本科畢業(yè)設(shè)計(jì)_盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)SQR6468輕型客車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)某某某燕山大學(xué)2015年6月22日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)SQR6468輕型客車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè)： 車輛工程學(xué)生： 某某某學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：某某某答辯日期：2015.6. 22燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院：系級(jí)教學(xué)單位：機(jī)械工程系學(xué) 號(hào)學(xué)生某某某專業(yè) 班級(jí)車輛工程10-1題目名稱SQR6468輕型客車前（盤(pán)式）制動(dòng)器題 目題目性質(zhì)L理工類：工程設(shè)計(jì)（J ）;工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（）;理論研究型（）；計(jì)算機(jī)軟件型（）;綜合型（）2,管理類（）；3.外語(yǔ)類（）；4.藝術(shù)類（）題目類型L畢業(yè)設(shè)計(jì)（J）2.論文（）題目來(lái)源科研課題（）生產(chǎn)實(shí)際（）自選題目（V )

2、要容1 .分析不同形式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行方案結(jié)構(gòu)分析；2 .選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行必要的計(jì)算，包括強(qiáng)度計(jì)算；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；附主要參數(shù) 軸距：2700mm；滿載質(zhì)量：1950 kg,前輪承重850kg；整備質(zhì)量：1300kg.前輪負(fù)荷；620kg；質(zhì)心高：空載695nlm,滿載750mm；輪胎型號(hào)185/70R14）基本要求1 .制動(dòng)初速度tu二50km/h時(shí)；制動(dòng)距離s速度. 5m。2 .完成總裝圖、部分零件圖，總圖量大于3.0A0；3 .窗譯相關(guān)的外文資料不少于3 000漢字；4 .編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不少于2萬(wàn)字。參考資料制動(dòng)系統(tǒng)齊曉杰編化學(xué)工業(yè)2005轉(zhuǎn)向、懸架和制動(dòng)系統(tǒng)修理訓(xùn)練（美）湯姆森學(xué)習(xí)

3、公司編機(jī)械工業(yè)2004汽車制動(dòng)系統(tǒng)的使用與維修肖永清、忠敏主編中國(guó)電力2004汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算惟信編著清華大學(xué)2004汽車制動(dòng)理論與設(shè)計(jì)方泳龍編國(guó)防工業(yè)2005周 次第14周第58周第912周第1316周第1718周應(yīng) 完 成 的閱讀參考資料， 掌握相關(guān)結(jié)構(gòu) 和設(shè)計(jì)方法，完 成開(kāi)題報(bào)告； 完成外文翻譯計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù)、繪 制總成草圖完成總成圖；準(zhǔn) 備中期檢查； 繪制零件圖。審查圖紙;編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)； 市查設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū)；準(zhǔn)備答辯。答辯容系級(jí)教學(xué)單位審批:指導(dǎo)教師：某某某職稱：副教授2014年12月13日摘要本文首先對(duì)汽車制動(dòng)器原理和對(duì)各種各樣的制動(dòng)器進(jìn)行分析，詳細(xì)地闡 述了各類制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

4、，工作原理和優(yōu)缺點(diǎn).再根據(jù)輕型客車的車型和結(jié)構(gòu) 選擇了適合的方案.根據(jù)市場(chǎng)上同系列車型的車大多數(shù)是滑鉗盤(pán)式制動(dòng)器, 而且滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能居中，設(shè)計(jì)規(guī)，所以我選擇滑動(dòng)鉗式 盤(pán)式制動(dòng)器.本文探討的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器，對(duì)這種制 動(dòng)器的制動(dòng)力，制動(dòng)力分配系數(shù)，制動(dòng)器因數(shù)等進(jìn)行計(jì)算,對(duì)制動(dòng)器的主要零 件如制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、支架、摩擦襯片、活塞等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算, 從而比較設(shè)計(jì)出一種比較精確的制動(dòng)器.本文所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式均來(lái)自 參考資料。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)輕型客車前制動(dòng)器設(shè)計(jì)，首先計(jì)算數(shù)據(jù)，完成二維裝配 圖和二維零件圖繪制，然后利用CATLA軟件進(jìn)行三維建模。以更清楚的

5、表達(dá) 盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞盤(pán)式制動(dòng)器；制動(dòng)力；制動(dòng)力分配系數(shù)；制動(dòng)器因數(shù)；CATIA軟件AbstractThis paper first principle of the car brake and brake on a wide range of analysis,a detailed exposition of the structure of various types of brake, and the advantages and disadvantages of working principle. Accordance with Minibus models and struc

6、ture chosen for the program Under series models on the market with most of the cars leading trailing, and leading trailing simple structure, performance, middling, design specifications, so I chose to receive from the Sliding Disc brake. This paper is a simple structure recipients from the Disc brak

7、e, the brake system of this power, braking force distribution coefficient, such as brake factor calculation, brake on the main parts such as brake pan, brake caliper, bracket, friction linings, piston for structural design and design, design and comparison A more precise brake used in the design of

8、this formula are calculated from the reference.This design mainly in view of the light bus front brake design, calculation data first, finish 2 d assembly drawing and 2 d part drawing, And then using CATIA software for 3 d modeling, to more clearly express the structure of disc brake.Key words Disc

9、brakes； Power system； Power distribution coefficient systemBrake factor CATIA software目錄摘要IIAbstract II第1堂緒論11.1 課題背景11.2 研究目的及意義11.3 盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及其選擇31.3.1 1盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式31.3.2 盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)41.3.3 本設(shè)計(jì)盤(pán)式制動(dòng)器的選擇51.4 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器51.4.1 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)51.4.2 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理61.4.3 制動(dòng)間隙調(diào)整原理71.5 本文研究容8第2章制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇92.1 任務(wù)書(shū)給定設(shè)計(jì)

