汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)課件_第1頁
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1、機(jī)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:汽車盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)專業(yè):車輛工程班級(jí): 姓名: 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師: 日期: 2016.5.26 目錄摘要3前言31緒論41.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義41.2 本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)42制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇42.1 盤式制動(dòng)器52.2 簡(jiǎn)單制動(dòng)系52.3 動(dòng)力制動(dòng)系52.4 伺服制動(dòng)系62.5 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇62.6 液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案63盤式制動(dòng)器概述83.1制動(dòng)盤83.2制動(dòng)摩擦襯塊93.3 盤式制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)94制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算104.1 相關(guān)主要參數(shù)104.2 同步附著系數(shù)的分析114.3 分析計(jì)算法向作用力114.4 制動(dòng)力矩分配系數(shù)的選

2、取和計(jì)算124.5 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定124.6 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定134.7 盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算154.8 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)165液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算175.1 前輪制動(dòng)輪缸直徑的確定175.2 制動(dòng)主缸直徑的確定175.3 制動(dòng)踏板力和制動(dòng)踏板工作行程18第6章制動(dòng)性能分析196.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)206.2 制動(dòng)效能206.3 制動(dòng)效能的恒定性206.4 制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性206.5 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析216 .6制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離。226.7 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算227總結(jié)24參考文獻(xiàn)25致謝25Abstract.26附錄.26汽車盤式制動(dòng)器設(shè)

3、計(jì)摘要此片設(shè)計(jì)主要講述了盤式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì),有對(duì)于整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析,還有數(shù)據(jù)的比對(duì)和選取。盤式制動(dòng)器主要的工作原理和結(jié)構(gòu)原理等等,這樣我自己會(huì)更好的更熟練的掌握設(shè)計(jì)這一方面,除此外本文還講述了盤式制動(dòng)器中的摩擦襯塊特性。關(guān)鍵詞:盤式;設(shè)計(jì);分析。前言汽車設(shè)計(jì)中我們都知道應(yīng)該注意安全可靠,并且車輛在適應(yīng)路面道路時(shí)候,車輛本身不會(huì)出問題。并且自身可以有很強(qiáng)的能力應(yīng)付不同的道路狀況。這就要提及汽車的制動(dòng)系統(tǒng),一個(gè)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)比較優(yōu)秀,他會(huì)給駕駛員一個(gè)很舒適的操作感覺,而且完全會(huì)提高汽車整體的安全性,保證車內(nèi)人員的安全。本文講述的盤式制動(dòng)器是近代發(fā)展比較迅速的制動(dòng)器形式,相較于鼓式制動(dòng)器有著不錯(cuò)

4、的性能。盤式制動(dòng)器主要依靠制動(dòng)盤制動(dòng)鉗還有摩擦襯塊,在駕駛員施加力的作用下相互產(chǎn)生摩擦,以此來產(chǎn)生制動(dòng)力阻止汽車高速運(yùn)動(dòng)。在盤式制動(dòng)器的選則中,也會(huì)有全盤式和鉗盤式這兩類。本次設(shè)計(jì)共七章內(nèi)容,在李進(jìn)導(dǎo)師的指導(dǎo)下,結(jié)合有關(guān)的書籍和手冊(cè)而完成;李老師在我的設(shè)計(jì)中做了全程輔導(dǎo),嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的審閱了此次設(shè)計(jì),提供了諸多珍貴的建議,對(duì)敬愛李老師表示真摯的謝意。1緒論1.1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義交通工具中汽車是大家普遍使用的。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車整體結(jié)構(gòu)中比較重要的一部分,同時(shí)也是保證安全性系統(tǒng)里最重要的一個(gè)部位。它有著限制車輛高速行駛得能力,并且在駐車制動(dòng)中也經(jīng)常使用。制動(dòng)性的好壞與安全性的聯(lián)系是非常明顯的。由

5、此在汽車產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展中,我們需要對(duì)于安全可靠這類要求更加嚴(yán)格。制動(dòng)系統(tǒng)的可靠,車內(nèi)人的安全性也自然提高了。1.2 本次制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)1)具有良好的制動(dòng)效能;2)制動(dòng)效能穩(wěn)定性好3)制動(dòng)過程中具有良好的操作穩(wěn)定性;4)制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好;2制動(dòng)系統(tǒng)方案論證分析與選擇機(jī)械摩擦式的原理就是固定原件和旋轉(zhuǎn)原件摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力。鼓式和盤式是依靠在輪轂上安裝的旋轉(zhuǎn)元件的不同來進(jìn)行區(qū)分。2.1 盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器在現(xiàn)在的實(shí)際應(yīng)用規(guī)劃中主要有帶有單獨(dú)制動(dòng)鉗的鉗盤式和全盤式兩種。1)鉗盤式鉗盤式制動(dòng)器有定鉗盤式制動(dòng)器、浮鉗盤式制動(dòng)器等。a定鉗盤式制動(dòng)器:整體部件都是在制動(dòng)鉗體開槽口中同步運(yùn)動(dòng),除了鉗體

