《汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 屆 題 目汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 論文字?jǐn)?shù) 14700 完成日期 2011年5月8日 汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要：本設(shè)計(jì)主要根據(jù)汽車(chē)（針對(duì)一般轎車(chē)）盤(pán)式制動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的研究和設(shè)計(jì)。首先通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，我了解了汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。根據(jù)其工作原理

2、，設(shè)計(jì)合適的零部件結(jié)構(gòu)或選擇已有的零部件，組成一個(gè)可循環(huán)實(shí)現(xiàn)的制動(dòng)系統(tǒng)，從而提出能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果的若干可行方案，并且通過(guò)比較，選擇出最佳的研究方案。本文主要實(shí)現(xiàn)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的整體液壓傳動(dòng)原理，分別對(duì)制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)，制動(dòng)管路的分布方式，主油缸的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的論述,并且通過(guò)計(jì)算和校核，驗(yàn)證是否能達(dá)到良好的制動(dòng)效果和強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)；制動(dòng)鉗；制動(dòng)管路；主油缸 Automotive Braking System Design Abstract: This design is m

3、ainly based on the car (to general characteristics of car) for disc brake system structure, further research and design. First, by consulting relevant literature material, I have understood car disc brake system principle of work. According to the working principle, this paper will design the right

4、parts structure or choose existing components, form a circulating brake system, and then puts forward some braking effect can realize the feasible scheme, and through comparing, choose the best research plan. This paper mainly realizes disc brake system whole hydraulic transmission principle and det

5、ailed discussing the design of brake caliper, brake pipe distribution mode, the design of main oil cylinder and through calculation and checking, whether can achieve good validation braking and. strength. Key words: hydraulic transmission; brake caliper; distribution mode; master cylinder .

6、 目錄 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 課題研究意義 1 1.3 研究課題的選擇 2 1.4 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 1.5 本章小結(jié) 3 第2章 總體方案的確定 4 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 2.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 2.1.2 設(shè)計(jì)要求 4 2.2 設(shè)計(jì)方案 5 2.2.1 制動(dòng)鉗的方案選擇 5 2.2.2 制動(dòng)總泵的方案選擇 6 2.2.3 制動(dòng)管路的方案選擇 7 第3章 盤(pán)式制動(dòng)器主要部件的設(shè)計(jì) 9 3.1 制動(dòng)盤(pán)的設(shè)計(jì) 9 3.1.1 制動(dòng)盤(pán)的直徑 9

7、 3.1.2 制動(dòng)盤(pán)的厚度 9 3.1.3 制動(dòng)盤(pán)的材料 9 3.2 制動(dòng)卡鉗的設(shè)計(jì) 9 3.3 制動(dòng)塊的設(shè)計(jì) 9 3.4制動(dòng)鉗活塞回位設(shè)計(jì) 10 第4章 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 4.1 制動(dòng)系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) 12 4.2 制動(dòng)系統(tǒng)的主要計(jì)算 12 4.2.1 同步附著系數(shù)的確定和制動(dòng)力分配系數(shù)的計(jì)算 12 4.2.2 前后軸車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力的計(jì)算 12 4.2.3 前后軸制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 14 4.3 制動(dòng)器因數(shù) 15 4.4 制動(dòng)器液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4.4.1 制動(dòng)輪缸直徑的確定與工作容積的計(jì)算 15 4.4.2 制動(dòng)主缸直徑確定和工作容積的計(jì)

8、算 16 第5章 校核 17 5.1 管路壓力校核 17 5.2 制動(dòng)踏板行程校核 17 5.3 制動(dòng)踏板力校核 18 5.4 制動(dòng)距離校核 18 5.5 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算校核 18 5.6 回位彈簧剛度強(qiáng)度的校核 19 5.6.1 根據(jù)工作條件選擇材料并確定許用應(yīng)力 20 5.6.2 根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑 20 5.6.3 根據(jù)剛度條件，計(jì)算彈簧圈數(shù) 20 5.6.4驗(yàn)算 20 5.7 驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 21 5.7.1軸的強(qiáng)度校核 21 5.7.2花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 22 第6章 總結(jié) 23 參 考 文 獻(xiàn) 24 致 謝 25 附錄 圖紙

9、列表 26 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第1章 緒論 1.1 課題背景 制動(dòng)器是汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中真正使汽車(chē)停止下來(lái)的部件，現(xiàn)代汽車(chē)的制動(dòng)裝置一般有以下要求：1、以較短的距離實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；2、具有穩(wěn)定的制動(dòng)效果；3、制動(dòng)裝置具備足夠的強(qiáng)度，且耐久性良好；4、檢測(cè)方便，更換起來(lái)不復(fù)雜；因此制動(dòng)系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)有利于提高汽車(chē)的整體性能。針對(duì)以上要求，一般汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)多采用盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器相結(jié)合，即汽車(chē)的前輪上裝盤(pán)式制動(dòng)器，后輪裝上鼓式制動(dòng)器，有些汽車(chē)四個(gè)車(chē)輪上都裝有盤(pán)式制動(dòng)器，可見(jiàn)盤(pán)式制動(dòng)器的普及相當(dāng)?shù)难杆?。利用盤(pán)式制動(dòng)器能提高汽車(chē)主動(dòng)安全性，并且較好的解決了制動(dòng)

10、噪音污染、維修頻繁、易受粉塵污染等鼓式制動(dòng)器無(wú)法解決的問(wèn)題[1]。 根據(jù)不同的工作方式和使用目的，盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)又可以分氣壓式、液壓式、和復(fù)合式[2]。目前的轎車(chē)一般都采用液壓式制動(dòng)器，一般只有裝載質(zhì)量在8千克以上的載貨汽車(chē)和大客車(chē)才使用氣壓式制動(dòng)系統(tǒng)。盤(pán)式制動(dòng)器由液壓控制，制動(dòng)力通過(guò)真空助力器把力放大，傳遞到主油缸處，主油缸產(chǎn)生的液壓再傳遞到制動(dòng)器上，最后實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。主要涉及到的零部件有制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)塊、制動(dòng)鉗、活塞等。為了降低制動(dòng)盤(pán)工作時(shí)的溫度，現(xiàn)在的制動(dòng)盤(pán)都是有通風(fēng)設(shè)計(jì)的，即徑向葉片設(shè)計(jì)，并且在制動(dòng)卡鉗、制動(dòng)總泵，管路分布設(shè)計(jì)等方面不斷更新，改善?？傊?，作為一種新的制動(dòng)部件，盤(pán)式制動(dòng)器正越來(lái)

