制動器設(shè)計說明書

（威海）（威海）“汽車設(shè)計”課程設(shè)計基本信息學(xué)生姓名：學(xué)號：院系名稱：汽車工程學(xué)院課程設(shè)計名稱：汽車零部件設(shè)計課程設(shè)計地點：課程設(shè)計時間：2014年12月1日至12月18日同組人姓名：課程設(shè)計內(nèi)容目錄頁碼課程設(shè)計題目與任務(wù)書...……………………[2]課程設(shè)計過程……...…………………..[]課程設(shè)計心得、建議等……...…………………..[]參考文獻(xiàn)……...…………..[]教師評語及課程設(shè)計成績評語：成績：教師簽字：年月日（威海）（威海）“汽車設(shè)計”課程設(shè)計任務(wù)書題目：標(biāo)致307轎車前制動器設(shè)計技術(shù)參數(shù)：軸距2606,整備質(zhì)量1313設(shè)計內(nèi)容：1、裝配圖一張2、零件圖兩張3、說明書一份4、5、班級學(xué)生指導(dǎo)教師教研室主任2014年月日目錄前言 5設(shè)計計算過程 6一、整車尺寸 6二、盤式制動器主要參數(shù)確定 71、制動盤直徑D 72、制動盤厚度h 73、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1 84、制動襯塊工作面積A 8三、盤式制動器的設(shè)計計算 91、制動鉗的安裝位置 92、附著系數(shù) 93、制動時軸荷轉(zhuǎn)移 94、前輪制動力矩計算 105、襯片磨損特性的計算 106、比摩擦力 117、制動輪缸直徑d的確定 118、制動主缸直徑的確定 129、制動分路系統(tǒng) 13參考文獻(xiàn) 15東風(fēng)標(biāo)致307前制動器設(shè)計前言制動系統(tǒng)是汽車中最重要的系統(tǒng)之一。汽車制動性能的好壞，將直接關(guān)系到汽車的行車安全和運(yùn)輸效率，在緊急情況下，良好的制動性能，可以化險為夷，避免交通事故；在正常行駛時，良好的制動性能，可以為汽車動力性的充分發(fā)揮其保障作用，從而提高汽車的運(yùn)輸效率。現(xiàn)代轎車的制動器分為鼓式制動器和盤式制動器兩大類型，它們各有同的優(yōu)點和缺點，但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動器的轎車日益增多，尤其是中高級轎車，一般都采用了盤式制動器。盤式制動器的優(yōu)點主要有制動性能穩(wěn)定，散熱性能好，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，但是盤式制動器和制動管路的制造要求較高，摩擦襯塊的磨損量較大，所以其制造成本較高；而鼓式制動器雖然散熱性和穩(wěn)定性都不如盤式制動器，但是其效能較高，而且成本相對較低，經(jīng)濟(jì)型較好，所以汽車設(shè)計者從經(jīng)濟(jì)與實用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動，后輪鼓式制動。盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。盤式制動器由液壓控制，主要零部件有制動盤、制動襯塊、制動鉗、制動鉗架、油管、分泵等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動，制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)，分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。盤式制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。很多轎車采用的盤式制動器有平面式制動盤、打孔式制動盤以及劃線式制動盤，其中劃線式制動盤的制動效果和通風(fēng)散熱能力均比較好。盤式制動器沿制動盤向施力，制動軸不受彎矩，徑向尺寸小，制動性能穩(wěn)定。所以首先根據(jù)標(biāo)致307車型的各參數(shù)，確定了其前輪制動器的形式為盤式制動。隨后進(jìn)行了其前輪盤式制動器的設(shè)計。確定該制動系的各參數(shù)，計算出盤式制動器各零件的尺寸，并對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行校核，最終滿足設(shè)計要求。設(shè)計計算過程一、整車尺寸總長：4212mm總寬：1762mm總高：1531mm前懸：688mm軸距：2606mm后懸：716mm質(zhì)心坐標(biāo)：X：1030，Y：0，Z：578輪胎尺寸：195/65R15整車整備質(zhì)量：1313kg滿載質(zhì)量：1743kg二、盤式制動器主要參數(shù)確定1、制動盤直徑D制動盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時制動盤的有效半徑得到增加，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%～79%。由于輪輞直徑為15英寸，換算成公制單位為381mm，381*74%=282mm。故取前制動盤直徑為282mm。2、制動盤厚度h制動盤厚度h對制動盤質(zhì)量和工作時的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動盤厚度不宜取得很大；為了減少溫升，制動盤厚度又不宜取得過小。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動盤中鑄出通風(fēng)孔道。一般實心制動盤厚度可取10～20mm，通風(fēng)式制動盤厚度取20～50mm，較多采用20～30mm。故本設(shè)計中取前通風(fēng)盤厚度為26mm。