划线，使制动系统整体性能更优异。 陶瓷材料将成为未来制动盘的主力材料10。像电子制

14、动系统这样的abs的需求作用越来越明显。 原本abs只用于高级车，现在已经普及到中级车，今后几年，在国内也将成为普通车的标准配置。 对传统汽车制动系统产品来说，“低端轿车高配置”是目前市场需求的新特征。1.5本章总结盘式制动器不仅重量轻，结构简单，调整容易，适应汽车在连续运行、高温、高负荷的情况下对制动性能的要求，降低材料、能源的消耗，提高汽车的操作性和舒适性，努力改善缺点，延长制动器寿命在未来几年，盘式制动器越来越完善，可以说在国内迅速普及和应用14。结合上述盘式制动器系统的研究和分析，我要做的工作是完全设计盘式制动器的结构，在传递制动力后完成制动作用，解除制动。 主要研究方案集中在制动钳的

15、设计、主缸的设计、管路的分布设计和部分零件的设计，如制动盘、制动块、活塞等。 通过对各种方案的探讨，确定了最佳的研究方案，并根据其发展趋势设计了提高制动性能、防止生锈和污垢、减轻重量、简化结构、降低成本、实用性更强、寿命更长的结构。第二章整体方案的确定2.1设计内容2.1.1设计任务本次设计的主要目标是进一步研究盘式制动系统的传动原理，在此基础上得到相关的可行的改进方案，通过比较筛选，选择和研究最佳方案，获得理想的制动效果。 整体来说，1、必须实现循环制动操作2 .制动性能稳定3 .设计机构简单4 .符合实际。主要研究内容是盘式制动器系统整体的传动原理，是通过零件、机构等完成制动器全过程的方法。 制动器的设计，主缸的设计，制动配管的分布方式。 制动器的设计直接影响制动效果的发挥，主缸的设计也涉及制动性能，涉及人们的生命安全，不同的制动管道的分布带来不同的制动效果，我们需要设计保护乘客生命安全的最佳分布方式