11、越廣泛地應(yīng)用于轎車(chē)、客車(chē)、重型載貨車(chē)上，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。 1.2 課題研究意義 在間斷制動(dòng)狀態(tài)下，盤(pán)式與鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)能力相差不大。但盤(pán)式制動(dòng)器在制動(dòng)響應(yīng)和制動(dòng)控制方面的表現(xiàn)更好一些。但在連續(xù)制動(dòng)過(guò)程中，兩種制動(dòng)器的差別很大。在長(zhǎng)距離的坡路上駛下，盤(pán)式制動(dòng)器在固定的制動(dòng)壓力下，完全不失去初始性能，汽車(chē)能全程保持一定的速度行駛。相反，裝有鼓式制動(dòng)器的汽車(chē)，為保持速度，須逐漸增加制動(dòng)壓力。持續(xù)制動(dòng)后，在同等制動(dòng)壓力下，盤(pán)式制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力只是略有下降，而鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力下降非常大，這兩種制性動(dòng)器的安全因數(shù)有著很大的差別。 由于盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比較有很大的優(yōu)勢(shì)，所以現(xiàn)

12、在盤(pán)式制動(dòng)器的應(yīng)用非常普及[3]。與鼓式制動(dòng)器相比，盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)具體如下：（1）穩(wěn)定性好。制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤(pán)的單位壓力高，容易將沾附在制動(dòng)塊上的水?dāng)D出，車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力能將沾水甩出，再加上制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的擦拭作用，制動(dòng)器出水后只需經(jīng)一兩次制動(dòng)即能恢復(fù)正常；而鼓式制動(dòng)器就比較麻煩，需要經(jīng)過(guò)十幾余次制動(dòng)才能恢復(fù)正常的制動(dòng)效果。另外由于盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩與其制動(dòng)油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線性關(guān)系，同時(shí)無(wú)自行增勢(shì)作用，因此在制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)力矩增長(zhǎng)較和緩，與鼓式制動(dòng)器相比，能保證制動(dòng)的穩(wěn)定性。（2）散熱性好。因?yàn)槟Σ烈r塊的尺寸不大，其工作表面面積僅為制動(dòng)盤(pán)表面面積的15%左右，再加上制動(dòng)盤(pán)采

13、用通風(fēng)設(shè)計(jì)，故散熱性好。（3）盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量比鼓式制動(dòng)器的要小。（4）盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦襯塊比鼓式制動(dòng)器的摩擦襯塊在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，維修、保養(yǎng)也容易。（5）制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小，縮短了油缸活塞作用制動(dòng)塊的時(shí)間。（6）易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有較好的安全性，以保證汽車(chē)在任何車(chē)速下各車(chē)輪都能均勻一致地平穩(wěn)安全地制動(dòng)。（7）制動(dòng)塊上安裝磨損報(bào)警裝置，提示摩擦襯塊磨損至極限，以便能及時(shí)地更換摩擦襯塊，如圖1-1所示，當(dāng)摩擦襯塊3磨損到極限時(shí)，警告片2就會(huì)和制動(dòng)盤(pán)4摩擦到而發(fā)出巨響，提醒車(chē)主該更換制動(dòng)塊了。 1—警告片 2—背板 3—摩擦襯

14、塊 4—制動(dòng)盤(pán) 圖1—1 盤(pán)式制動(dòng)器的報(bào)警裝置 但是盤(pán)式制動(dòng)器還是存在一些缺陷的，比如難于完全防止塵污和銹蝕，擠壓制動(dòng)片的作用力必須較大，制動(dòng)片磨損快等，所以進(jìn)一步研究并完善盤(pán)式制動(dòng)是非常有必要的，研究這個(gè)項(xiàng)目，是為了了解汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，從中得到相關(guān)知識(shí)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程和原理，并把自身所學(xué)應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中，也是一次對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的回顧。 1.3 研究課題的選擇 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的裝置。而制動(dòng)器又是制動(dòng)系中直接作用制約汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)健裝置，是汽車(chē)上最重要的安全件。汽車(chē)的制動(dòng)性能直接影響汽車(chē)的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車(chē)

15、流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車(chē)輛的安全,必須為汽車(chē)配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。所以對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的研究和改進(jìn)是當(dāng)務(wù)之急。因此，我選擇盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，通過(guò)自己的研究體會(huì)設(shè)計(jì)的過(guò)程，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握。 1.4 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 21世紀(jì)的盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)與以往有所不同，盤(pán)上開(kāi)了許多小孔，不僅起到加速通風(fēng)散熱和提高制動(dòng)效率的作用，而且也減輕了制動(dòng)盤(pán)的質(zhì)量[4]。制動(dòng)盤(pán)上聯(lián)接著制動(dòng)鉗，其構(gòu)造又可分為定鉗盤(pán)式和浮鉗盤(pán)式。制動(dòng)主油缸是將制動(dòng)踏板的踩踏力轉(zhuǎn)換為液壓的裝置，其種類(lèi)還包括利用一個(gè)活塞的單制動(dòng)總泵和利用串聯(lián)兩個(gè)活塞串聯(lián)的式制動(dòng)主油缸。另

16、外在制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)塊方面，許多汽車(chē)公司進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改進(jìn)，比如SAB Wabco公司設(shè)計(jì)的脈狀通風(fēng)設(shè)計(jì)盤(pán)[5]和VOLVO汽車(chē)公司設(shè)計(jì)的目測(cè)磨損指示器[6]。 從理論上來(lái)說(shuō)，用制動(dòng)盤(pán)和卡鉗作為制動(dòng)器的重要部分已經(jīng)有是很成熟的技術(shù)了，要想開(kāi)發(fā)新型制動(dòng)系統(tǒng)，就要在制造工藝和材料上下手[7]。由于交變應(yīng)力及熱應(yīng)力的作用, 制動(dòng)盤(pán)表面也容易產(chǎn)生表面疲勞磨損[8]，所以提高制動(dòng)盤(pán)的硬度，才能獲得了較好的效果。保時(shí)捷公司率先把陶瓷制動(dòng)盤(pán)工藝引用到了實(shí)際產(chǎn)車(chē)中，而奧迪公司研發(fā)的新型陶瓷制動(dòng)盤(pán)已成為奧迪部分車(chē)型的選配裝置[9]。陶瓷制動(dòng)盤(pán),準(zhǔn)確地說(shuō)是用碳纖維材料制造的制動(dòng)盤(pán)。然后在其表面用熱處理工藝滲入進(jìn)去一些陶