6、處于靜止。優(yōu)點(diǎn):移動(dòng)的活塞和制動(dòng)塊保證了鉗體的剛度,具有多回路制動(dòng)系的特點(diǎn)。b浮鉗盤式制動(dòng)器:這種制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn):管路不易受到高溫,汽化現(xiàn)象不產(chǎn)生。由于軸向尺寸小,制動(dòng)器與輪轂距離?。怀杀镜?;制動(dòng)塊可以用于駐車制動(dòng)。2)全盤式全盤式與離合器的原理相差無幾。主要是工作環(huán)境不好導(dǎo)致散熱較差。盤式制動(dòng)器優(yōu)于鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)如下:1)制動(dòng)效能穩(wěn)定性好;2)制動(dòng)力矩不會(huì)隨運(yùn)動(dòng)方向的改變而改變;3具有雙回路,安全性和可靠性高;4)尺寸小、質(zhì)量小、散熱好;5)制動(dòng)襯塊所作用在制動(dòng)盤上的壓力合理分布,在摩擦面上都會(huì)是光滑的磨損;6)更換襯塊工作簡(jiǎn)單容易。7)襯塊和制動(dòng)盤的距離不會(huì)有太大的間隙,縮短協(xié)調(diào)過程

7、。8)整體間隙可以實(shí)現(xiàn)輕便的自動(dòng)調(diào)整。因此我們選擇浮鉗盤式制動(dòng)器。2.2簡(jiǎn)單制動(dòng)系人力制動(dòng)就是人為的施加力產(chǎn)生制動(dòng)。這里有機(jī)械式和液壓式兩類。液壓式是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的代表。主要的優(yōu)點(diǎn)是:短時(shí)間的滯后作用(0.1-0.3s),工作壓力高(可達(dá)10MPa-12MPa),不需要較大的輪缸尺寸,一般都是安裝在制動(dòng)器內(nèi)部,在實(shí)際應(yīng)用中可以直接作用為制動(dòng)蹄張開機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單價(jià)格低機(jī)械效率高。自身的力傳動(dòng)比限制了適用范圍。另外,液壓制動(dòng)主要缺點(diǎn)是在整個(gè)管路受熱的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸不暢通,整體的效率降低,操作不靈巧,不能滿足現(xiàn)代汽車操作輕盈的條件,目前只使用在微型汽車上。2.3動(dòng)力制動(dòng)系動(dòng)力制動(dòng)系是主要由汽車本身動(dòng)力

8、發(fā)動(dòng)裝置提供統(tǒng),人為地進(jìn)行控制。此處介紹主要三類。1)氣壓制動(dòng)系氣壓制動(dòng)產(chǎn)生較高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)力,他們之間制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體連接構(gòu)成簡(jiǎn)單,黏合和分開都很容易,大多數(shù)用在貨車總質(zhì)量為8t以上甚至更高、特殊車型也有使用。但氣壓制動(dòng)系必須采用那些比較笨重復(fù)雜的原件;管路中壓力產(chǎn)生和消散的過程都比較長(zhǎng),提高了滯后時(shí)間(0.3s-0.9s),因此增加了駐車距離。為了彌補(bǔ)氣壓不足的情況必須加有一個(gè)加速閥和快放閥。因?yàn)檎麄€(gè)管路工作壓力低(一般為0.5-0.7MPa)。制動(dòng)器室的直徑都應(yīng)該大些,并且設(shè)計(jì)在制動(dòng)器的外部,再通過其他部件驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄,減震簧下的質(zhì)量就會(huì)增加,整個(gè)裝置的噪聲很大。2)氣頂液式制動(dòng)系氣頂液制動(dòng)

9、是一種氣壓制動(dòng)和液壓制動(dòng)的結(jié)合體。主要是設(shè)計(jì)的氣壓管路比較短,較短的滯后時(shí)間。顯然,其結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)單、質(zhì)量重、成本高,所以主要用于重型汽車上,中型貨車一般采用。3)全液壓動(dòng)力制動(dòng)系全液壓動(dòng)力制動(dòng)不受氣化現(xiàn)象影響,并且提供較高制動(dòng)力,具有普通制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)不夠簡(jiǎn)單,復(fù)雜的精密件,嚴(yán)格的密封性,目前應(yīng)用并不廣泛。2.4 伺服制動(dòng)系動(dòng)力失效的時(shí)候伺服制動(dòng)輔助人力提供制動(dòng)力。主要有真空;氣壓;液壓三種。2.5 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇具有多回路是為了擁有較高的可靠性,即使有管路失效,也會(huì)有其他管路替代,不會(huì)干擾汽車整體運(yùn)行的順暢。有如下五種分路(如圖2-6所示):1) II型,前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器使

