滑動(dòng)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)

1、一、 課程設(shè)計(jì)的目的加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)零件的功能，而且考試內(nèi)容有限，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的了解并能熟練運(yùn)用構(gòu)造課的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)運(yùn)用CAD制圖能力，規(guī)范工程制圖。二、車(chē)型的選擇與主要的參數(shù) 1、車(chē)型： 奔馳E 280 2.8AT 2006款 2、主要參數(shù)： 驅(qū)動(dòng)形式： 4X2前輪 軸 距： 2854 mm 輪距前/后： 1570/1284 mm 整備質(zhì)量：1650 kg 最高車(chē)速：250.0 km/h 汽車(chē)高度：1452mm 前輪制動(dòng)方式：實(shí)心盤(pán)式 加速時(shí)間

2、：7.3s 最大功率: 170/6000kw/rpm 最大扭矩: 300/5000N·m/rpm 前輪胎: 225/55 R16 后輪胎: 225/55 R16三、制動(dòng)器的概述1、鼓式制動(dòng)器鼓式制動(dòng)器又叫塊式制動(dòng)器是靠制動(dòng)塊在制動(dòng)輪上壓緊來(lái)實(shí)現(xiàn)剎車(chē)的。分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是一對(duì)帶有摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者又安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則又固定于前梁或后橋殼的突緣上（對(duì)車(chē)輪制動(dòng)器）或變速器殼或其固定的支架上（對(duì)中央制動(dòng)器）；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為固定在輪轂上的變速器第二軸后端的制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的援助內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表

3、面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱(chēng)為蹄式制動(dòng)器。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶；其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓外圓柱表面和制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱(chēng)為帶式制動(dòng)器。在汽車(chē)制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作某些汽車(chē)的中央制動(dòng)器，現(xiàn)在汽車(chē)已很少采用。由于外束型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為帶式制動(dòng)器，而且在汽車(chē)上已經(jīng)很少采用，所以?xún)?nèi)張型鼓式制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為鼓式制動(dòng)器，且通常所說(shuō)的鼓式制動(dòng)器即是指這種內(nèi)張型鼓式制動(dòng)式結(jié)構(gòu)。鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性分為：(1)領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，(2)雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，(3)雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，(4)雙從蹄式制動(dòng)器，

4、(5)單向增力式制動(dòng)器，(7)雙向增力式制動(dòng)器。2、盤(pán)式制動(dòng)器盤(pán)式制動(dòng)器又稱(chēng)為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤(pán)用合金鋼制造并固定在車(chē)輪上，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)，制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤(pán)子，迫使它停下來(lái)一樣。 盤(pán)式制動(dòng)器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車(chē)，盤(pán)式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車(chē)停下。有

5、些盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)上還開(kāi)了許多小孔，以加速通風(fēng)散熱和提高制動(dòng)效率。盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：  1）一般無(wú)摩擦助勢(shì)作用，因而制動(dòng)器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定；2）浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常；3）在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較小；4）制動(dòng)盤(pán)沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會(huì)象制動(dòng)鼓的熱膨脹那樣使制動(dòng)器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動(dòng)踏板行程過(guò)大；5）較容易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡(jiǎn)便。6）對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器而言，因?yàn)橹苿?dòng)盤(pán)外露，還有散熱良好的優(yōu)點(diǎn)。盤(pán)式制動(dòng)器不足之處是效能較低，故用于液壓制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管

6、路壓力較高，一般要用伺服裝置。 四、滑盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)4.1滑動(dòng)鉗式制動(dòng)器參數(shù)確定1、制動(dòng)盤(pán)直徑D選擇中級(jí)轎車(chē)為設(shè)計(jì)對(duì)象，有汽車(chē)設(shè)計(jì)教材得到制動(dòng)盤(pán)直徑D通常選為輪輞直徑的70%79%，本設(shè)計(jì)選75%，制動(dòng)盤(pán)直徑D為16英寸時(shí)，制動(dòng)盤(pán)的直徑D=306mm。2、制動(dòng)盤(pán)厚度h制動(dòng)盤(pán)厚度h直接影響著制動(dòng)盤(pán)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)厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜過(guò)小。制動(dòng)盤(pán)可以制成實(shí)心的，而為了通風(fēng)散熱，又可在制動(dòng)盤(pán)的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為10mm20mm；具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤(pán)的兩工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤(pán)的厚度取為20mm

