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1、原始數(shù)據(jù)： 整車質(zhì)量：空載：1550kg;滿載：2000kg 質(zhì)心位置：a=Li=1.35m；b=L?=1.25m 質(zhì)心高度：空載：hg=0.95m；滿載：hg=0.85m 軸距：L=2.6m 輪距：L0=1.8m 最高車速：160km/h 車輪工作半徑：370mm 輪轂直徑：140mm 輪缸直徑：54mm 輪胎：195/60R1485H 1 .同步附著系數(shù)的分析 (1)當(dāng)0時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，這是一種穩(wěn)定工況，但喪失了轉(zhuǎn)向能力； (2)當(dāng)0時(shí)：制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性； (3)當(dāng)。時(shí)：制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種

2、穩(wěn)定工況，但也喪失了轉(zhuǎn)向能力。 分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為0的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí), 其制動(dòng)減速度為dudtqg0g,即q。，q為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù) 的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度q，這表明只有在 。的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 根據(jù)相關(guān)資料查出轎車 0.6 ,故取° 0.6. 同步附著系數(shù)：00.6 2 .確定前后軸制動(dòng)力矩分配系數(shù) 常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)力之比來表明分配的比例，稱為制動(dòng)器制動(dòng) F 力分配系數(shù)，用表示，即：，，F(xiàn)uFu1Fu2 u 式中，F(xiàn)ui：前制動(dòng)器制動(dòng)力；Fu2：后制動(dòng)

3、器制動(dòng)力；Fu：制動(dòng)器總制動(dòng)力 由于已經(jīng)確定同步附著系數(shù)，則分配系數(shù)可由下式得到: 根據(jù)公式: L2 0hg 1.250.60.850.68 2.6 3 .制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能，要求合理地確定前，后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 根據(jù)汽車滿載在瀝青，混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑，計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩M2 由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩: ..G,,,、 M2max(L1qhg)re L 式中：：該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q:制動(dòng)強(qiáng)度； re：車輪有效半徑； M2max：后軸最大制動(dòng)力矩; G:汽車滿

4、載質(zhì)量; L:汽車軸距； a1.350.7 其中q===0.66 a(0)hg1.35(0.70.6)0.85 故后軸M 2 max 20000 2.6 (1.35 0.66 0.85) 0.7 370 =1.57 106 Nmm 后輪的制動(dòng)力矩為1.57106/2=0.785106Nmm 前軸M…Tf1max=LTf2max=0.67仆0.67)1，57萬及106Nmm 前輪的制動(dòng)力矩為3.2106/2=1.6106Nmm 2 .浮鉗盤式制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 2.1 制動(dòng)盤直徑D 制動(dòng)盤直徑D希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗

5、的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤直徑D受輪毅 直徑的限制通常，制動(dòng)盤的直徑D選擇為輪毅直徑的70%~90%總質(zhì)量大于2t的車輛應(yīng)取其上限。通常，制造商在保持有效的制動(dòng)性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。輪物直徑為14英寸（1英寸=2.54cm）,又因?yàn)镸=2000kg取其上限。 在本設(shè)計(jì)中：D72%Dr72%1425.4256.032，取D=256mm 2.2 制動(dòng)盤厚度h 制動(dòng)盤厚度h直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫開，制動(dòng)盤厚度又不宜過小。制動(dòng)盤可以制成實(shí)心的，而為了通風(fēng)散熱，可以在制動(dòng)

6、盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通風(fēng)的制動(dòng)盤在兩個(gè)制動(dòng)表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動(dòng)盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤內(nèi)扇形葉片的選擇了空氣循環(huán)， 有效的冷卻制動(dòng)。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度為10mm~20mm具有通風(fēng)孔道的制動(dòng) 盤厚度取為20mm~50mm但多采用20mm~30mm 在本設(shè)計(jì)中選用通風(fēng)式制動(dòng)盤，h取20mm 2.3 摩擦襯塊外半徑R與內(nèi)半徑R 推薦摩擦襯塊外半徑R與內(nèi)半徑Ri的比值不大于1.5。若比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。 在本設(shè)計(jì)中取外半徑R=104mim—1.3，則內(nèi)半徑R=80