10、用不同回路。2) 交叉型(X),兩軸不同側(cè)的制動(dòng)器是屬一個(gè)回路。3) 一周半對(duì)半軸(HI)型,有一側(cè)前輪缸與所有后輪缸同一回路,其他則是一個(gè)回路。4) LL型,兩個(gè)回路對(duì)前輪制動(dòng)器和后輪制動(dòng)器起作用。5) HH型,每一條回路都不會(huì)對(duì)所有輪缸起作用,只會(huì)對(duì)其中一半的有作用。圖2-6 液壓分路系統(tǒng)形式II型管路易于布置,使用廣泛,但容易使車喪失轉(zhuǎn)向能力,并且還有制動(dòng)力不足的可能,如果出現(xiàn)載重失衡的狀況還會(huì)發(fā)生側(cè)滑。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單??梢院芎玫馗纳破嚨姆€(wěn)定性保持制動(dòng)力的充足,不會(huì)低于正常值的一半。比較適合注銷偏移距是負(fù)值的汽車。HI、HH、LL型設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜。LL型和HH型有較強(qiáng)的能力維持汽車

11、正常運(yùn)行。LL型和HH型只能存于一半的制動(dòng)力。HI和LL出現(xiàn)后輪抱死剩余制動(dòng)力也可以提供制動(dòng)力。綜合以上各個(gè)管路的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇X型管路。2.6液壓制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)方案選用雙回路制動(dòng)系統(tǒng),這樣提高行駛安全性。并且制動(dòng)主缸的形式是串聯(lián)雙缸。儲(chǔ)存罐中的油會(huì)進(jìn)入主缸中,然后缸腔中的油壓輸入輪缸。主缸停止時(shí),前后腔的活塞頭部位于各自的旁通孔和補(bǔ)償孔出。制動(dòng)踏板下壓時(shí),整體機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),液壓升高?;钊麜?huì)被后腔中的液壓和彈簧力向前推進(jìn),前腔壓力自然就會(huì)上升。當(dāng)持續(xù)給踏板壓力時(shí),所有腔中的液壓壓力都會(huì)繼續(xù)攀升,這樣制動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生。不填加踏板力的時(shí)候所有機(jī)構(gòu)都會(huì)回歸原位。當(dāng)踏板回歸原位的過程時(shí),由于油液遲滯,導(dǎo)

12、致液壓差油液會(huì)流回原來的腔中。儲(chǔ)液室中的油液流回進(jìn)油腔?;钊貧w原位,此時(shí)旁通孔已開放,會(huì)由制動(dòng)管路流回主缸如果油液過多會(huì)通過前后缸流回儲(chǔ)液室。,出現(xiàn)泄露和制動(dòng)液膨脹或收縮這種現(xiàn)象都會(huì)得到補(bǔ)償。在與前腔連接的制動(dòng)管路失效時(shí),在制動(dòng)踏板給與壓力,只會(huì)造成液壓存在于后腔,而前腔將不會(huì)有任何壓力輸出。由于有液壓差的存在,活塞會(huì)立刻頂?shù)街鞲左w。這樣后腔的工作壓就能滿足要求所需的值。如果后缸不能夠輸出足夠的液壓壓力,即使踏下制動(dòng)踏板,只能夠驅(qū)使后缸活塞而不能夠驅(qū)動(dòng)前缸活塞,這是在后腔連接的制動(dòng)管路無法工作的條件下。后缸活塞頂觸前缸活塞,制動(dòng)力由前缸的液壓產(chǎn)生。由此可見,雙回路液壓制動(dòng)系可以補(bǔ)救失效回路。