10、基本參數(shù)92.2 受力分析92.3 同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算132.4 制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率的計(jì)算152.4 . 1滿載時(shí)的情況152.5 .2空載的情況172.5 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩的計(jì)算192.6 本章小結(jié)19第3章盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)203.1 盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟203.2 盤(pán)式制動(dòng)器的主要零部件設(shè)計(jì)和三維造型201.1.1 2. 1制動(dòng)盤(pán)211.1.2 制動(dòng)襯塊221.1.3 制動(dòng)鉗231.1.4 制動(dòng)鉗支架241.1.5 盤(pán)式制動(dòng)器總成裝配圖263.3本章小結(jié)26第4章盤(pán)式制動(dòng)器的校核計(jì)算274.1摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算274. 2制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算2

11、84.3 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核294.4 本章小結(jié)32結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致36附錄138附錄2364附錄348第1章緒論1.1 課題背景對(duì)制動(dòng)器的早期研究側(cè)重于試驗(yàn)研究其摩擦特性，隨著用戶對(duì)其制動(dòng)性 能和使用壽命要求的不斷提高，有關(guān)其基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面的研究也在深入 進(jìn)行。目前，汽車所用的制動(dòng)器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。 盤(pán)式制動(dòng)器被普遍使用。但由于為了提高其制動(dòng)效能而必須加制動(dòng)增力系 統(tǒng)，使其造價(jià)較高，故低端車一般還是使用前盤(pán)后鼓式。汽車制動(dòng)過(guò)程實(shí)際 上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，它把汽車行駛時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。高速行駛 的汽車如果頻繁使用制動(dòng)器，制動(dòng)器因摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱

12、量，使制動(dòng)器溫 度急劇升高，如果不能及時(shí)的為制動(dòng)器散熱，它的效率就會(huì)大大降低，影響 制動(dòng)性能，出現(xiàn)所謂的制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象。目前在我國(guó)，盤(pán)式制動(dòng)器由于其優(yōu)良的制動(dòng)效能和制動(dòng)恒定性能正在各 類汽車工具上廣泛使用。隨著我國(guó)公路交通條件的改善，高等級(jí)公路的發(fā)展, 車輛性能和車速的不斷提高，人們出行也更加追求快捷與舒適乘車方式。而 盤(pán)式制動(dòng)器能提高汽車的主動(dòng)安全性，又較好地解決了制動(dòng)過(guò)程中粉塵污 染、制動(dòng)噪音污染、維修頻繁等鼓式制動(dòng)器無(wú)法解決的問(wèn)題，在汽車上的 應(yīng)用必將更廣泛。對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的性能不斷進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)， 將是一個(gè)常提常新的課題。1.2 研究目的及意義汽車的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)

13、域，其獨(dú)有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性 等眾多指標(biāo)，也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的一個(gè) 重要主動(dòng)安全系統(tǒng)，其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽 車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能、長(zhǎng)壽命的制動(dòng) 系統(tǒng)。其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響，如果此系統(tǒng)不能正常 工作，車上的駕駛員和乘客將會(huì)受到車禍的傷害。汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運(yùn)用得最方便的交通工 具。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng)，它是制約汽車運(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運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車上最 重要的安全件。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛

14、安全性。隨著公路業(yè)的 迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，人們對(duì)安全性、可靠性的要求越來(lái)越高， 為保證人身和車輛安全，必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。單就制動(dòng)器結(jié)構(gòu)而言，相比鼓式制動(dòng)器，盤(pán)式制動(dòng)器有著顯著的優(yōu)勢(shì)。 由于制動(dòng)盤(pán)對(duì)摩擦襯塊無(wú)增力作用，摩擦襯塊工作面積僅為制動(dòng)盤(pán)面積的 14%左右，盤(pán)式制動(dòng)器具有良好的熱穩(wěn)定性；同時(shí)盤(pán)式制動(dòng)器兼有優(yōu)良的水 穩(wěn)定性，制動(dòng)襯塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的高壓力作用和擦拭效果，使得盤(pán)式制動(dòng)器出水 后僅需一兩次制動(dòng)即能恢復(fù)正常，這明顯優(yōu)于鼓式制動(dòng)器，后者需經(jīng)十余次圖1-1盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)力矩增長(zhǎng)較和緩，保證了高的制動(dòng)穩(wěn)定性；此外盤(pán)式制 動(dòng)器的摩擦襯塊比鼓式制動(dòng)器

15、的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維 修保養(yǎng)容易。鑒于公路條件的不斷改善，車輛性能尤其是車速的不斷提高，這對(duì)汽車 的制動(dòng)安全性提出了更高的要求。盤(pán)式制動(dòng)器質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便, 更適用于汽車在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高負(fù)載下對(duì)制動(dòng)性的要求，并且降低了材 料和能源的消耗，改善汽車的操縱性、舒適性和安全性，有著廣闊的前景。 盤(pán)式制動(dòng)器正在逐步取代鼓式制動(dòng)器而成為主流的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，所以改進(jìn)其 結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其設(shè)計(jì)有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，本次設(shè)計(jì)經(jīng)歷可以培養(yǎng) 我的工程意識(shí)、實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力及嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，這才是我學(xué)習(xí)成長(zhǎng)過(guò)程中 的寶貴財(cái)富。1. 3盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及其選擇1. 3. 1盤(pán)式制動(dòng)器的