17、瓷分子，這一系列的工藝都是在高溫下進(jìn)行的，因此它的耐熱性非常好，而其表面又滲有一層高科技陶瓷，所以表面的耐熱程度也比普通金屬制動(dòng)盤(pán)更高，這樣使用壽命也就更長(zhǎng)了。配合鉆孔、劃線，讓整套制動(dòng)系統(tǒng)的性能更加優(yōu)越。所以陶瓷材料會(huì)是將來(lái)制動(dòng)盤(pán)的主打材料[10]。 再如電子制動(dòng)系統(tǒng)如ABS的需求作用日益明顯[13][14][15]。原來(lái)ABS只用于高級(jí)轎車(chē)上，現(xiàn)在已經(jīng)普及到中級(jí)轎車(chē)，今后幾年，在國(guó)內(nèi)也將成為普通轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置。對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，“低端轎車(chē)高配置”將是現(xiàn)在市場(chǎng)需求的一種新特點(diǎn)。 1.5 本章小結(jié) 盤(pán)式制動(dòng)器不僅重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，更適應(yīng)汽車(chē)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高負(fù)載的情

18、況下對(duì)制動(dòng)性能要求，而且降低了材料、能量的消耗，提高了汽車(chē)的操作性和舒適性，并且針對(duì)一些不足之處，正在努力改進(jìn)，努力研發(fā)，以達(dá)到延長(zhǎng)制動(dòng)器使用壽命的功效?？梢哉f(shuō)未來(lái)幾年盤(pán)式制動(dòng)器將會(huì)越來(lái)越完善，在國(guó)內(nèi)也將會(huì)得到快速的推廣和應(yīng)用[14]。 結(jié)合上述對(duì)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的研究和分析，我需要做的工作是對(duì)盤(pán)式制動(dòng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)，從傳遞制動(dòng)力開(kāi)始直到完成制動(dòng)作用，再到解除制動(dòng)。主要研究的方案集中在制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)，主油缸的設(shè)計(jì)，管路的分布設(shè)計(jì)及部分零件的設(shè)計(jì)，如制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)塊，活塞等。通過(guò)多種方案的探討，確定一套最好的研究方案，根據(jù)其發(fā)展趨勢(shì)試圖設(shè)計(jì)出能使其提高制動(dòng)效能、防止生銹和粘污、減輕重量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)

19、、降低成本、實(shí)用性更強(qiáng)與壽命更長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。 第2章 總體方案的確定 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是進(jìn)一步研究盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)原理，并在此基礎(chǔ)上得到相關(guān)的可行的改進(jìn)方案，通過(guò)比較篩選，挑選最佳的方案進(jìn)行研究，以獲得最理想的制動(dòng)效果?？傮w說(shuō)來(lái)必須符合以下內(nèi)容：1、實(shí)現(xiàn)循環(huán)的制動(dòng)操作；2、制動(dòng)效能穩(wěn)定；3、設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；4、符合實(shí)際。 主要的研究?jī)?nèi)容是整個(gè)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)原理，即借助零部件，機(jī)構(gòu)等完成制動(dòng)全過(guò)程的方法。制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，主油缸的設(shè)計(jì)，制動(dòng)管路的分布方式。制動(dòng)器的設(shè)計(jì)直接影響制動(dòng)效果的發(fā)揮，主油缸的設(shè)計(jì)也關(guān)乎制動(dòng)性能，更涉及人們的生命

20、安全，不同制動(dòng)管路的分布起到不同的制動(dòng)效果，我們需要設(shè)計(jì)出一種保護(hù)乘用人的生命安全的最佳的分布方式。 盤(pán)式制動(dòng)的工作原理[15][16]（如圖2-1所示）：制動(dòng)盤(pán)6固定在輪轂軸承裝置上，隨著輪轂軸承一起轉(zhuǎn)動(dòng)；制動(dòng)卡鉗4固定在制動(dòng)器的底板上；制動(dòng)卡鉗4上的兩個(gè)制動(dòng)塊5分別裝在制動(dòng)盤(pán)6的兩側(cè)。剎車(chē)時(shí)，將施加到制動(dòng)踏板1的力通過(guò)真空助力器2傳遞給制動(dòng)主油缸3，在制動(dòng)總泵3內(nèi)產(chǎn)生液壓，該液壓通過(guò)制動(dòng)液管再傳遞給各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)分泵（即制動(dòng)卡鉗4），通過(guò)擠壓各個(gè)車(chē)輪分泵的活塞將制動(dòng)塊4壓向制動(dòng)盤(pán)6，利用摩擦力獲得制動(dòng)力，當(dāng)松開(kāi)制動(dòng)踏板1后，制動(dòng)主油缸3內(nèi)的活塞在回位彈簧的作用下回復(fù)到原來(lái)的位置，油管和主

21、油缸里的壓力消失，制動(dòng)塊5和制動(dòng)鉗4也回位，摩擦力消失，制動(dòng)解除。 1-制動(dòng)踏板 2-真空助力器 3-制動(dòng)主油缸 4-制動(dòng)鉗 5-制動(dòng)塊 6-制動(dòng)盤(pán)， 7-制動(dòng)鼓 8-制動(dòng)襯片 9-制動(dòng)蹄 圖2-1 盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工作原理圖 2.1.2 設(shè)計(jì)要求 在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要求： 1、設(shè)計(jì)尺寸必須符合實(shí)際； 2、必須在保證乘車(chē)人員生命安全的條件下進(jìn)行改善； 3、運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.2 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案的確定是依照已經(jīng)存在的盤(pán)式制動(dòng)形式，進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和材料的選用更新，以達(dá)到更好的制動(dòng)效果。 整個(gè)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)主要

22、由制動(dòng)主缸和制動(dòng)器構(gòu)成，制動(dòng)器上又有活塞和制動(dòng)片，通過(guò)它們和制動(dòng)盤(pán)之間的相互作用來(lái)起到循環(huán)的制動(dòng)和解除制動(dòng)作用。 2.2.1 制動(dòng)鉗的方案選擇 制動(dòng)鉗存在于盤(pán)式制動(dòng)器上，汽車(chē)在行駛過(guò)程中，制動(dòng)盤(pán)隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)鉗是固定不動(dòng)的，當(dāng)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鉗夾住制動(dòng)盤(pán)完成制動(dòng)作用。按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來(lái)分，盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩類(lèi)。 （1）鉗盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動(dòng)塊，制動(dòng)塊裝在卡鉗支架內(nèi)，旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤(pán)夾在兩塊制動(dòng)塊之間，制動(dòng)盤(pán)是用螺栓固定在輪轂上。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，散熱性好，借助制動(dòng)盤(pán)的離心力作用可以將泥水污物等甩掉，維修也方便。但因摩擦襯塊的面積