13、必須延長(zhǎng)踏板行程,會(huì)導(dǎo)致汽車需要的制動(dòng)距離增長(zhǎng),不能夠有足夠的制動(dòng)力,高層次的提高可靠性和安全性。3盤式制動(dòng)器概述3.1制動(dòng)盤a.制動(dòng)盤直徑D 制動(dòng)盤直徑取大些對(duì)于其他部件的設(shè)計(jì)都會(huì)有好處但只能是輪輞直徑的70%-79%. b.制動(dòng)盤厚度h在高速情況下制動(dòng)的制動(dòng)盤受到溫度和自身質(zhì)量的影響,因此選擇具有通風(fēng)性。為了保持安全性和實(shí)用性,采用通風(fēng)式可以降低制動(dòng)盤溫度。所選制動(dòng)盤也應(yīng)有一定厚度這是不可少的在保證剛性和韌性條件下c.制動(dòng)盤的安裝制動(dòng)盤是為了和車輪在運(yùn)動(dòng)過程中一起旋轉(zhuǎn)才安裝在輪轂上的。并且需要維持有效半徑的的長(zhǎng)度,有效半徑是制動(dòng)盤中心和摩擦襯塊中心的直線距離。這樣其他條件都相同的狀況下隨著

14、半徑的長(zhǎng)度增加制動(dòng)力才會(huì)越來越大。3.2制動(dòng)摩擦襯塊摩擦襯塊包括摩擦材料和底板。設(shè)計(jì)值內(nèi)半徑與外半徑和推薦值比值小于1.5。如果偏大會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。襯塊工作面積為汽車質(zhì)量1.6-3.5kg/cm2之間。為了避免摩擦襯塊的損壞,在使用過程不知道,而造成汽車出現(xiàn)安全問題。在后來的設(shè)計(jì)中使用了電子式磨損指示器。3.3 盤式制動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)制動(dòng)踏板通過一些桿件與制動(dòng)元件相連。松開制動(dòng),回位彈簧使踏板自動(dòng)回位,左右制動(dòng)器的踏板可用連接板連接,以便同時(shí)制動(dòng)兩驅(qū)動(dòng)輪。當(dāng)不處在制動(dòng)狀況下,在回位彈簧作用下制動(dòng)踏板都應(yīng)該靈敏的回到初始位置。還必須有停車鎖定裝置。直線行駛注意先分離制動(dòng)器再經(jīng)行制動(dòng)。4制動(dòng)系統(tǒng)

15、設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 制動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值a.汽車參數(shù)如表4.1所示。表4.1 汽車參數(shù)編號(hào)名稱符號(hào)數(shù)值單位備注1質(zhì)量M0320.000 kg2重力G3136.000 N3質(zhì)心高度hg300.000 mm11.82 inch4軸距L1600.000 mm63.04 inch5質(zhì)心到前軸的長(zhǎng)度a848.000 mm33.41 inch6質(zhì)心到后軸的長(zhǎng)度b752.000 mm29.63 inch7前軸負(fù)荷Wf1473.920 N47.00 %8后軸負(fù)荷Wr1662.080 N53.00 %b.輪胎相關(guān)參數(shù)如表4.2所示。表4.2輪胎相關(guān)參數(shù)規(guī)格180/530R13標(biāo)準(zhǔn)輪輞內(nèi)距8輪胎胎面寬(mm inch

16、)223 8.8輪胎外徑(mm inch)533 21.0輪胎接地面寬(mm inch)185 7.3輪胎半徑(mm)244輪胎周長(zhǎng)1626輪輞內(nèi)距7.5-8.54.2同步附著系數(shù)的分析(1) 當(dāng)時(shí):制動(dòng)時(shí)前輪首先抱死,是安全穩(wěn)定的制動(dòng)工況,但無法轉(zhuǎn)向;(2)當(dāng)時(shí):制動(dòng)時(shí)后輪率先抱死,汽車直線行駛失衡后軸產(chǎn)生側(cè)向力會(huì)使汽車側(cè)滑失去方向穩(wěn)定性;(3)當(dāng)時(shí):制動(dòng)時(shí)汽車前后輪一起抱死,處于穩(wěn)定工況,沒有轉(zhuǎn)向能力??芍?,前后輪同時(shí)抱死時(shí)的汽車制動(dòng)工況下所能達(dá)到的并利用的同步系數(shù),其制動(dòng)減速度為,即q=,制動(dòng)強(qiáng)度q。不同附著系數(shù)的路面制動(dòng),車輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度q所以可知在的路面上,附著條件可以完全發(fā)揮

17、作用。據(jù)查=0.7,故取=0.7。4.3 地面作用于前、后輪的法向反作用力前后車輪同時(shí)抱死的條件下,規(guī)定在不同附著系數(shù)的道路狀況下,則或。地面反作用于前、后輪的法向作用力為(4-1)(4-2)前后輪同時(shí)抱死制動(dòng)時(shí)地面對(duì)前、后輪法向反作用力的變化如表3.3所示表3.3 前后輪同時(shí)抱死地面對(duì)前、后輪法向反作用力的變化01474 1662 47%53%0.1 1533 1603 49%51%0.2 1592 1544 51%49%0.3 1650 1486 53%47%0.4 1709 1427 55%46%0.5 1768 1368 56%44%0.6 1827 1309 58%42%0.7 18