16、結(jié)構(gòu)形式盤(pán)式制動(dòng)器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式兩 大類。（1）鉗盤(pán)式 鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤(pán)式制動(dòng) 器、浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器等。定鉗盤(pán)式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗固定不動(dòng)，制動(dòng)盤(pán)與車輪相 聯(lián)并在制動(dòng)鉗體開(kāi)口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑 動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多， 容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤(pán)式制動(dòng)器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的 要求。浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器：浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。其浮動(dòng) 方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)；另一種是制動(dòng)鉗體可繞一支承 銷擺動(dòng)。故有滑動(dòng)和擺動(dòng)之分，其中

17、滑動(dòng)應(yīng)用的較多。它們的制動(dòng)油缸均為 單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成是活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)塊總成則固 定在鉗體上。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動(dòng)活動(dòng)制動(dòng)塊總成壓靠到制 動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤(pán)的另一 側(cè)，直到兩制動(dòng)塊總成受力均等為止。對(duì)擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，鉗體不 是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤(pán)垂直的平面擺動(dòng)。這樣就要求制動(dòng)摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做 成楔形的（摩擦表面對(duì)背面的傾斜角為6。左右）。在使用過(guò)程中，摩擦襯塊 逐漸磨損到各處殘存厚度均勻（一般約為1 mm）后即應(yīng)更換。這種制動(dòng)器具 有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤(pán)的側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動(dòng)器能進(jìn)一步靠近輪 轂；沒(méi)有跨越制動(dòng)

18、盤(pán)的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動(dòng)液汽化 的可能性小。（2）全盤(pán)式 在全盤(pán)式制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓 形盤(pán)，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由 于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器廣泛。1.3.2盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器比鼓式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)：（1）熱穩(wěn)定好，原因是一般無(wú)自行增力作用，襯塊摩擦表現(xiàn)壓力分布較鼓 式中的襯片更為均勻，此外，制動(dòng)鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大， 使其只能與蹄的中部接觸，從而降低了制動(dòng)效能，這稱為機(jī)械衰退， 制動(dòng)盤(pán)的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無(wú)關(guān)，故無(wú)機(jī)械衰退問(wèn) 題，因此，前輪采用盤(pán)式制動(dòng)器。汽

19、車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。（2）水穩(wěn)定性好，制動(dòng)塊對(duì)盤(pán)的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后 效能降低不多，又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用，出水后只 需經(jīng)一，二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能 恢復(fù)。（3）制動(dòng)力矩與汽車運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。（4）易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。（5）尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。（6）壓力在制動(dòng)襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。（7）更換襯塊簡(jiǎn)單容易。（8）襯塊與制動(dòng)盤(pán)之間的間隙?。?.05-0. 15mm）,從而縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí) 間。（9）易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。（10）能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。盤(pán)式制動(dòng)

20、器的主要缺點(diǎn)：（1）難以完全防止塵污和銹蝕（封閉的多片全盤(pán)式制動(dòng)器除外）。（2）兼作駐車制動(dòng)器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。（3）在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須裝有助力器。（4）因?yàn)橐r塊工作表面小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。1.3 . 3本設(shè)計(jì)盤(pán)式制動(dòng)器的選擇全盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均是圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)盤(pán)表面與 摩擦元件全部接觸。工作原理與摩擦離合器相類似，因此也成為離合器式制 動(dòng)器。這種制動(dòng)器可以獲得較大的制動(dòng)力，但是散熱性能較差，多采用油冷 散熱方式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。該種制動(dòng)器設(shè)用于工程車輛。固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè) 液壓油缸，其中各裝

21、有一個(gè)活塞，制動(dòng)時(shí)，兩個(gè)活塞同時(shí)推動(dòng)制動(dòng)襯塊壓緊 制動(dòng)盤(pán)，這種結(jié)構(gòu)又被稱為對(duì)置活塞式固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。這種結(jié)構(gòu)制動(dòng) 鉗剛度好，僅有活塞和制動(dòng)襯塊滑動(dòng)；但需要布置兩個(gè)油缸，使得其結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜且尺寸較大，液壓缸和活塞的配合精度要求較高，這影響了制造成本， 另外，制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其溫度過(guò)高而產(chǎn)生 氣泡，從而影響制動(dòng)效果。浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造 價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，由于浮動(dòng)鉗沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道，這 減少了油液的受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的側(cè)，受車輪遮蔽較少，使冷卻 條件較好，另外，單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng)，也增

22、大了油缸的 散熱面積。該種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代轎車輕型客車的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。綜上分析，本設(shè)計(jì)中為SQR6468輕型客車前輪選擇浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng) 器。1.4 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器1.4.1 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示為某轎車前輪浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。制動(dòng)鉗支架9固定在轉(zhuǎn)向 節(jié)上，制動(dòng)鉗體3通過(guò)緊固螺栓1和制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷13聯(lián)接，導(dǎo)向銷可以插 入制動(dòng)鉗支架的孔中作動(dòng)配合，從而保證制動(dòng)鉗體可以沿導(dǎo)向銷作軸向滑 動(dòng)。制動(dòng)盤(pán)外側(cè)的制動(dòng)襯塊7和8卡在制動(dòng)鉗支架上，允許軸向滑動(dòng)但不準(zhǔn) 上下竄動(dòng)。制動(dòng)鉗體只在制動(dòng)盤(pán)側(cè)有液壓缸。1一一緊固螺栓2折疊防護(hù)套3制動(dòng)鉗體4密封圈5活塞6輪缸防塵罩7制動(dòng)塊8外制動(dòng)塊9制動(dòng)鉗支架10