7、mmRi 2.4 摩擦襯塊工作面積A 摩擦襯塊單位面積占有的車輛質(zhì)量在1.6kg/cm2?3.5kg/cm2范圍內(nèi)選取。汽 車空載質(zhì)量為1550kg,前輪空載時(shí)地載荷為852.5kg,所以852.5/(3.5*4)cm2

8、76cmi活塞直徑二輪缸直徑=54mm 3 .制動(dòng)效能分析 3.1 制動(dòng)減速度j制動(dòng)系的作用效果，可以用最大制動(dòng)減速度及最小制動(dòng)距離來評(píng)價(jià) 假設(shè)汽車是在水平的，堅(jiān)硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制 動(dòng)力是由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí)jM總/rem 式中M總——汽車前、后輪制動(dòng)力矩的總合。 M總=MuiMu2=785+1600=2385Nm re=370mm=0.37m m汽車總重m=2000kg 2 代入數(shù)據(jù)得j=(785+1600)/0.37X2000=6.16m/s 轎車制動(dòng)減速度應(yīng)在5.8~7m/s2,所以符合要求。 3.2 制動(dòng)距離S 在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)

9、距離S為 S=1/3.6(t1+t2/2)V+V2/254 式中，t1——消除制動(dòng)盤與襯塊間隙時(shí)間，取0.1s t2——制動(dòng)力增長過程所需時(shí)間,取0.2s V=30km/h 故S=1/3.6(0.1+0.2/2)30+302/254X0.7=7.2m 轎車的最大制動(dòng)距離為：ST=0.1V+V2/150 ST=0.130+302/150=9m S

10、狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。 汽車的制動(dòng)過程，是將其機(jī)械能（動(dòng)能、勢能）的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(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，則摩擦襯片（襯塊）的磨損亦愈嚴(yán)重。 雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗散率為： 22、 1 ma（ViV2） ei 2 2% 式中：：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí)40,1； ma：汽車總質(zhì)量; v1,v2:汽車制動(dòng)初速度與終速度（m/s）；計(jì)算時(shí)轎車v1取27.8m/ s. t：制

11、動(dòng)時(shí)間，S;按下式計(jì)算 v1 v2 27.8 4.6s 2 j :制動(dòng)減速度，m/S , j 0.6 g 0.6 10 6m/s2; Ai:前輪制動(dòng)器襯片的摩擦面積; A=7600mrm :制動(dòng)力分配系數(shù) 則ei 2 I maW 2 2tA 1550 27.82 2 2 4.6 7600 2 0.67=5.7 w/mm ,2一. 轎車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0w/mm,故符合要求。 若摩擦襯片壓力與制動(dòng)盤面接觸良好，且各處單位壓力分布均勻，則在鉗盤式 制動(dòng)器扇形摩擦襯面上任取一微小面積：dA=RdRd9,在這微小面積上產(chǎn)生的微摩擦

12、力矩為：dM=qRidA=pqRRdO,式中q為摩擦片與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，以為摩擦片的摩擦系數(shù)，則單側(cè)摩擦片作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為可由 ,R2/2R2 下式積分求得:M'=apRdRdO=9ppR2R，a((R23-Ri3)(N.m) Ri/2R13 則盤式制動(dòng)器的總制動(dòng)力矩為：M=2pq(R23-Ri3) 3 4.性能約束 (1)制動(dòng)力矩約束：汽車制動(dòng)器制動(dòng)力矩應(yīng)該小于地面的摩擦力矩，否則會(huì)發(fā)生 車輪抱死現(xiàn)象而產(chǎn)生側(cè)滑，從而失去穩(wěn)定性，即：M^Gre 2 式中：：路面附著系數(shù)； G:整車重量(N); :制動(dòng)力分配系數(shù); re：車輪有效半徑。 (2)

13、摩擦片壓力約束：摩擦片應(yīng)達(dá)到要求的耐磨性或使用壽命，對(duì)于摩擦片最大許用單位壓力[P],一般按經(jīng)驗(yàn)取值，因此，摩擦片單位面積壓力不得超過許用單位壓力[P],即： d2 1—4P 122 -(R2R) 2 1 d 2 2— P<[P] 2E Ri ) 2 1 ma% 3 2 2tA 2 maVi _ _ 2 _ 2 2t(R2 Ri ) [e] (W/mmn (3)比能量耗散率約束：如果比能量耗散率過高，不僅會(huì)加快制動(dòng)摩擦片的磨損,而且可能引起制動(dòng)盤的龜裂，因此所施加的約束為： 式中：m整車質(zhì)量(kg); [e]:盤式制動(dòng)器時(shí)，取6.0W/mm

14、T:為制動(dòng)時(shí)間。 (4)制動(dòng)盤一次制動(dòng)的溫升: △T=GV/254CiM[At] 式中M：制動(dòng)盤的質(zhì)量(Kg)Mi= D-h，其中為制動(dòng)盤的密度7900kg/m3 4 C1：制動(dòng)盤的熱容量J/(Kg-K)對(duì)鋼和鑄鐵取C=523J/(Kg.K); V:制動(dòng)初速度(Km/h)取30Km/h [△t]一次制動(dòng)最大允許溫開，一般不大于15c即288.15K 2 (5)摩擦襯塊面積：由于摩擦襯塊單包面積占有的車輛質(zhì)量在1.6kg/cm?- 2. 3.5kg/cm范圍內(nèi)選取。汽車空載質(zhì)量為1550kg,前輪空載時(shí)地載荷為22_2 852.5kg,所以852.5/(3.5*4)cm

15、

16、制動(dòng)盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動(dòng)盤裝車 輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。 按輪轂結(jié)構(gòu)分類，制動(dòng)盤有兩種常用型式。帶轂的制動(dòng)盤有個(gè)整體式轂。在這種結(jié)構(gòu) 中，輪轂與制動(dòng)盤的其余部分鑄成單體件。 另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個(gè)獨(dú)立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過 輪轂，再通過制動(dòng)盤轂法蘭配裝。這種型式制動(dòng)盤稱為無轂制動(dòng)盤。這種型式的優(yōu)點(diǎn) 是制動(dòng)盤便宜些。制動(dòng)面磨損超過加工極限時(shí)能很容易更換。 本設(shè)計(jì)采用的是第二種型式。 制動(dòng)盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加Cr，Ni等的合金鑄鐵制成。制動(dòng)盤在工作 時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊作用的法向力和切向力，而

17、且承受著熱負(fù)荷。為了改善冷卻效果， 鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約20％~30％，但盤的整體厚度較厚。而一般不帶通風(fēng)槽的轎車制動(dòng)盤， 其厚度約在l0m~13mm之間。本次設(shè)計(jì)采用的材料為HT250。 制動(dòng)盤的工作表面應(yīng)光潔平整，制造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制表面的跳動(dòng)量，兩側(cè)表面的平行度 （厚度差）及制動(dòng)盤的不平衡量。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定：制動(dòng)盤兩側(cè)表面不平行度不應(yīng) 大于0.008mm,盤的表面擺差不應(yīng)大于0.1mm；制動(dòng)盤表面粗糙度不應(yīng)大于0.06mm。 制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗由可鍛鑄鐵KTH370－12或球墨鑄鐵QT400－18制造，也有用輕合

18、金制造的， 例如用鋁合金壓鑄?？勺龀烧w的，也可做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開口， 以便不必拆下制動(dòng)鉗便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。在鉗體 中加工出制動(dòng)油缸。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，將活塞的開口端頂靠制動(dòng)塊的背板。 活塞由鑄鋁合金制造，為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。為了解 決因制動(dòng)鉗體由鋁合金制造而減少傳給制動(dòng)液的熱量的問題，應(yīng)減小活塞與制動(dòng)塊背 板的接觸面積。 制動(dòng)鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的前方或后方。制動(dòng)鉗位于車軸前可避免輪胎甩 出來的泥，水進(jìn)入制動(dòng)鉗，位于車軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷。 制動(dòng)塊 制動(dòng)塊由背板和摩

19、擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接在一起。襯塊多為 扇面形，也有矩形、正方形或長圓形的?；钊麘?yīng)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。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。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或在背板后粘 （或噴涂）一層隔熱減震墊。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。許多盤式制動(dòng)器裝有襯塊磨損達(dá)極限時(shí)的警報(bào)裝置，以便及 時(shí)更換摩擦襯片。 摩擦材料 制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù) 值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料應(yīng)有好的耐

20、磨性，低的吸水（油、制動(dòng)液）率，低的 壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率（要求摩擦襯塊在300℃的加熱板上：作用30min后，背板的溫 度不越過190℃）和低的熱膨脹率，高的抗壓、抗打、抗剪切、抗彎購性能和耐沖擊性 能；制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用少污染和對(duì)人體無害的摩擦材料。 各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3?0.5,少數(shù)可達(dá)0.7。設(shè)計(jì)計(jì)算制動(dòng)器時(shí)一般 取0.3?0.35。選用摩擦材料時(shí)應(yīng)注意，一般說來，摩擦系數(shù)愈高的材料其耐磨性愈差。 本次設(shè)計(jì)摩擦系數(shù)選用f=0.3。 一種是編織材料，它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘 合劑經(jīng)干燥后輥壓制成。其撓

21、性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動(dòng)蹄或制動(dòng)帶 上。在100c?120c溫度下，它具有較高的摩擦系數(shù)（f0.4以上），沖擊強(qiáng)度比模 壓材料高4?5倍。但耐熱性差，在200c?250c以上即不能承受較高的單位壓力， 磨損加快。因此這種材料僅適用于中型以下汽車的鼓式制動(dòng)器，尤其是帶式中央制動(dòng) 器。 一種是粉末冶金摩擦材料其是以銅粉或鐵粉為主要成分（占質(zhì)量的60%?80%）,加上 石墨、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成。其抗熱衰退 和抗水衰退性能好，但造價(jià)高，適用于高性能轎車和行駛條件惡劣的貨車等制動(dòng)器負(fù)荷重的汽車。 當(dāng)前，在制動(dòng)器上廣泛采用著模壓材料，它是

22、以石棉纖維為主并均樹脂粘站劑、調(diào)整 摩擦性能的填充刑（出無機(jī)粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成）勺噪聲消除別（主要成分為石 墨）等混合后，在高溫廠模壓成型的。模壓材料的撓性較差．故應(yīng)佐按襯片或襯塊規(guī)格 模壓。其優(yōu)點(diǎn)是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性 能及其他性能。本次設(shè)計(jì)采用的是模壓材料。 制動(dòng)器間隙及調(diào)整 制動(dòng)鼓與摩擦襯片之間或制動(dòng)盤與摩擦襯片之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有工作作間隙， 以保證制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般，鼓式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為0.2?0.5mm;盤 式制動(dòng)器的為0.1?0.3mm（單側(cè)0.05mm?0.15mm）。此間隙的存在會(huì)導(dǎo)致踏板或

23、 手柄的行程損失，因而間隙量應(yīng)盡量小?？紤]到在制動(dòng)過程中摩擦副可能產(chǎn)生機(jī)械變 形和熱變形，因此制動(dòng)器在冷卻狀態(tài)下應(yīng)有的間隙應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。在本設(shè)計(jì)中： 盤式制動(dòng)器取間隙為0.1m。 另外，制動(dòng)器在工作過程中會(huì)由于摩擦襯片或摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制 動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整裝置。當(dāng)前，盤式制動(dòng)器的間隙調(diào)整均已自動(dòng)化，鼓式制動(dòng)器 采用間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的也日益增多。 盤式制動(dòng)器工作間隙的調(diào)整，鉗盤式制動(dòng)器不僅制動(dòng)間隙小，而且制動(dòng)盤受熱膨脹后 對(duì)軸向間隙幾乎沒有影響，所以一般都采用一次調(diào)準(zhǔn)式間隙自調(diào)裝置。最簡單且常用 的結(jié)構(gòu)是在缸體和活塞之間裝一個(gè)兼起復(fù)位和間隙自調(diào)作用的帶有斜角的橡膠密封圈， 制動(dòng)時(shí)密封圈的刃邊是在活塞給予的摩擦力的作用下產(chǎn)生彈性變形，與極限摩擦力對(duì) 應(yīng)的密封圈變形量即等于設(shè)定的制動(dòng)間隙。當(dāng)襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞行程增大時(shí)， 在密封圈達(dá)到極限變形之后，活塞與密封圈之間這一不可恢復(fù)的相對(duì)位移便補(bǔ)償了這 一過量間隙。解除制動(dòng)后活塞在彈力作用下退回，直到密封圈的變形完全消失為止，這時(shí)摩擦快與制動(dòng)盤之間重新回復(fù)到設(shè)定間隙。