18、86 1250 60%40%0.8 1944 1192 62%38%0.9 2003 1133 64%36%1.0 2062 1074 66%34%4.4 確定前后制動(dòng)力矩分配系數(shù)根據(jù)公式:(4-3)得到:(4-4)4.5制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定緊急情況制動(dòng)時(shí),車輪同時(shí)抱死拖滑,前橋制動(dòng)力矩是(4-5)式中 G為汽車重力; L為軸距; a為汽車質(zhì)心到前軸的距離;為汽車質(zhì)心的高度;為附著系數(shù);為輪胎有效半徑。當(dāng)=0.7時(shí),即因?yàn)? (4-6)所以4.6盤式制動(dòng)器主要參數(shù)確定1)制動(dòng)盤直徑D直徑盡可能地取大些。在設(shè)計(jì)中的的輪輞直徑會(huì)被本身結(jié)構(gòu)限制,所設(shè)計(jì)的制動(dòng)盤直徑只會(huì)占有輪輞直徑的70一79。此處所

19、選數(shù)據(jù)為70%,即2)制動(dòng)盤厚度的選擇在高速情況下制動(dòng)的制動(dòng)盤受到溫度和自身質(zhì)量的影響,因此選擇具有通風(fēng)性。為了保持安全性和實(shí)用性,采用通風(fēng)式可以降低制動(dòng)盤溫度,厚度在20-30mm。所選制動(dòng)盤也應(yīng)有一定厚度這是不可少的在保證剛性和韌性條件下。mm為實(shí)心制動(dòng)盤的厚度。3)摩擦襯塊內(nèi)半徑R1和外半徑R2摩擦襯塊包括摩擦材料和底板。設(shè)計(jì)值內(nèi)半徑與外半徑和推薦值比值小于1.5。如果偏大會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。襯塊工作面積為汽車質(zhì)量1.6-3.5kg/cm2之間。因?yàn)橹苿?dòng)器直徑D等于231mm,則摩擦塊mm取,所以mm。圖4-1 摩擦襯塊4)摩擦襯塊工作面積盤式制動(dòng)器所選用的襯塊與摩擦盤接觸的工作面積A

20、,依數(shù)據(jù)知制動(dòng)襯塊所能利用中的單位面積占有的汽車整備質(zhì)量在范圍選取。單個(gè)前輪摩擦塊單個(gè)后輪摩擦塊單個(gè)前輪制動(dòng)器A=48單個(gè)后輪制動(dòng)器A=32.能夠滿足的要求。5)摩擦襯塊摩擦系數(shù)f摩擦片摩擦系數(shù)高,在受熱條件下有很好的穩(wěn)定性,在較高壓力下不會(huì)出現(xiàn)巨變。制動(dòng)器摩擦系數(shù)所能取的穩(wěn)定值范圍一般為0.30.5,也有特殊情況取到0.7。選擇綠色和環(huán)保的材料。所選擇摩擦系數(shù)=0.35??偨Y(jié)得到參數(shù)如表4.4所示表4.4 制動(dòng)器基本參數(shù)制動(dòng)盤外徑(mm)工作半徑(mm)制動(dòng)盤厚度(mm)摩擦襯塊厚度(mm)摩擦面積(cm)前輪2319610948后輪23196109324.7 盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力計(jì)算如果襯塊

21、與制動(dòng)盤全接觸,單位壓力分布均勻,制動(dòng)力矩為(4-7)式中為摩擦因數(shù);R為作用半徑。襯塊徑向?qū)挾炔⒉淮?,則R等于平均半徑或有效半徑,符合要求。平均半徑mm式中,扇形表面的受到摩擦力的摩擦襯塊內(nèi),外半徑和單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力;有效半徑是扇形表面的面積中心到制動(dòng)盤中心的長(zhǎng)度,如下式所示(推導(dǎo)見離合器設(shè)計(jì))(4-8)式中.因?yàn)?可算的,越變小,則兩者之間的差距就越大。需表明,一旦過小,即扇形的徑向?qū)挾忍?,襯塊摩擦面上由于壓力作用的不規(guī)律導(dǎo)致磨損出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)o法平衡的現(xiàn)象,因此不能采納。值一般大于0.65.對(duì)于前制動(dòng)器 (4-9)所以對(duì)于后制動(dòng)器 (4-10)所以4.8 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