23、較小。制動(dòng)時(shí)其單位壓力很高，摩擦面的溫度較高，因此，對(duì)摩擦材料的要求也較高。按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式，鉗盤(pán)式制動(dòng)器可分為定鉗式和浮鉗式，他們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 ①定鉗式制動(dòng)器（如圖2—2所示）：這種制動(dòng)器在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，各裝有一個(gè)或兩個(gè)活塞，利用活塞直接擠壓制動(dòng)片，獲得的力較均衡，使用可靠性較強(qiáng)。一般用在跑車(chē)和大型車(chē)輛上。不過(guò)這種制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸較大也比較復(fù)雜，布置也較困難，需兩組高精度的液壓缸和活塞，成本較高，制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)制動(dòng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生氣泡，影響制動(dòng)效果，也容易使盤(pán)兩側(cè)剎車(chē)片磨損不一致。 1—回位彈簧 2—

24、制動(dòng)鉗體 3—導(dǎo)向支撐銷(xiāo) 4—活塞 5—制動(dòng)塊 6-制動(dòng)盤(pán) 圖2—2 固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器 ②浮鉗式制動(dòng)器（如圖2—3所示）：制動(dòng)時(shí)在主油缸產(chǎn)生的油液壓力通過(guò)油管傳遞到了制動(dòng)鉗處的輪缸處，推動(dòng)里面的活塞，再使活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)塊，制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊壓向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊的受力均等為止，制動(dòng)鉗和導(dǎo)向銷(xiāo)和卡鉗支架連接在一起，可以在其上移動(dòng)。這種制動(dòng)器僅需在盤(pán)的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，易于布置。一般轎車(chē)都選用這種結(jié)構(gòu)。 圖2—3 浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器 （2）全盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均

25、為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)的摩擦表面全部接觸。這種制動(dòng)器的散熱性能極差，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，現(xiàn)在的轎車(chē)基本都不采用這種制動(dòng)方式，可以說(shuō)這種制動(dòng)器已經(jīng)被淘汰，其結(jié)構(gòu)如圖2—4所示。 圖2—4 多片全盤(pán)式制動(dòng)器 通過(guò)比較，本設(shè)計(jì)確定浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。制動(dòng)鉗的布置可以在車(chē)軸之前或之后，制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物，位于軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的徑向合力。 2.2.2 制動(dòng)總泵的方案選擇 制動(dòng)總泵也叫作制動(dòng)主油缸，它是將制動(dòng)踏板的踩踏力轉(zhuǎn)換為液壓的裝置，其種類(lèi)包括利用一個(gè)活塞的單制動(dòng)總泵和利用串聯(lián)兩個(gè)活塞的串聯(lián)式制動(dòng)總

26、泵。一般地，串聯(lián)制動(dòng)總泵將液壓系統(tǒng)分成前輪與后輪，或右前輪與左后輪和左前輪與右后輪兩個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立工作。現(xiàn)在的小轎車(chē)中幾乎都采用這樣的配置。 （1）單制動(dòng)總泵（如圖2-5所示）：現(xiàn)在已經(jīng)幾乎不被采用，因?yàn)槿绻簤合到y(tǒng)中一個(gè)地方系統(tǒng)液泄漏，那么整個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)將會(huì)失效，因此在前輪與后輪的制動(dòng)液管之間，分別設(shè)置一個(gè)安全缸，這樣，即使其中一個(gè)發(fā)生泄漏，馬上切斷該系統(tǒng)的油路，另一套液壓系統(tǒng)也能正常工作，那么制動(dòng)總泵就能確保它的安全性。 圖2—5 單制動(dòng)總泵 (2)串聯(lián)式制動(dòng)總泵：該主缸相當(dāng)于兩個(gè)單腔制動(dòng)主缸串聯(lián)在一起而構(gòu)成。儲(chǔ)油罐中的油流入主缸的前、后腔，在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓

27、，分別經(jīng)各自得出油閥和各自的管路傳到前、后制動(dòng)器的輪缸。 主缸不制動(dòng)時(shí)，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與活塞皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補(bǔ)償孔之間。 當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，先是制動(dòng)踏板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)制動(dòng)推桿推動(dòng)后腔活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此空間內(nèi)油壓升高。然后在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動(dòng)前腔活塞前移，前腔壓力也隨之升高。接著當(dāng)繼續(xù)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，最后使前、后制動(dòng)器制動(dòng)。 這種類(lèi)型的制動(dòng)總泵通過(guò)兩個(gè)活塞具備兩套液壓系統(tǒng)，即使一套液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，另一套系統(tǒng)也會(huì)正常工作，因而可以確保車(chē)輛的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 撤出踏板力后，制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在

28、各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動(dòng)液在壓力作用下推開(kāi)回油閥流回主缸，于是解除制動(dòng)。 若與前腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動(dòng)踏板時(shí)，只有后腔中能建立液壓，前腔中無(wú)壓力。此時(shí)在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動(dòng)所需的值。若與后腔連接的制動(dòng)管路損壞漏油時(shí)，則踩下制動(dòng)踏板時(shí)，起先只有后缸活塞前移，而不能推動(dòng)前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。但在后腔活塞直接頂觸前缸活塞時(shí)，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動(dòng)。 由此可見(jiàn)，采用這種主缸的雙回路液壓制動(dòng)系，當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)中任一回路失效時(shí)，串聯(lián)雙腔制動(dòng)主缸的另一腔仍能工作，只

29、是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車(chē)制動(dòng)距離增長(zhǎng)，制動(dòng)力效能降低。 通過(guò)比較，在確保乘車(chē)人員生命安全的前提下，本設(shè)計(jì)確定串聯(lián)式制動(dòng)總泵為設(shè)計(jì)對(duì)象。 2.2.3 制動(dòng)管路的方案選擇 制動(dòng)液管的主要作用是將來(lái)自主油缸的液壓傳遞給制動(dòng)分泵。管路的分配方式有很多種。最常見(jiàn)的是前后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)和前后輪制動(dòng)管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)。其余還有HI型、LL型、HH型。為了提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車(chē)安全，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即雙回路系統(tǒng)，也就是說(shuō)應(yīng)將汽車(chē)的全部行車(chē)制動(dòng)器的液壓管路分成兩個(gè)或更多個(gè)相互獨(dú)立的回路，以便當(dāng)一個(gè)回路發(fā)生故障失效時(shí)，其他回路仍能可靠地工