23、制動(dòng)塊卡簧11放氣螺栓帽12放氣螺栓13制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷圖1-3前輪浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器總成圖1.4.2 浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理如圖1-3所示，對(duì)于單缸浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器，其工作原理如下：踩下制 動(dòng)踏板時(shí)，由制動(dòng)主缸來(lái)的液壓油進(jìn)入制動(dòng)鉗輪缸，活塞5在液壓作用下將 制動(dòng)塊7壓在制動(dòng)盤(pán)（位于兩制動(dòng)塊之間，圖中未示出）上。同時(shí)，制動(dòng)鉗體 3在油液壓力作用下向右移動(dòng)，將制動(dòng)塊8也推靠在制動(dòng)盤(pán)上，使汽車車輪 制動(dòng)。1.4.摩擦 塞1 果制 達(dá)到 直到.作歹:回矩3 4 c服一矩5浮鉗盤(pán)式 制器不意圖：1 .制動(dòng)盤(pán)2 .制動(dòng)鉗 體3,摩擦 塊4 .活塞5 .進(jìn)油口6 .導(dǎo)向銷7 .車橋邊在活塞 慟時(shí)，活 ）所示。如

24、 寸圈3變形 力而移動(dòng)， 他將活塞1推回的距離同摩擦片磨損之前是相同的，即摩擦片與制動(dòng)盤(pán)之間的間隙仍保 持標(biāo)準(zhǔn)值，故矩形密封圈3除起到密封作用外，還兼起到活塞回位和自動(dòng)調(diào) 整間隙的作用。ab1一一活塞2制動(dòng)鉗體3一一活塞密封圈圖1-4制動(dòng)間隙調(diào)整時(shí)活塞密封圈工作情況1.5 本文研究容制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這項(xiàng)工作是諸多工 作的集成體，比如計(jì)算、建模以及繪圖。因此，本文的工作主要圍繞參數(shù)的 設(shè)計(jì)計(jì)算、盤(pán)式制動(dòng)器的三維建模和總成的裝配圖零件圖繪制三個(gè)方面展開(kāi) 進(jìn)行。（1）相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 首先根據(jù)ECE制動(dòng)相關(guān)規(guī)定，擬合出利用 附著系數(shù)隨制動(dòng)強(qiáng)度變化的曲線，選出最優(yōu)的制動(dòng)

25、力分配系數(shù)；由公式可算 出同步附著系數(shù)，同步附著系數(shù)表征了地面附著條件可以得到充分利用時(shí)的 路面附著系數(shù)；最大制動(dòng)力和最大制動(dòng)力矩是表征汽車制動(dòng)效能和穩(wěn)定性的 重要參數(shù)，根據(jù)同步附著系數(shù)分情況計(jì)算得到；制動(dòng)效率可以評(píng)價(jià)制動(dòng)系相 關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，因此有必要進(jìn)行擬合。（2）制動(dòng)器總成的三維造型建模應(yīng)用CATIA軟件對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器總成 進(jìn)行零件建模，最后得到的三維模型應(yīng)該真實(shí)地表達(dá)盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，以 便三維建模對(duì)裝配圖和零件圖的繪制起到指導(dǎo)參照的作用效果。（3）制動(dòng)器的校核計(jì)算 為了保證制動(dòng)器有良好的工作可靠性，能夠 持久發(fā)揮優(yōu)良的制動(dòng)效能，對(duì)制動(dòng)器的校核計(jì)算是必不可少的步驟。摩擦襯 塊是整個(gè)盤(pán)

26、式制動(dòng)器總成中最關(guān)鍵的部件，對(duì)其磨損特性進(jìn)行校核可以保證 制動(dòng)襯塊的選材和設(shè)計(jì)的合理性；對(duì)溫升和熱容量進(jìn)行校核，是保證制動(dòng)器 有良好散熱性的前提。第2章制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇2.1任務(wù)書(shū)給定設(shè)計(jì)基本參數(shù)表2-1中給出了任務(wù)書(shū)中的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。表27設(shè)計(jì)基本參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位空/滿載質(zhì)量m1300/1950kg軸距（滿載）L2700mm空/滿載質(zhì)心高4695/750mm空載前軸荷Z0H620kg滿載前軸荷850kg輪輛直徑D14in汽車質(zhì)心到前軸距離a與到后軸距離，的計(jì)算（1）滿載時(shí)計(jì)算得：a= 1188mm ZF1512nun（2）空載時(shí)計(jì)算得：1296mm404mm2. 2受力分析圖2-

27、1所示為汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情況。圖中忽略了空氣 阻力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩以及汽車的滾動(dòng)阻力偶矩。另外， 在以下的分析中還忽略了制動(dòng)時(shí)車輪邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的情況，并且附著系數(shù)為 定值小。圖2T制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖根據(jù)圖2-1給出的汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力情況，并對(duì)后軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為竺的L g出(2-1)對(duì)前軸車輪的接地點(diǎn)取力矩，得平衡式為z2=q(l-絲也)L g小(2-2)式中：Z1汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)前軸車輪的法向反力，N；Z2汽車制動(dòng)時(shí)水平地面對(duì)后軸車輪的法向反力，N；L汽車軸距，N；L汽車質(zhì)心離前軸距離，mm；L汽車質(zhì)心離后軸距離，mm；Hg 汽車質(zhì)心高度，n