22、1)制動(dòng)盤制動(dòng)盤選用HT250。并且是雙盤式并且?guī)в型L(fēng)槽的。2)制動(dòng)鉗制動(dòng)鉗用鋁合金壓鑄。3)制動(dòng)塊制動(dòng)塊由背板和摩擦襯快組成,兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘結(jié)在一起。4)摩擦材料制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù),抗熱衰退性要好,不應(yīng)在溫升到某一數(shù)值以后摩擦系數(shù)突然急劇下降,材料應(yīng)有好的耐磨性,低的吸水(油、制動(dòng)液)率,低的壓縮率、低的熱傳導(dǎo)率和低的熱膨脹率,高的抗壓、抗剪切、抗彎曲性能和耐沖擊性能,制動(dòng)時(shí)應(yīng)不產(chǎn)生噪聲、不產(chǎn)生不良?xì)馕?、?yīng)盡量采用污染小對(duì)人體無害的摩擦材料。當(dāng)前,制動(dòng)器廣泛采用模壓材料。5)制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便的單活塞式制動(dòng)輪缸,輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒

23、為通孔,需搪磨。鋁合金制造的活塞,活塞頭部外端壓有鋼制的開槽頂快,以支承插槽中的制動(dòng)蹄,極端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處得橡膠皮碗密封。本次設(shè)計(jì)采用的是HT250.5液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 前輪制動(dòng)輪缸直徑的確定制動(dòng)輪缸在制動(dòng)過程對(duì)其中的制動(dòng)塊所有作用的張開力與液壓輪缸直徑和液壓運(yùn)行系統(tǒng)中的制動(dòng)管路壓力的關(guān)系為(5-1)并且可知制動(dòng)管路壓力范圍是1012。則。(5-2)輪缸直徑d(mm)1922242528303235383940455055(取自HG2865-1997)則選取前輪制動(dòng)缸直徑為32mm.則知,后輪制動(dòng)輪缸直徑。則取直徑為25mm

24、.5.2 制動(dòng)主缸直徑的確定第個(gè)輪缸的工作容積為:(5-3)式中為第個(gè)輪缸活塞的直徑;為輪缸中活塞的數(shù)目;第個(gè)輪缸活塞在行進(jìn)過程中處于完全制動(dòng)時(shí)的最大行程,這里mm.所以單個(gè)前輪輪缸的工作體積為一個(gè)后輪輪缸的工作體積為全部輪缸的總工作體積為,式中,為輪缸數(shù)量。制動(dòng)主缸的工作體積為,為制動(dòng)軟管的變形體積。初始設(shè)計(jì),制動(dòng)主缸的工作體積可為:乘用車;商用車。則為。因此(5-4)主缸活塞行程和活塞直徑為(5-5)一般=0.81.2。此處=。所以(5-6)直徑(mm)1922283235384045(依QC/T311-1999)取得mm。5.3 制動(dòng)踏板力和制動(dòng)踏板工作行程制動(dòng)踏板力為:(5-7)式中為

25、制動(dòng)主缸活塞直徑; p為制動(dòng)管路的液壓;為踏板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比;為踏板機(jī)構(gòu)及液壓主缸的機(jī)械效率,可為=0.820.86.此為=4,=0.85.制動(dòng)踏板力應(yīng)滿足以下要求;最大踏板力更具所選用的文獻(xiàn)車型不同一般選在500N-700N之間。制作時(shí),所選踏板力都應(yīng)可在200N350N。則符合設(shè)計(jì)要求。制動(dòng)踏板工作行程為(5-8)上式中的字母符號(hào),為主缸中運(yùn)動(dòng)的推桿與主缸活塞間的間隙,一般取1.5mm2mm;為主缸活塞空行程,主缸活塞無工作狀態(tài)時(shí)的極限位置到全方位堵塞完全主缸上方旁通孔的行徑。制動(dòng)器踏板工作行程,只能占制動(dòng)襯塊的容許磨損量的踏板行程的40%60%。必須禁止空氣進(jìn)入制動(dòng)管路,計(jì)算制動(dòng)主缸活塞回

26、位彈簧時(shí),踏板必須完全開放,管路中仍會(huì)保持0.050.14的殘余壓力。最大踏板行程,乘用車應(yīng)小于100150mm,商用車小于180mm。同時(shí),制動(dòng)過程中會(huì)作用在制動(dòng)手柄上的最大力,乘用車低于400N,商用車小于600N。制動(dòng)手柄最大行程對(duì)乘用車小于160mm,商用車小于220mm.故滿足要求6制動(dòng)性能分析制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成制動(dòng)裝置。汽車的制動(dòng)性的含義是汽車在整個(gè)行駛過程中停車或在下長(zhǎng)坡時(shí)汽車不會(huì)停止并且還會(huì)有一定車速的運(yùn)動(dòng)能力。6.1 制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車的制動(dòng)性有三方面來評(píng)價(jià):1) 制動(dòng)效能即是汽車行車的制動(dòng)距離和在整個(gè)運(yùn)行過程中的制動(dòng)減速度。2)制動(dòng)效能的恒定性就是汽車制動(dòng)器在整個(gè)制