30、作，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果。 （1）前、后輪制動(dòng)管路各成獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即一軸對(duì)一軸的分路型式，簡(jiǎn)稱(chēng)II型，如圖2-6（a）所示。這種管路布置方案在各類(lèi)汽車(chē)上均有采用，但在貨車(chē)上用得最廣泛。當(dāng)后輪制動(dòng)管路失效由前輪制動(dòng)時(shí)，前輪制動(dòng)抱死就會(huì)失去轉(zhuǎn)彎制動(dòng)能力。當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能將明顯降低并小于正常情況下的一半。另外，由于后橋負(fù)荷小于前軸，則過(guò)大的踏板力會(huì)使后輪抱死而導(dǎo)致汽車(chē)甩尾。 （2）前、后輪制動(dòng)管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器同屬于一個(gè)回路，稱(chēng)交叉型，簡(jiǎn)稱(chēng)X型，如圖2-6（b）所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持50％

31、的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒(méi)有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車(chē)負(fù)荷的適應(yīng)性。 （3） 左、右前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動(dòng)器輪缸構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的回路，即HI型。如圖2-6（c）所示。 （4）兩個(gè)獨(dú)立的回路分別為兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器所組成，即LL型。如圖2-6（d）所示。 （5）兩個(gè)獨(dú)立的回路均由每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)缸所組成，即前、后半個(gè)軸對(duì)前、后半個(gè)軸的分路型式，即HH型。如圖2-6（e）所示。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制動(dòng)效果最好。 通過(guò)比較，HI,LL,HH型的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，所以本設(shè)計(jì)采用前、后輪制動(dòng)管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)為設(shè)計(jì)研究對(duì)象

32、。 （a） （b） （c） （d） （e） 1-雙腔制動(dòng)主缸 2-雙回路系統(tǒng)的一個(gè)分路 3-雙回路系統(tǒng)的另一個(gè)分路 圖2-6雙回路系統(tǒng)的5種分路 第3章 盤(pán)式制動(dòng)器主要部件的設(shè)計(jì) 3.1 制動(dòng)盤(pán)的設(shè)計(jì) 3.1.1 制動(dòng)盤(pán)的直徑 制動(dòng)盤(pán)的直徑應(yīng)盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低

33、摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤(pán)直徑受到輪輞直徑的限制。通常。制動(dòng)盤(pán)直徑為輪輞直徑的70%～79%。本設(shè)計(jì)中選用汽車(chē)的輪胎規(guī)格為205/55R16，可知輪輞的直徑為1625.4=406.4mm，406.4(70%～79%)=284.48mm～321.056mm,根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]查得，在此范圍內(nèi)，制動(dòng)盤(pán)的直徑選取為315mm。 3.1.2 制動(dòng)盤(pán)的厚度 制動(dòng)盤(pán)的厚度直接影響著制動(dòng)盤(pán)的質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤(pán)的厚度應(yīng)取得盡量小，但也不能太小。為了達(dá)到良好的通風(fēng)效果，具備優(yōu)良的散熱性能，本設(shè)計(jì)采用通風(fēng)式的制動(dòng)盤(pán)，即制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)部是空心的并允許空氣可以通過(guò)，由此可以獲得

34、優(yōu)良的散熱效果。制動(dòng)盤(pán)的厚度宜在20mm～50mm，一般取20mm～30mm。本設(shè)計(jì)取其厚度為28mm。 3.1.3 制動(dòng)盤(pán)的材料 根據(jù)參考文獻(xiàn)[18],考慮到灰鑄鐵強(qiáng)度高，耐熱和耐磨性好，減振性，鑄造性良好，能承受較大的載荷，所以制動(dòng)盤(pán)的材料選取HT250。 3.2 制動(dòng)卡鉗的設(shè)計(jì) 制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。所以本設(shè)計(jì)中制動(dòng)鉗的材料選取球墨鑄鐵QT400-18。在第二章的制動(dòng)鉗設(shè)計(jì)方案中已經(jīng)確定選用浮鉗式，在制動(dòng)卡鉗的一側(cè)有輪缸，輪缸的直徑設(shè)計(jì)見(jiàn)第四章。 3.3 制動(dòng)塊的設(shè)計(jì) 制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者之間用特定的黏膠粘接在一起，一般不宜脫落。襯塊多為扇形?；钊麘?yīng)

35、能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。背板由鋼板制成，為了避免制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量傳給制動(dòng)鉗而引起制動(dòng)液汽化和減小制動(dòng)噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間粘一層隔熱減振墊。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。一般轎車(chē)的摩擦襯塊厚度在7.5mm～16mm之間，本設(shè)計(jì)中摩擦襯塊的厚度取13mm，符合范圍要求。并且在背板上裝有磨損指示器，以便能及時(shí)更換摩擦襯塊。一般情況下，更換的極限厚度是7mm，包括背板和摩擦襯塊。為推薦摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5，如圖3-1所示。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不

36、均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。根據(jù)要求設(shè)計(jì)摩擦襯塊的外半徑R2為148mm，內(nèi)半徑R1為100m。 圖3-1 摩擦襯塊的尺寸設(shè)計(jì) 3.4制動(dòng)鉗活塞回位設(shè)計(jì) 制動(dòng)鉗處的活塞通過(guò)液壓的作用推動(dòng)制動(dòng)襯片擠壓制動(dòng)盤(pán)，當(dāng)壓力解除時(shí)，制動(dòng)襯片和活塞在回位彈簧的作用下回到原來(lái)的位置。根據(jù)制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)的需求，需要設(shè)計(jì)合適的回位彈簧。在固鉗式的制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器中，一般選用如圖3-2的拉伸彈簧。但是在浮鉗式的制動(dòng)器中，由于構(gòu)造的局限，不適合選用這種類(lèi)型的彈簧。 圖3-2 拉伸彈簧 在一些現(xiàn)

37、有的設(shè)計(jì)中，或選用如圖3-3的夾緊彈簧，即夾在制動(dòng)片兩側(cè)的彈簧，但是這種彈簧安裝困難，也不容易定位。 圖3-3 夾緊彈簧 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)和制動(dòng)片的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一種適用于盤(pán)式制動(dòng)的制動(dòng)彈簧，它能很好地解決上述兩種情況的不足之處，其結(jié)構(gòu)如下圖3-4。 圖3-4 彈簧 其工作原理如圖3-5：將彈簧3安裝在制動(dòng)塊2的制動(dòng)襯片上方，彈簧3勾住兩側(cè)的制動(dòng)襯片的，當(dāng)制動(dòng)力轉(zhuǎn)化為液壓擠壓制動(dòng)片時(shí)，彈簧3受到擠壓而變形；當(dāng)釋放制動(dòng)力時(shí)，彈簧3需要恢復(fù)原來(lái)的形狀而推動(dòng)制動(dòng)片和制動(dòng)鉗處的活塞，使得制動(dòng)片和活塞回復(fù)到原來(lái)的位置。查參考文獻(xiàn)[18]得，選用65M