28、un；G汽車所受重力，N；汽車制動(dòng)減速度，m/s2 odt令務(wù).，。稱為制動(dòng)強(qiáng)度。若在附著系數(shù)為力的路面上制動(dòng)，前、后均抱死, 這時(shí)汽車總的地面制動(dòng)力為Fb = Fb + Fbi(2-3)前、后車輪中的附著力為F(P F(p + F(pi(2-4 )根據(jù)文獻(xiàn)前后車輪的附著力為GF 處= (L? + qHg)(pL(2-5)GFx-Li-qHg)cp(2-6)對(duì)于大多數(shù)兩軸汽車，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為一定值，并以前制動(dòng)器 制動(dòng)力Ffl與汽車總的制動(dòng)器制動(dòng)力Ff之比來(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，用B表示，即Ff產(chǎn)=Ff Ff + Ffz(2-7)此時(shí),Fb = F(p =Gp

29、Ff = Fii =(pZi(2-8)(2-9)式中：Fbi, Fb.前、F，前、Ff2 = FB2 =(pZ2 后車輪的地面制動(dòng)力； 后車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力;(2-10)(2-11)(2-12)(2-13)(2-14)前后軸的F儲(chǔ)，F(xiàn)4>2 前、后車輪的附著力;B制動(dòng)力分配系數(shù)由(2-1). (2-2). (2-5)(2-7)式可得前后軸車輪的利用附著系數(shù)為 (pf = PQ1 *2 +效JG = "("B)q F 區(qū) i-(L-qhJ則前后軸的附著效率為p Q_ _ Ly/L (lpP-(pfh/LF =4 L/L式中：的，<Pr 前、后車輪的利用附著系數(shù)；與

30、，Er附著效率。以上式子表明：汽車在附著系數(shù)e為任一確定值時(shí)，各軸車輪附著 力即極限制動(dòng)力并不是常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或FB的函數(shù)。當(dāng)汽車制動(dòng)力 足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，以及前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分 配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即 1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；3)前后輪同時(shí)抱死拖滑。顯然，最后一種情況的附著條件利用得最好。因此我們不難求得在任何附著系數(shù)巾的路面上，前、后車輪附著力同 時(shí)被充分利用的條件為F/ + Ffi = Fb + Fb = cpG(2-15)Ff/Ffi = FB/FB2 = (

31、L 2 +(phf>) /(L 2 )(2-16)式中：Ffi, Ff2前、后車輪的地面制動(dòng)力；由式(2-15)、(2T6)中消去6得1 G l4H及L_ GLiFf1=- JL2 + 一一 F八一 (+ 23)(2-17)2 Hg、 GHg將(2-17)繪制成以Ffl, 已為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng) 器制動(dòng)力分配曲線，也稱為I曲線，如圖2-2所示。如果汽車前、后輪制動(dòng) 器的制動(dòng)力Ftl, F建的規(guī)律分配，則可以保證汽車在任何一種路面上，也就 是任一附著系數(shù)小的路面上制動(dòng)時(shí)，均可以使前、后車輪同時(shí)抱死。圖2-2輕型客車的I曲線3 .3同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算(2-18)上式在圖

32、2-2中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為(1-£)/夕的直線，它是 具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為夕的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線， 簡(jiǎn)稱月線。圖中/線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)。二%, 則稱。線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)夕。為同步附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性 能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是： Lp-L.%二對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)。等于同 步附著系數(shù)夕。的路面上，前、后車輪制動(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同。 值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況：(1)當(dāng)°夕。，A線位于I曲線下方，制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死。它雖是

33、一 種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。(2)當(dāng)。%, A線位于I曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易 發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當(dāng)。=%,制動(dòng)時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失 去轉(zhuǎn)向能力。為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程 中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度，為該車可能 產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)3。的路面上制動(dòng)（前、 后車輪同時(shí)抱死）時(shí)，其制動(dòng)減速度為血爐外g,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時(shí)的制 動(dòng)強(qiáng)度q。，這表明只有在。二仙的路面上，

34、地面的附著條件才得到充分利 用。附著條件的利用情況可用附著系數(shù)利用率5 （或附著力利用率）來(lái)表達(dá), ，可定義為：Fr _qG（p （p式中用汽車總的地面制動(dòng)力；G汽車所受重力；q制 動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)夕=%時(shí)，q=%,利用率最高。如何選擇同步附著系數(shù)夕。，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車制動(dòng) 系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問(wèn)題。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，夕。的 數(shù)值就決定了前后制動(dòng)力的分配比。%的選擇與很多因數(shù)有關(guān)。首先，所選的死應(yīng)使得在常用路面上，附著 系數(shù)利用率較高。具體而言，若主要是在較好的路面上行駛，則選的外值 可偏高些，反之可偏低些。從緊急制動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，%值宜取高些。汽車 若常帶掛車行駛或

35、常在山區(qū)行駛，9。值宜取低些。此外，的選擇還與汽 車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)?？傊?， 的選擇是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，上述各因數(shù)對(duì)%的要求往往是相互矛盾的。 因此，不可能選一盡善盡美的夕。值，只有根據(jù)具體條件的不同，而有不同 的側(cè)重點(diǎn)。，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，空滿載的同步附著系數(shù)“和夕。應(yīng)在下列圍：轎車： 0.650.80；輕型客車、輕型貨車：0. 55-0. 70；大型客車及中重型貨車： 0. 450. 65o現(xiàn)代汽車多裝有比例閥或感載比例閥等制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng) 度、載荷等因素來(lái)改變前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值，使之接近于理想制動(dòng)力 分配曲線。為保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定

36、性和有足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合國(guó)歐 洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車在 0.15WqW0.8,其他汽車在0. 15WqW0.3的圍，前輪均應(yīng)能先抱死；在車 輪尚未抱死的情況下，在0.2。W0.8的圍，必須滿足 qO. 1+0. 85（°-0. 2）。綜上所述，這款輕型客車的同步附著系數(shù)%選取0.70。表2.5各種路面的附著系數(shù)路面峰值附著系數(shù)滑動(dòng)附著系數(shù)瀝青或混凝土（干）0.8 0.90. 75瀝青（濕）0.50. 70. 450.6混凝土（濕）0.80. 7碩石0.60. 55土路（干）0. 680. 65土路（濕）0. 550.4 0.5雪（壓緊）0