27、動(dòng)過程中所表現(xiàn)的抗熱衰退性能。3)制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性,制動(dòng)的過程中汽車的后軸不發(fā)生跑偏側(cè)滑和并且能夠維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。6.2 制動(dòng)效能制動(dòng)效能是在整個(gè)汽車擁有初速度時(shí)并在路況良好條件下,汽車停車時(shí)的位置到初始位置的距離之間的路程幾制動(dòng)距離或在整個(gè)運(yùn)行過程中的減速度。制動(dòng)效能是汽車良好制動(dòng)性能中最普遍的性能標(biāo)準(zhǔn)。越短的制動(dòng)距離,制動(dòng)減速度越大,汽車的制動(dòng)效能就越好。6.3 制動(dòng)效能的恒定性在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)制動(dòng)后,制動(dòng)器溫度升高導(dǎo)致制動(dòng)效能下降,稱之為制動(dòng)器的熱衰退,連續(xù)制動(dòng)后制動(dòng)效能的穩(wěn)定程度為制動(dòng)效能的恒定性。制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱能會(huì)使制動(dòng)器溫度升高,出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,在設(shè)計(jì)中需要注意。6.4

28、制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性車制動(dòng)時(shí)。制動(dòng)力過大。前輪或后輪抱死就會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑和跑偏。然后方向就會(huì)變掉。這樣方向就不穩(wěn)定了。前輪在后輪之前抱死是比較安全的,這樣汽車整體狀態(tài)不會(huì)改變。改變的這個(gè)困難就是裝ABS防抱死系統(tǒng)。合理的分配前后輪制動(dòng)力分配。方向穩(wěn)定性即制動(dòng)過程中汽車維持直線行駛,或按預(yù)定彎道行駛的能力。跑偏和側(cè)滑是非常危險(xiǎn)的狀態(tài),還有前輪失去轉(zhuǎn)向能力也會(huì)是汽車陷入高危狀態(tài)。這三項(xiàng)是重要指標(biāo)來評(píng)價(jià)汽車。方向穩(wěn)定性是從制動(dòng)跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力方面來考驗(yàn)。制動(dòng)跑偏的原因有兩個(gè):1) 汽車左右車輪,特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。2) 制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)(相互

29、干涉)。前者是制造的誤差,后者是設(shè)計(jì)本身的問題。側(cè)滑是汽車行駛過程中后軸會(huì)有側(cè)向力使汽車偏離直線行駛。在汽車速度過快時(shí)候汽車發(fā)生側(cè)滑是相當(dāng)不安全。防止后軸發(fā)生側(cè)滑發(fā)生的最佳狀態(tài)應(yīng)使前后軸必須同時(shí)抱死或前軸先抱死后軸始終不會(huì)出現(xiàn)抱死。6.5 制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線分析一般的車輛制動(dòng)過程應(yīng)該會(huì)有如下三種情況:1) 前輪先抱死拖滑,之后后輪抱死拖滑。2) 后輪先抱死拖滑,之后前輪抱死拖滑。3) 前后輪一起抱死拖滑。所以,前后輪制動(dòng)力分配對(duì)于處理方向穩(wěn)定性和附著條件的設(shè)計(jì)有很大作用。依據(jù)參數(shù)及制動(dòng)力分配系數(shù),應(yīng)用EXCEL編制出制動(dòng)力分配曲線如下:1) 當(dāng)I線與線相交時(shí),即=0.7時(shí),即前后輪同時(shí)抱死。

30、2) 當(dāng)I線在線下方時(shí),前輪比后輪先抱死。3) 當(dāng)I線在線上方時(shí),后輪比前輪先抱死。圖6-1相關(guān)參數(shù)和制動(dòng)力分配系數(shù)。圖 6-1制動(dòng)力分配曲線6.6 制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離制動(dòng)效果的評(píng)價(jià)是依靠汽車制動(dòng)時(shí)汽車的制動(dòng)距離還有其過程中產(chǎn)生的制動(dòng)減速度;假如汽車的制動(dòng)力全由制動(dòng)器產(chǎn)生。此時(shí)所以符合要求。6.7 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算能量負(fù)荷的指標(biāo)是比能量消散率,通常所用的計(jì)量單位為。比能量耗散率即襯塊摩擦面耗散的能量。汽車的前后制動(dòng)器比能量耗散率分別為 (6-1) (6-2) (6-3)式中,汽車總質(zhì)量;汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù);制動(dòng)初速度和終速度()、;制動(dòng)減速度a();制動(dòng)時(shí)間t;前、后制動(dòng)襯片(襯塊)

31、的摩擦面積、;制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)情況下并且逐漸減速到停車的情況下,取,則 (6-4)(6-5)據(jù)有關(guān)調(diào)查知,小于盤式制動(dòng)器的比能量耗散率都會(huì)是比較優(yōu)越的,減速度可取。制動(dòng)初速度:乘用車一般取用100km/h(27.8m/s);大于3.5t的乘用車選取65km/h(18m/s)。乘用車的盤式制動(dòng)器在上述的和的條件下,比能量耗散率需小于。對(duì)于最高車速低于以上規(guī)定的制動(dòng)初速度的汽車,可知值能略大于。由于比能量耗散率過高這樣會(huì)導(dǎo)致起襯片(襯塊)的快速摩擦以至于損壞,并且會(huì)引發(fā)制動(dòng)盤龜裂。(6-6)(6-7) (6-8)比能量耗散率應(yīng)小于,故符合要求。比摩擦力是單個(gè)車輪制動(dòng)器襯片(襯塊)單位摩擦

32、面積A的制動(dòng)摩擦力。(6-9)式中,制動(dòng)力矩;制動(dòng)盤的制動(dòng)半徑R(襯塊平均半徑或有效半徑);在時(shí),盤式制動(dòng)器的比摩擦力以不大于為宜。與之相應(yīng)的襯片與制動(dòng)鼓之間的平均單位壓力=1.371.60(設(shè)摩擦因素=0.30.35)。這比過去一些文獻(xiàn)中推薦的要小,因?yàn)槟p問題現(xiàn)在已較過去受到更大程度的重視。符合要求。7總結(jié)在這次設(shè)計(jì)中我體會(huì)到了什么叫做設(shè)計(jì)類的復(fù)雜,還有設(shè)計(jì)類的精彩。雖然盤式制動(dòng)器只是其中一環(huán),但也足夠我細(xì)細(xì)品味起中的奧秘。讓我學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作,更好的提升自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,并且是一種自我的修煉。盤式制動(dòng)器的整體設(shè)計(jì)大致的步奏的已經(jīng)記清楚,并且整個(gè)設(shè)計(jì)的意義,都對(duì)于自己有以后的工作有很大的幫

33、助。盤式制動(dòng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是:1、熱穩(wěn)定性比較優(yōu)越。制動(dòng)襯塊比制動(dòng)盤面積小,故散熱性較好。2、水穩(wěn)定性比較優(yōu)越。主要原因是制動(dòng)襯塊會(huì)給制動(dòng)盤很高的單位壓力,不會(huì)造成積水現(xiàn)象,制動(dòng)盤可以被襯塊簡(jiǎn)單的清理干凈,所以汽車會(huì)有出水的現(xiàn)象,幾次制動(dòng)后就可以變成原來的狀態(tài);3、制動(dòng)力距與行駛中的汽車運(yùn)行無關(guān)系。4、同等制動(dòng)力矩條件下盤式的質(zhì)量和尺寸比較小5、盤式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后方便拆卸和替換,結(jié)構(gòu)不復(fù)雜,后期修理容易。6、制動(dòng)盤與摩擦襯塊間的間隙小(0.050.15mm),油缸活塞的運(yùn)行時(shí)間會(huì)縮短,整個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳比會(huì)增大。7、制動(dòng)盤的熱膨脹不會(huì)導(dǎo)致汽車行進(jìn)過程制動(dòng)踏板行程損失,在自動(dòng)調(diào)

34、整裝置的設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置。盤式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是:制動(dòng)效能低,制動(dòng)比較劇烈,制動(dòng)器和油管路的制造要求較高,摩擦片的耗損量較大,成本貴,而且由于摩擦片的面積小,相對(duì)摩擦的工作面也較小,需要的制動(dòng)液壓高,傳動(dòng)裝置復(fù)雜,汽車后輪的使用比較受到制約。參考文獻(xiàn)1 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2001:1582002 張洪欣.汽車設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981:1061263 陳家瑞.汽車構(gòu)造.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:40614 張文春.汽車?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:70835 彭文生,張志明,黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,2002:961386 董寶承.汽車底盤.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004:32817 陳煥江,徐雙應(yīng).交通運(yùn)輸專業(yè)英語.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002:2

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