38、n為彈簧片材料，因?yàn)檫@類(lèi)鋼具有較高的彈性極限和較高的疲勞強(qiáng)度。 1-制動(dòng)盤(pán) 2-制動(dòng)塊 3-彈簧 4-卡鉗支架 圖3-5 彈簧的工作原理 第4章 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 制動(dòng)系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) 空載質(zhì)量m：1140kg 滿(mǎn)載質(zhì)量m：1490kg 軸距L：2700mm 空載質(zhì)心高h(yuǎn)g：640mm 滿(mǎn)載質(zhì)心高h(yuǎn)g：620mm 質(zhì)心距前軸距離L1：1520mm 質(zhì)心距后軸距離L2：1180mm 車(chē)輪滾動(dòng)半徑R：316mm

39、 選取設(shè)計(jì)車(chē)型的輪胎規(guī)格為205/55R16，所以車(chē)輪滾動(dòng)半徑的算法為20555%2+（1625.4）=316mm。 4.2 制動(dòng)系統(tǒng)的主要計(jì)算 輪胎與路面的附著系數(shù)相當(dāng)于輪胎與路面的摩擦系數(shù)，同時(shí)還受到輪胎胎面材質(zhì)、花紋、路面等變化有關(guān)，通常情況下附著系數(shù)列表值如下表： 表4-1 路面附著系數(shù)列表 路面狀況 附著系數(shù) 干燥瀝青路面 0.75～0.85 濕滑瀝青路面 0.4～0.7 積雪路面 0.2～0.4 結(jié)冰路面 0.05～0.1 根據(jù)上表所示，本設(shè)計(jì)選取通常干燥路面的附著系數(shù)。 4.2.1 同步附著系數(shù)的確定和制動(dòng)力分配系數(shù)的計(jì)算 對(duì)于前、后制動(dòng)器

40、制動(dòng)力為固定比值的汽車(chē)，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。國(guó)外文獻(xiàn)推薦滿(mǎn)載時(shí)轎車(chē)的同步附著系數(shù)0.6。所以本設(shè)計(jì)中取同步附著系數(shù)=0.6。 根據(jù)所選定的同步附著系數(shù)和參考文獻(xiàn)[19],可知公式 （4-1） 求得空載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù) 滿(mǎn)載時(shí)制動(dòng)力分配系數(shù) 4.2.2 前后軸車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力的計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]可知， 對(duì)后軸車(chē)輪的接地點(diǎn)取力矩，可得平衡公式 （4-2） 對(duì)前軸車(chē)輪的

41、接地點(diǎn)取力矩，可得平衡公式 （4-3） 式中 :汽車(chē)制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車(chē)輪的法向反力,； :汽車(chē)制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車(chē)輪的法向反力,； ：汽車(chē)的重力，； :汽車(chē)質(zhì)量，； ：汽車(chē)制動(dòng)減速度，； 因?yàn)? 經(jīng)化簡(jiǎn)，可得 （4-4） （4-5） 所以在空載時(shí)： 又因?yàn)?

42、 （4-6） （4-7） 式中 ：前軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， ：后軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]可知，前后車(chē)輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： （4-8） （4-9） 因?yàn)? 可得 根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]查得，轎車(chē)的比值范圍為1.3~1.6，計(jì)算結(jié)果為1.6，所以符合條件。

43、滿(mǎn)載的驗(yàn)證方法同空載，符合條件。 4.2.3 前后軸制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 由條件可知，此時(shí)根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]可知，制動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算公式為 （4-10） 空載時(shí)： 滿(mǎn)載時(shí)： 當(dāng)，相應(yīng)的制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 （4-11）

44、 （4-12） 式中 ：車(chē)輪的有效半徑，計(jì)算方法如下： 平均半徑 （4-13） （4-14） （4-15） 所以空載時(shí)，后軸的制動(dòng)力矩為： 前軸的制動(dòng)力矩為： 滿(mǎn)載時(shí)，后軸的制動(dòng)力矩為： 前軸的制動(dòng)力矩為： 4.3 制動(dòng)器因數(shù) 由參考文獻(xiàn)[19]，第51頁(yè)可知,可知鉗盤(pán)式制動(dòng)器的

45、制動(dòng)因數(shù)BF=2f=0.8 4.4 制動(dòng)器液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.4.1 制動(dòng)輪缸直徑的確定與工作容積的計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[20]規(guī)定，踏板力不應(yīng)超過(guò)500N~700N，所以本設(shè)計(jì)中選取=500N。根據(jù)有關(guān)知識(shí)，令踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比,真空助力器的真空助力比，助力器工作效率范圍為0.85~0.95，在此取。由上述已知條件，可得出制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)片的作用力P==500390.9=12150N。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]，求制動(dòng)輪缸直徑的公式如下： （4-16） ：考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或液壓管

46、路，取值范圍為p=8Mpa~12Mpa。根據(jù)參考文獻(xiàn)[21]可知，最高工作液壓分為10,15,20,25Mpa四個(gè)壓力級(jí)，而管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò)10Mpa~12Mpa，在此取p=10Mpa。 計(jì)算得： 根據(jù)GB7524—87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輪缸直徑尺寸系列，取，見(jiàn)表4—2。 表4—2 輪缸直徑尺寸系列表（單位：mm） 輪缸直徑 14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），（23.81），24，（25.4），26，28（28.58），30，32，35，38，42，46，50，56 一個(gè)制動(dòng)輪缸的工作容積：

47、 （4-17） （4-18）式中 ：輪缸的活塞數(shù)目；此設(shè)計(jì)選用浮鉗式的制動(dòng)器，只有一側(cè)有一個(gè)活塞，所以n=1； ：—個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程，； ：消除制動(dòng)塊與制動(dòng)盤(pán)間的間隙所需的輪缸活塞行程，0.1mm~0.3mm； ：由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞行程，根據(jù)摩擦襯片的厚度，材料的彈性模量及單位壓力值計(jì)算；根據(jù)對(duì)制動(dòng)塊的設(shè)計(jì)，在此取。 ，：分別為鼓式制動(dòng)器的變形與制動(dòng)鼓的變形而引起的輪缸活塞行程，此設(shè)計(jì)為盤(pán)式制動(dòng)，所以忽略這兩個(gè)。 所以一個(gè)制動(dòng)輪

48、缸的工作容積 （4-19） 全部工作容積： （4-20） 式中 m：輪缸的數(shù)目，此設(shè)計(jì)車(chē)型為四輪全部是盤(pán)式制動(dòng)，所以m=4 所以， 4.4.2 制動(dòng)主缸直徑確定和工作容積的計(jì)算 查參考文獻(xiàn)[19]得，考慮到制動(dòng)軟管的變形，轎車(chē)制動(dòng)主缸的工作容積可取，計(jì)算得，主缸內(nèi)活塞行程的要求為，取，根據(jù)公式