制動盤的工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度公差為0.012mm，表面粗糙度為0.7～1.3μm，兩摩擦表面的平行度公差不應(yīng)大于0.05mm，制動盤的端面圓跳動公差不應(yīng)大于0.03mm。3、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1推薦摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5。若此值偏大，工作時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積較少，最終將導(dǎo)致制動力矩變化大。由于摩擦襯塊外半徑R2要略小于制動盤半徑。故取外半徑為140mm，內(nèi)半徑取95mm，比值為1.47，4、制動襯塊工作面積A在確定盤式制動器制動襯塊工作面積A時，根據(jù)制動襯塊單位面積占有汽車的質(zhì)量，推薦在1.6～3.5kg/cm2范圍內(nèi)選用。取摩擦塊的扇形圓心角為60°。A=π×R22×三、盤式制動器的設(shè)計計算1、制動鉗的安裝位置于軸前可以避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污；制動鉗位于軸后可以使制動時輪轂軸承的合成載荷F減小。本設(shè)計中取制動鉗位于軸前。2、附著系數(shù)汽車在瀝青或混凝土（干）路面上滑動附著系數(shù)為0.75，峰值附著系數(shù)為0.8～0.9。若允許汽車的前后車輪同時抱死，則采用滑動附著系數(shù)計算；若裝有理想的制動防抱死裝置來控制汽車的制動，則采用峰值附著系數(shù)計算。由于現(xiàn)代汽車都配備了ABS系統(tǒng)，故計算時采用峰值附著系數(shù)計算。3、制動時軸荷轉(zhuǎn)移取全力制動時地面摩擦系數(shù)為0.9，故最大減速度為8.82m/重力G=13553.4N慣性力Fa=m×a=對后輪與地面接觸點取力矩為0有：F求得：F1故全力制動時前軸載荷為10902.01N4、前輪制動力矩計算已知制動時前軸載荷F1，故地面對前軸的摩擦力為f1=μ×前軸制動力為9811.8N，一個前輪的制動力為4905.90N。標(biāo)致307采用的是195/65R15的輪胎，輪胎半徑為：195×0.65×2+15×25.4故制動力矩為1556.397N*M5、襯片磨損特性的計算摩擦襯片的磨損受溫度、摩擦力、滑摩速度、制動盤的材質(zhì)及加工情況，以及襯片本身材質(zhì)等許多因素的影響，因此在理論上計算磨損性能極為困難。但實驗表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。各種汽車的總質(zhì)量及其制動襯塊的摩擦面積不同，因而有必要用一種相對的量作為評價能量負(fù)荷的指標(biāo)。目前，各國常用的指標(biāo)是比能量耗散率。雙軸汽車的單個前輪制動器的比能量耗散率為e在緊急制動到停車的情況下，v2=0，并可認(rèn)為δ=1e據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，制動初速速度乘用車為100km/h，盤式制動器比能量耗散率應(yīng)不大于6.0W/mm2。計算結(jié)果6、比摩擦力另一個磨損特性指標(biāo)是襯塊單位摩擦面積的制動摩擦力，稱為比摩擦力f0。比摩擦力越大，則磨損越嚴(yán)重。單個車輪制動器f計算結(jié)果小于許用值2.0，故滿足要求。7、制動輪缸直徑d的確定制動器對制動塊施加的夾緊力F0與輪缸直徑d和制動管路壓d=制動管路壓力一般不超過10～12Mpa。已知制動力矩M=1556.397N*mM=2ff為摩擦因數(shù)，F(xiàn)0為單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力，R為作用半徑，按求得F故輪缸直徑dd≤49.08輪缸直徑d應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選?。℉G2865-1997），具體為19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。所以選取制動輪缸直徑為45mm。8、制動主缸直徑的確定第i個輪缸的工作容積為V式中，di為第i個輪缸活塞的直徑；n為輪缸中活塞的數(shù)目；δi制動主缸工作容積為輪缸制動容積的和加上制動軟管的變形容積。主缸活塞行程S0和活塞直徑dV一般S主缸的直徑應(yīng)符合QC/T311-1999中規(guī)定的尺寸系列，具體為19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。故選取主缸直徑為28mm。9、制動分路系統(tǒng)為了提高制動工作的可靠性，應(yīng)采用分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動器的液壓管路分為兩個或更多的相互獨(dú)立的回路，其中一個回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制動作用。汽車的雙回路制動系統(tǒng)有以下常見的五種分路型式：1)一軸對一軸(Ⅱ)型，前軸制動器與后橋制動器各用一個回路；2)交叉(X)型，前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬一個回路；3)一軸半對半軸(HI)型，每側(cè)前制動器的半數(shù)輪缸和全部后制動器輪缸屬于一個回路，其余的前輪缸則屬于另一個回路；4)半軸一輪對半軸一輪(LL)型，兩個回路分別對兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器作用；5)雙半軸對雙半軸(HH)型，每個回路均只對每個前后制動器的半數(shù)輪缸起作用。其中Ⅱ型的管路布置最為簡單，成本較低，目前