7、50mm，但多采用20mm30mm。制動(dòng)器的實(shí)心制動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)，厚度h選為15mm。3、摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5.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)不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變大。因?yàn)橹苿?dòng)盤(pán)直徑D=306mm,則摩擦塊R1=85mm、R2=110mm。4、制動(dòng)塊工作面積A 為確定盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)襯塊工作面積A時(shí)，根據(jù)之襯塊單位面積占有的汽車(chē)質(zhì)量，推薦在1.63.5kg/，所以去A=70。汽車(chē)車(chē)身尺寸的確定與重量的選擇：L=2854mm, a=1570mm, b=1284mm, hg=650mmL汽車(chē)軸距

8、a滿(mǎn)載時(shí)質(zhì)心距前軸距離 b滿(mǎn)載時(shí)質(zhì)心距前軸距離Hg質(zhì)心高度 由于車(chē)內(nèi)設(shè)為5個(gè)座位，按每人65kg計(jì)算，于是又公式()，因此得出，G=mg=19600N.5、摩擦襯塊圓心角的計(jì)算根據(jù)公式：其中為摩擦片相對(duì)輪輞中心包角代入數(shù)據(jù)解得=0.713rad=41。6、輪胎與輪輞尺寸確定輪輞尺寸為16英寸，則輪輞名義直徑為407mm。 輪胎型號(hào)：225/55R16輪胎寬度*扁平率=胎壁高度 然后（胎壁高度*2+輪輞名義直徑）/2=車(chē)輪有效半徑，得出=328mm。4、2制動(dòng)器數(shù)據(jù)的計(jì)算假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤(pán)接觸良好，各處的單位壓力分布均勻，則制動(dòng)器動(dòng)力矩為 。制動(dòng)器因素定義為在制動(dòng)盤(pán)上的作用半徑上所產(chǎn)生的

9、摩擦力與輸入力之比，即 BF=2f有汽車(chē)設(shè)計(jì)手冊(cè)取f=0.5輪缸直徑d及制動(dòng)管路的壓力設(shè)計(jì)手冊(cè)得：輪缸直徑有標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列中選取d=25mm壓力管的壓力一般不超過(guò)1012Mpa，盤(pán)式可更高，取p-12Mpa。摩擦襯塊徑向?qū)挾炔惶?，取R等于平均半徑平均半徑 制動(dòng)盤(pán)單側(cè)壓緊力的確定，即制動(dòng)輪缸對(duì)制動(dòng)襯塊的壓緊力。則單側(cè)壓緊力為制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為M選輪胎與地面間的附著系數(shù)此時(shí)為前后輪都抱死，此時(shí)前軸車(chē)輪的法向作用力：后輪車(chē)輪的法向作用力：汽車(chē)總的地面制動(dòng)力為：前軸車(chē)輪制動(dòng)力：后軸車(chē)輪的制動(dòng)力：當(dāng)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力，并且前后制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于各自的附著力，也是前、后同時(shí)抱死的條件。汽

10、車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)：同步附著系數(shù)是由汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車(chē)制動(dòng)性能的一個(gè)參數(shù)。由 整理得到 代入數(shù)據(jù)后得到0.7同步系數(shù)說(shuō)明，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車(chē)，只有在同步系數(shù)路面上制動(dòng)是才可以使前、后車(chē)輪同時(shí)抱死。合理確定前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，能保證汽車(chē)良好的制動(dòng)效能和穩(wěn)定性。最大制動(dòng)力是在汽車(chē)附著質(zhì)量完全被利用的條件下獲得，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車(chē)輪的法向力、成正比，與前后制動(dòng)力矩的比值相同。得：通常轎車(chē)上式的比值約為1.31.6之間。制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車(chē)輪的計(jì)算力矩所制約，前后輪的制動(dòng)力矩為 前輪 后輪 對(duì)于常遇道路條件差、車(chē)速較低因而選取了較小的同步系數(shù)值的汽車(chē)，