49、 ，可得， （4-21） 根據(jù)GB7524—87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，選取接近值=38mm作為制動(dòng)主缸的直徑，列表如同表4—2。 由計(jì)算可知，=42mm，=38mm，。通常，汽車(chē)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)輪缸的直徑和制動(dòng)主缸的直徑之比=0.9~1.2，所以主油缸和制動(dòng)輪缸的設(shè)計(jì)符合要求。 第5章 校核 5.1 管路壓力校核 管路的極限壓力不考慮ABS系統(tǒng)的作用應(yīng)該是地面的附著系數(shù)達(dá)到同步附著系數(shù)時(shí)管路中的壓力。前、后制動(dòng)

50、器同時(shí)抱死時(shí)，根據(jù)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力公式： （5-1） （5-2） 式中 ：前軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，； ：后軸車(chē)輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，； ：前、后輪缸液壓，； ：前、后制動(dòng)輪缸的直徑，； ：前后制動(dòng)器單側(cè)油缸數(shù)目； ：前后制動(dòng)器效能因數(shù)； ：前后制動(dòng)器有效制動(dòng)半徑，； ：車(chē)輪滾動(dòng)半徑，； 由上述公式可推導(dǎo)出

51、 （5-3） 經(jīng)計(jì)算可得 通常，制動(dòng)管路工作壓力小于10Mpa，所以此系統(tǒng)的管路壓力符合要求。 5.2 制動(dòng)踏板行程校核 制動(dòng)踏板工作行程的計(jì)算公式為： （5-4） 已知 ：主油缸中推桿與活塞間的間隙，一般取1.5mm~2mm ：主油缸活塞空行程，即主油缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主油缸上的旁通孔所經(jīng)過(guò)的行程。本設(shè)計(jì)中取=5mm 所以， 根據(jù)參考文獻(xiàn)[22] GB7258-2004 《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》，踏板工作行程應(yīng)不大于150mm，所以本設(shè)計(jì)符合要求。 5.3 制動(dòng)踏板

52、力校核 由參考文獻(xiàn)[18]可知，制動(dòng)踏板力可用下式進(jìn)行驗(yàn)算： （5-5） 根據(jù)4.4.1有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，， 可得2720.496N N<500N 根據(jù)參考文獻(xiàn)[22] GB7258-2004 《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定，制動(dòng)踏板力不應(yīng)大于500N，所以計(jì)算結(jié)果符合要求。 5.4 制動(dòng)距離校核 制動(dòng)距離是指機(jī)動(dòng)車(chē)在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板時(shí)起至機(jī)動(dòng)車(chē)停住時(shí)止機(jī)動(dòng)車(chē)駛過(guò)的距離。根據(jù)參考文獻(xiàn)[22] GB7258-2004《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》的規(guī)定，見(jiàn)下表： 表5-1 制動(dòng)距離和制動(dòng)穩(wěn)

53、定性要求 機(jī)動(dòng)車(chē)類(lèi)型 制動(dòng)初速度/（km/h） 滿(mǎn)載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求/m 空載檢驗(yàn)制動(dòng)距離要求/m 試驗(yàn)通道寬度/m 總質(zhì)量不大于3500kg的汽車(chē) 50 22 21 2.5 制動(dòng)距離的計(jì)算公式為： （5-6） 式中 v：制動(dòng)初速度，查得表5-1，v取50km/h； ：制動(dòng)器作用時(shí)間，0.2~0.9s，取 ：最大制動(dòng)減速度，?。? 將數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算得，所以制動(dòng)距離符合要求。 5.5 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算校核 汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

54、熱量而耗散的過(guò)程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車(chē)全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)制動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量來(lái)不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷愈大，則摩擦襯塊的磨損也愈嚴(yán)重。 制動(dòng)的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。前、后輪比能量耗散率的計(jì)算公式為： （5-7） （5-8） 式中 ：汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； ：汽車(chē)質(zhì)量，； 、：汽車(chē)制動(dòng)初速度與終速度，計(jì)算時(shí)轎車(chē)?。?7.8）； ：制動(dòng)時(shí)間，；按下式計(jì)算

55、 =4.63 （5-9） ：制動(dòng)減速度，，=0.6106； 、：前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，摩擦面積是： A= （5-10） 在緊急制動(dòng)到時(shí)，并可近似地認(rèn)為，則有 （5-11）

56、 （5-12） 計(jì)算得：空載時(shí)， <6.0 <6.0 滿(mǎn)載時(shí)， ，略大于6.0，影響不大。 <6.0 轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。 5.6 回位彈簧剛度強(qiáng)度的校核 此設(shè)計(jì)中，回位彈簧選用圓柱螺旋壓縮彈簧，所以設(shè)計(jì)計(jì)算按照?qǐng)A柱螺旋壓縮彈簧的要求。 5.6.1 根據(jù)工作條件選擇材料并確定許用應(yīng)力 因?yàn)榛匚粡椈稍谝话愕膲毫l件下工作，所以可以選擇第Ⅲ類(lèi)彈簧來(lái)考慮。材料選擇為60Si2Mn(硅錳彈簧鋼)，因?yàn)檫@種材料彈性好

57、，回火穩(wěn)定性好，能承受大載荷，具有良好的力學(xué)性能。假設(shè)彈簧的變形量=9mm，=150N，=25mm，=350N。由參考文獻(xiàn)[22]表16-2 可知，[]=800Mpa。 5.6.2 根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑 通常旋繞比C，在此選C=6。 根據(jù)活塞的設(shè)計(jì)及安裝位置的確定，初設(shè)彈簧中徑D=22mm，由于 ，所以彈簧絲的直徑d=D/C=22/8=2.75mm。 由曲度系數(shù)K的計(jì)算公式： （5-13） 得， 查參考文獻(xiàn)[23]，彈簧鋼絲的直徑計(jì)算公式： （5-14） 計(jì)算得 根

58、據(jù)參考文獻(xiàn)[23]表16-5，查得d取3mm，因?yàn)镈=22mm，則C=22/3=7.3，K=1.2， 于是 經(jīng)驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果與估取值相近，所以彈簧鋼絲的直徑d=3mm，此時(shí)D=22mm，D2=D+d=22+3=25mm。 5.6.3 根據(jù)剛度條件，計(jì)算彈簧圈數(shù) 彈簧的剛度為： （5-15） 查參考文獻(xiàn)[23]表16-2，G=80000Mpa，則彈簧圈數(shù)為 （5-16） 取n=6，此時(shí)彈簧的剛