37、.20. 15冰0. 10. 074 .4制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率的計(jì)算2.4. 1滿載時(shí)的情況1)汽車在理想路面上行駛即當(dāng) 4)= 4)0 時(shí)，有：R尸F(xiàn)。” FB2=F<t)2,故F產(chǎn)G =mag <b =1950*9. 8*0. 72=13377 N<7=。=0.70； £ =q/ 0=1F=F 4)1=G (L2+) 4)/L=10092. 2 NFfl=FBl=10092. 2 NF n=FBl/2=5046. 1 NT"二F' n*re以上式中（下同）Fbi、%汽車前、后軸車輪的地面制動(dòng)力；Fb一汽車總的地面制動(dòng)力F札、F”二前

38、、后軸車輪附著力；q制動(dòng)強(qiáng)度；£附著系數(shù)利用率；G汽車所受重力；2重力加速度；F門、限一前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力（又稱制動(dòng)周緣力）/門一單個(gè)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力；門一單個(gè)前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩。2）當(dāng)汽車在較差路面行駛即當(dāng)巾巾。時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于前剛剛首先抱死的條件，即Fb尸若取6=0. 5,則制動(dòng)力Fb可以寫(xiě)為(2-19)Fb = 一沿一入2 + （0）一9）&制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為(2-20)Li（pq =L? *1（pQ_（p）Hg附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為L(zhǎng)i(2-21)8 -L2+（e）（p）Hg可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力Fbi為(2-22)用=4=3處譽(yù)嚨F'

39、; fl=Ffl/2V fl=Fz fl*re3）當(dāng)汽車在較好路面行駛即當(dāng)力>力。時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱 死的條件,即FsFgo若取4>=0. 9,則制動(dòng)力廉可以寫(xiě)為Fb =L + (p (pgHg(2-23)制動(dòng)強(qiáng)度g可以寫(xiě)為(2-24)L（p q =L + （p-（p（）Hg附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為L(zhǎng)i8 -L + （p-（pgHg 可得后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力為Fb1=F|-FB2F'Fm/2T' fi=Fz n*re從計(jì)算結(jié)果可知路面條件越好，車輪與路面間的附著系數(shù)越高，則前 輪制動(dòng)器所承受的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩就越大。2.4.2空載的情況1

40、）當(dāng) 4> = 4）0 時(shí)，有：FBl=F <1）, Fb2=F4>2,故Fb=G 4> =mag <1） <?= 4>=0. 47； e =q/0=lFbi=F <t> i=G （L?+q力g）e /LFn=FBiF' n=FiU/2 V ri=F'門*re2）當(dāng)小00時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先 抱死的條件，即Fb產(chǎn)F61。若取60=0.3則制動(dòng)力Fb可以寫(xiě)為制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為Fb =GLicpL? + ® cp)HgLi(pL? + (pL(p)Hg(2-25)附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為L(zhǎng)2(

41、2-26)8 -L2 + （pa （p）Hg可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力限為Fb' = F, = F* = G 心+ qHg)/F' f產(chǎn)Ff/2V fi=Fz fi*re3）當(dāng)” >“0時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛抱死的條 件，即FxFg。若取<1）=0.6,則制動(dòng)力K可以寫(xiě)為Fb =一也Li + (p_5)Hg制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為(2-27)L（pq =L + （p-（p（）Hg附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為L(zhǎng)i8 -Li + （p一 2 Hg可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB?為Fh1=Fb-Fb2F'門=“/2T' f尸F(xiàn)' f)*r

42、e2.5制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩的計(jì)算最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng) 力與地面作用于車輪的發(fā)向力4、Z2成正比。對(duì)于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù) e0值的汽車，為了保證在 巾0的良好路面上能夠制動(dòng)到后軸車輪和前 軸車輪先后抱死滑移，前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為iZ3一絲上涔絲(2-28)(2-30)(2-31)(2-29)對(duì)于常遇到的道路條件較好、車速較高因而選取了較大的同步附著系數(shù) e0值的汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng) 力矩。在力60的良好路面上，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q巾，所以所需的 后軸和前

43、軸的最大制動(dòng)力矩為_(kāi)GL-qHg）（preJ f 2 max -LTf max Tf 2 max1-0式中：為該車所能遇到的最大的附著系數(shù)。對(duì)于輕型客車來(lái)說(shuō)，它通常是在較好的路面上行駛，所以它適用第二 種情況，這里可以取4）=0. 9,由此可知單個(gè)制動(dòng)器所需要提供的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩為：F' n=FiU/2=5046. 1 NV n=Fz n*re=1791.4N m2.6本章小結(jié)本章完成了受力分析，同步附著系數(shù)的確定及計(jì)算，以及制動(dòng)力、制 動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率、制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩的計(jì)算。通過(guò)這幾項(xiàng)的計(jì)算 對(duì)接下來(lái)的盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的參考價(jià)值和意義。第3章盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3

44、. 1盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟在盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般分為三個(gè)步驟：第一，查閱相關(guān)資料, 參照已有實(shí)物。第二，繪制盤(pán)式制動(dòng)器的二維裝配圖。裝配圖是用以表示制 動(dòng)器總成及其組成部分的連接裝配關(guān)系，它是表達(dá)總成的工作原理、零件之 間的裝配關(guān)系和相互位置，以及裝配、檢驗(yàn)、安裝時(shí)所需要的尺寸數(shù)據(jù)和技 術(shù)要求等的技術(shù)文件。第三，閱讀裝配圖并拆畫(huà)零件圖。拆畫(huà)零件圖時(shí)要確 定表達(dá)方案，補(bǔ)全零件的局部結(jié)構(gòu)形狀并標(biāo)注零件圖上的尺寸和表面粗糙 度，最后要寫(xiě)明零件的技術(shù)要求。3. 2盤(pán)式制動(dòng)器的主要零部件設(shè)計(jì)和三維造型如圖3-1所示，盤(pán)式制動(dòng)器的主要零部件包括制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)襯塊，制動(dòng) 卡鉗和制動(dòng)鉗支架等。

45、制動(dòng)鉗 活塞/ 丁0 %塞護(hù)必制動(dòng)襯塊圖3T盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖3. 2. 1制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)盤(pán)的工作環(huán)境比較復(fù)雜，當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)盤(pán)溫度急劇上升，制 動(dòng)取消后，溫度又隨之下降，這種溫度的驟升驟降，使制動(dòng)盤(pán)很容易產(chǎn)生“金 屬疲勞”。因此，為保證制動(dòng)盤(pán)的性能持續(xù)良好，設(shè)計(jì)便對(duì)其材料和工藝 產(chǎn)生了較高的要求。制動(dòng)盤(pán)采用饃輅合金鑄鐵制成，該材料具有很好的耐磨、耐熱、耐蝕以 及降噪減重等性能，能夠滿足制動(dòng)盤(pán)的工況需求。制動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。制動(dòng)盤(pán)工 作時(shí)不僅承受著制動(dòng)塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負(fù)荷。為了改 善冷卻效果，將制動(dòng)盤(pán)做成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤(pán)。通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)

46、厚度 取為20、50nlm,采用較多的是2030nlin。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)盤(pán)厚度h選取24mm。 制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加，可以見(jiàn)效制動(dòng)鉗的加緊力，降低襯塊單位壓力 和工作溫度。受輪輛直徑的限制，制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為輪輛直徑的 70%-79%。總質(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限。SQR6468輕型客車車輪輛直徑D二 14ino 制動(dòng)盤(pán)直徑圍：D°min = 70%D %248. 5mm, Domax = 79% D 280. 5mm, 取 Do =280mmo圖3-2制動(dòng)盤(pán)建模造型圖表3T制動(dòng)盤(pán)主要參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位制動(dòng)盤(pán)直徑A280mm制動(dòng)盤(pán)厚度h24mm通風(fēng)孔厚度t8mm制動(dòng)盤(pán)徑d13

47、0mm制動(dòng)盤(pán)帽高瓜50mm制動(dòng)盤(pán)禮帽直徑150mm在CATIA軟件中，對(duì)制動(dòng)盤(pán)進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖3-2所示。3.2.2制動(dòng)襯塊制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉀接或粘接在一 起。作為制動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，制動(dòng)塊中摩擦材料的選擇，對(duì)制動(dòng)效能 的優(yōu)良以及汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性起著至關(guān)重要的作用?？紤]到制動(dòng)襯塊的 工作環(huán)境，摩擦材料應(yīng)具備穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的耐磨、耐熱、耐蝕性能 以及低的吸液能力和低的熱傳導(dǎo)率。本設(shè)計(jì)中選用半金屬摩擦材料，這種材 料是以多種金屬、有機(jī)、無(wú)機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其 中金屬纖維和粉末的含量在40%以上，目前，這種材料在美國(guó)、歐

48、洲各國(guó)廣 泛應(yīng)用，已經(jīng)成為盤(pán)式制動(dòng)器的主流摩擦材料。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)襯塊的外形采用扇形結(jié)構(gòu)。汽車設(shè)計(jì)教材中推薦摩擦襯塊 外半徑R?與半徑R的比值不大于1. 5。比值設(shè)計(jì)偏大時(shí)，摩擦襯塊外緣速度 相差較大，容易產(chǎn)生偏磨，導(dǎo)致制動(dòng)力矩發(fā)生改變。本設(shè)計(jì)中外半徑取 R2= 135mm,半徑取I"90mln。R2/RE. 5,符合設(shè)計(jì)要求。制動(dòng)襯塊的工作面 積決定制動(dòng)力矩的大小，汽車設(shè)計(jì)教材在確定盤(pán)式制動(dòng)器襯塊工作面積A 時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.6-3. 5kg/ cm?圍選 用。本設(shè)計(jì)中輕型客車滿載質(zhì)量為1950kg,前輪滿載時(shí)地載荷為850kg,經(jīng) 計(jì)算可得最優(yōu)的工作

49、面積在65. 78133(:而圍，本設(shè)計(jì)選取A=85cm20表3-2制動(dòng)襯塊主要參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位制動(dòng)襯塊外半徑比135mm制動(dòng)襯塊半徑R90mm制動(dòng)襯塊工作面積A85cm"在CATLA軟件中，對(duì)制動(dòng)襯塊進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖3-3所示。圖3-3制動(dòng)襯塊建模造型圖3. 2.3制動(dòng)鉗為確保汽車良好的制動(dòng)性，對(duì)制動(dòng)鉗的性能要求不斷提高，現(xiàn)代汽車制 動(dòng)技術(shù)要求制動(dòng)鉗應(yīng)具有耐高溫、制動(dòng)平穩(wěn)高效、強(qiáng)度剛度足夠、輕量化以 及良好密封等性能特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中選用球墨鑄鐵作為制動(dòng)鉗的制造材料。該 材料力學(xué)性能較高，具有耐高溫和減震性能。表3-3制動(dòng)鉗主要參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位制動(dòng)器油缸直徑D52m

50、m鉗口寬度B64mm導(dǎo)向銷直徑10mm排氣螺栓直徑46mm通風(fēng)孔面積S8cm2油管直徑10mm制動(dòng)鉗的相關(guān)尺寸確定主要取決于制動(dòng)器總成的裝配要求。鉗口寬度的 確定主要考慮制動(dòng)盤(pán)的厚度與摩擦襯塊的厚度之和以及必要的運(yùn)動(dòng)間隙。制 動(dòng)器油缸直徑應(yīng)使油泵活塞與摩擦襯塊充分接觸，以保證足夠的制動(dòng)力和力 矩。在CATIA軟件中，對(duì)制動(dòng)鉗進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖3-4所示。圖3-4制動(dòng)鉗建模造型圖3.2.4制動(dòng)鉗支架制動(dòng)鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動(dòng)鉗體用緊固螺栓與制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷聯(lián) 接，導(dǎo)向銷插入制動(dòng)鉗支架的孔中作動(dòng)配合，制動(dòng)鉗體可沿導(dǎo)向銷作軸向 滑動(dòng)。外制動(dòng)襯塊用止動(dòng)彈簧卡在制動(dòng)鉗支架上，可以軸向移動(dòng)但不許

51、上下 竄動(dòng)。表3-4制動(dòng)鉗支架主要參數(shù)參數(shù)代號(hào)數(shù)值單位聯(lián)接轉(zhuǎn)向節(jié)孔距L212mm導(dǎo)向銷孔距1198mm導(dǎo)向銷孔深h40mm總長(zhǎng)a226mm總寬b70mm總高c95mm制動(dòng)鉗支架是連接轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)尺寸以及裝配關(guān) 系要受到制動(dòng)鉗、制動(dòng)盤(pán)以及轉(zhuǎn)向節(jié)等部件的制約。制動(dòng)鉗支架的主要尺寸 如表3-4所示。在CATIA軟件中，對(duì)制動(dòng)鉗支架進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖3-5 所示。國(guó)3-5制動(dòng)鉗支架建模造型圖3.2.5盤(pán)式制動(dòng)器總成裝配圖圖3-6盤(pán)式制動(dòng)器建模造型圖在CATIA裝配環(huán)境中，將先前已經(jīng)建好的制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、制動(dòng)襯塊、 制動(dòng)鉗支架、放氣螺釘及導(dǎo)向銷等零件體按照盤(pán)式制動(dòng)器總成的相

52、對(duì)位置關(guān) 系進(jìn)行裝配，最終得到的盤(pán)式制動(dòng)器總成裝配效果圖，如圖3-6所示。3. 3本章小結(jié)本章完成了盤(pán)式制動(dòng)器的零件造型設(shè)計(jì)、加工材料選擇以及盤(pán)式制動(dòng) 器總成裝配圖生成等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。應(yīng)用CATIA軟件進(jìn)行制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的三維 造型建模與盤(pán)式制動(dòng)器的實(shí)體結(jié)構(gòu)相似度較高。二維圖完成基礎(chǔ)圖紙之后畫(huà) 出三維草圖，以便于更清楚了解制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。第4章盤(pán)式制動(dòng)器的校核計(jì)算3.1 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算摩擦襯塊的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相 對(duì)滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計(jì)算磨損性能是困難的。 但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的 重要因素汽車

53、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)闊崃慷纳?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)了耗散汽車全 部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間熱量來(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)荷皿。能量負(fù)荷愈大，則襯塊的磨損愈嚴(yán) 重。制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。比能量耗散率又 稱為單位功負(fù)荷或能量負(fù)荷，它表示單位摩擦面積在單位時(shí)間耗散的能量， 其單位為W / mm2o雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為1網(wǎng)(匕2 T；)2 2tA2(i)(4-1)(4-2)(4-3)式中：J一汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；ma汽車總質(zhì)量；

54、匕，為汽車制動(dòng)初速度與終速度，m / s；計(jì)算時(shí)轎車取 % = 100 km/h (27. 78m/s)；質(zhì)量 3. 5t 以下的貨車取匕=80km/h (22. 2m/s)；總質(zhì)量3.5t以上的貨車取”=65kjn/h(18m/s)；j制動(dòng)減速度，m/s',計(jì)算時(shí)取j=0. 6g；t制動(dòng)時(shí)間，s；A、, A2前、后制動(dòng)器襯塊的摩擦面積；P制動(dòng)力分配系數(shù)。在緊急制動(dòng)到匕=0時(shí)，并可近似地認(rèn)為6 = 1，則有(4-4)鼓式制動(dòng)器的比能量耗損率以不大于1.8囚/0為宜，但當(dāng)制動(dòng)初速度 匕低于式下面所規(guī)定的匕值時(shí)，則允許略大于1. 8W / 輕型客車盤(pán)式制 動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W/nun比能量耗散率過(guò)高，不僅會(huì)加速 制動(dòng)襯片(襯塊)的磨損心，而且可能引起制動(dòng)鼓或盤(pán)的龜裂。這個(gè)結(jié)果符 合要求。4. 2制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算應(yīng)核算制動(dòng)器的熱容量和溫升是否滿足如下條件：(m- + mhch) A/ > L(4-6)式中：md各制動(dòng)盤(pán)的總質(zhì)量；叫一一與各制動(dòng)盤(pán)相連的受熱金屬件(如輪轂、輪輻、輪制 動(dòng)鉗體等)的總質(zhì)量；Cd制動(dòng)盤(pán)材料的比熱容，對(duì)鑄鐵c=482J/ (k