11、為了保證在的良好路面上能共制動(dòng)到后軸和前軸先抱死滑移，前后輪制動(dòng)器所產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為：前輪 后輪 對(duì)于選擇較大值的汽車(chē)，則應(yīng)從保證起草制定時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力。當(dāng)，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故需要的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為后輪 前輪 應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，后輪一般都將抱死滑移 故后橋制動(dòng)力為此時(shí)所需的后橋制動(dòng)力矩為為路面對(duì)后橋的法向反力。后輪制動(dòng)器為應(yīng)急制動(dòng)器，則單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的應(yīng)急制動(dòng)力矩為。汽車(chē)可能停駐的極限上坡路傾角，可根據(jù)后橋上的附著力與制動(dòng)力相等的條件求得，即得到· 是保證汽車(chē)上坡行駛時(shí)的縱向穩(wěn)定性的極限坡路傾角。同理，可推導(dǎo)出汽車(chē)可能停駐的極限下坡路傾角為 轎車(chē)制

12、動(dòng)器的設(shè)計(jì)中，在安裝制動(dòng)器額空間、制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力源等條件允許范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上駐車(chē)制動(dòng)力矩接近于由所確定的極限值，并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。4、3襯塊磨損特性的計(jì)算 摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難。試驗(yàn)表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。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)了汽車(chē)的全部動(dòng)能耗散的任務(wù)。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來(lái)不及散到空氣中被制動(dòng)器吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。這就是所謂的制動(dòng)器的能量負(fù)荷。能量負(fù)荷越大，則襯塊磨損越嚴(yán)重。盤(pán)

13、式制動(dòng)器的襯塊，其單位面積能量負(fù)荷比鼓式制動(dòng)器襯片大許多倍，所以制動(dòng)盤(pán)表面溫度比例制動(dòng)鼓高。各種汽車(chē)總質(zhì)量及其制動(dòng)襯塊的摩擦表面各不相同，因此有必要用一種相對(duì)的量作為評(píng)價(jià)能量負(fù)荷指標(biāo)。目前，各國(guó)常用計(jì)量單位W/。稱(chēng)為單位功負(fù)荷。雙軸汽車(chē)的單個(gè)前輪及后來(lái)制動(dòng)器的比能量耗散率為 為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；、為制動(dòng)初速度和最終速度（m/s）；j為制動(dòng)減速度（）；t為制動(dòng)時(shí)間（s）；為前后制動(dòng)襯塊的摩擦面積（）緊急制動(dòng)到停車(chē)情況下，=0，并可認(rèn)為=1，乘用車(chē)=100k/m（27.8m/s），取j=0.6g的減速器。 則： =5.96W/ =4.56 W/ =4.73s乘用車(chē)的比能耗散功率不應(yīng)大于。比能量

14、耗散功率過(guò)高不僅會(huì)引起摩擦襯塊的加速磨損，且有可能使制動(dòng)盤(pán)更早發(fā)生龜裂。另一個(gè)磨損特性指標(biāo)是襯塊單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力，稱(chēng)為比摩擦力。五、本次課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)制動(dòng)系有了更深的了解，尤其是對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)識(shí)更深了。設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)合了汽車(chē)底盤(pán)的理論知識(shí)和其它機(jī)械理論知識(shí)，做到了實(shí)踐與理論結(jié)合。在整個(gè)過(guò)程中我遇到各種各樣的難題，但在良師的指導(dǎo)下和益友的幫助下我解決了一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題，同時(shí)提高了自身的能力。這次課程設(shè)計(jì)不僅豐富了我的理論知識(shí)和提高我的實(shí)踐能力，宜且我從我的指導(dǎo)老師身上學(xué)到更多課本上沒(méi)有的東西。陳老師的高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和高尚的職業(yè)道德是我最敬佩的，也是最值得我學(xué)習(xí)的。從課程設(shè)計(jì)開(kāi)始，陳老師經(jīng)常會(huì)來(lái)辦公室指導(dǎo)我們，幫助我們解決課程設(shè)計(jì)中碰到的問(wèn)題。在課程設(shè)計(jì)前我們先進(jìn)行了汽車(chē)拆裝實(shí)習(xí)，幫組我們對(duì)實(shí)物的理解，這對(duì)我們課程設(shè)計(jì)非常有幫助的。當(dāng)然在這次課程設(shè)計(jì)我收獲很多，在此，我多謝幫助過(guò)我的同學(xué)和對(duì)我細(xì)心指導(dǎo)的陳老師。六、參考文獻(xiàn)1 王