59、度為 5.6.4驗(yàn)算 （1）彈簧初拉力 （5-17） 初應(yīng)力 （5-18） 查參考文獻(xiàn)[23]圖16-9，當(dāng)C=7.3時(shí)，彈簧初應(yīng)力的選擇范圍為50Mpa~130Mpa，故此初應(yīng)力值合適，且滿(mǎn)足要求。 （2）極限工作應(yīng)力 （5-19） （3）極限工作載荷 （5-20） 5.7

60、驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 5.7.1軸的強(qiáng)度校核 在車(chē)輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然踩下踏板，在液壓的作用下，制動(dòng)塊和制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生摩擦，使得制動(dòng)盤(pán)瞬間停下，在這個(gè)瞬間，支撐輪轂軸承、帶動(dòng)制動(dòng)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)的花鍵軸受到強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)的力，受到的彎矩很小，所以在此不作校核。已知發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為103kw，最大功率轉(zhuǎn)速為6300r/min，汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的重量為m=1490kg， 則驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩 （5-21） 軸的受力分析簡(jiǎn)圖及扭矩圖如圖5-1所示。 圖5-1 驅(qū)動(dòng)軸扭矩圖 根據(jù)輪轂軸承裝置的設(shè)計(jì)要求，查得參考文獻(xiàn)[25]表4-3，選用的花鍵規(guī)格為

61、6，材料選擇為40Cr，查參考文獻(xiàn)[23]可知，該材料許用切應(yīng)力見(jiàn)下表： 表5—2 軸常用幾種材料的[] 軸的 材料 Q235-A,20 Q275,35(1Cr18NiI9Ti) 45 40Cr,35SiMn,38SiMnMo,3Cr13 [] 15~25 20~35 25~45 55 由參考文獻(xiàn)[24]可得， 其抗扭截面系數(shù) （5-22） 根據(jù)列表選擇 則扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力

62、 （5-23） 所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力符合要求。 5.7.2花鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[23]可知，計(jì)算時(shí)，假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，每個(gè)齒工作面上壓力的合理F作用在平均直徑處，即傳遞轉(zhuǎn)矩 ，并引入系數(shù)來(lái)考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒上分配不均的影響，則花鍵連接的強(qiáng)度條件為（此處選用靜連接）： （5-24） 式中：為花鍵的平均直徑，此處為矩形花鍵，計(jì)算公

63、式為 （5-25） 轉(zhuǎn)矩T： （5-26） 為載荷分布不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取，齒數(shù)多時(shí)取偏小值； z為花鍵齒數(shù)，z=6； 為齒的工作長(zhǎng)度，在此根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選； h為花鍵齒側(cè)面的工作高度， 矩形花鍵的計(jì)算公式為，C為倒角尺寸，查參考文獻(xiàn)[25]表4-3可知C=0.3。 經(jīng)計(jì)算，

64、 根據(jù)參考文獻(xiàn)[23]查得，花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力，見(jiàn)下表5-3所示。 表5-3 花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（Mpa） 連接方式 使用和制造情況 許用擠壓應(yīng)力 不良 35~50 [] 靜連接 中等 60~100 良好 80~120 所以，符合良好的使用情況。 第6章 總結(jié) 為期若干個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在我不斷地研究和摸索中完成了。回顧做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的統(tǒng)一回顧和應(yīng)用。 在確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目以后，我查閱了許多文獻(xiàn)資料并且專(zhuān)程到汽車(chē)4S店的維修部門(mén)了解它的工作原理和認(rèn)識(shí)相關(guān)的零部件。通過(guò)理論學(xué)習(xí)加實(shí)

65、際考察，我對(duì)盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了一番了解。 根據(jù)盤(pán)式制動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析設(shè)計(jì)方案。在提出的多種設(shè)計(jì)方案中選擇最合理的方案進(jìn)行研究。繪制制動(dòng)過(guò)程的總裝配圖，制動(dòng)器的部裝圖，主油缸的部裝圖，制動(dòng)管路的布置圖和若干零件圖等。繪制完圖紙后，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。確定相關(guān)參數(shù)后主要對(duì)制動(dòng)力，制動(dòng)力矩等進(jìn)行計(jì)算，對(duì)管路壓力，踏板行程，踏板力，彈簧等進(jìn)行校核和優(yōu)化。 我的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過(guò)程是： （1）整體傳動(dòng)原理及工作方案的確定 通過(guò)參閱大量的資料，我首先理解了盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，然后把現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案稍加整理和分類(lèi)，取其精華，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器比較重要的部分進(jìn)行方案的討論、比較。最后確定了制動(dòng)器選用浮鉗式

66、，制動(dòng)主油缸設(shè)計(jì)為串聯(lián)式雙腔制動(dòng)泵，制動(dòng)管路分布為X型分布。 （2）主要零部件的設(shè)計(jì) 根據(jù)資料，對(duì)制動(dòng)器主要的零部件進(jìn)行的設(shè)計(jì)和材料的選擇，如制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)塊、制動(dòng)鉗等。設(shè)計(jì)要求符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，材料選擇符合強(qiáng)度要求。 （3）制動(dòng)參數(shù)的確定 根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，計(jì)算制動(dòng)力，制動(dòng)力矩，制動(dòng)輪缸、制動(dòng)主油缸的直徑和容積等，通過(guò)查閱國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)符合規(guī)定范圍的油缸直徑和容積，從而使得設(shè)計(jì)的盤(pán)式制動(dòng)器符合要求，能夠起到制動(dòng)作用。 （4）對(duì)重要部分進(jìn)行校核 之前的參數(shù)設(shè)定和計(jì)算，需要通過(guò)后面的校核才能確定是否有效。如果校核出來(lái)不符合規(guī)定的要求，就需要對(duì)相應(yīng)部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，所以在確定參數(shù)和尺寸設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求合理，不要過(guò)于夸張，以至于為后續(xù)工作增添麻煩，設(shè)計(jì)時(shí)盡量符合實(shí)際需要。直到校核無(wú)誤，本項(xiàng)設(shè)計(jì)才算正式完成。 通過(guò)對(duì)該課題的設(shè)計(jì)，我不僅掌握了一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也掌握了關(guān)于盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)的一些知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，我加深對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的了解，體會(huì)到了做設(shè)計(jì)的不容易。在整個(gè)過(guò)程中會(huì)遇到很多困難，設(shè)計(jì)得不正確或者完全不知道該怎么設(shè)計(jì)，自己覺(jué)得不存在問(wèn)題但是老師還是會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣那