制動器設計說明書

1、（威海） “汽車設計”課程設計基本信息學 生 姓 名： 學號： 院 系 名 稱： 汽車工程學院 課程設計名稱： 汽車零部件設計 課程設計地點： 課程設計時間：2014年12月1日至12月18日 同組人姓名： 課程設計內(nèi)容目錄 頁碼1、 課程設計題目與任務書 .22、 課程設計過程 . 3、 課程設計心得、建議等 . 4、 參考文獻 . 教師評語及課程設計成績 評語： 成績： 教師簽字：年 月 日（威海） “汽車設計”課程設計任務書題 目： 標致307轎車前制動器設計 技術參數(shù)： 軸距2606,整備質(zhì)量1313設計內(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

2、 生 指導教師 教研室主任 2014年 月 日目錄前言5設計計算過程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D72、制動盤厚度h73、摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R184、制動襯塊工作面積A8三、盤式制動器的設計計算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15東風標致307前制動器設計前言制動系統(tǒng)是汽車中最重要的系統(tǒng)之一。汽車制動性能的好壞，將直接關系到汽車的行車安全和運輸效率，在緊急情況下，良好的制動性能，可以化

3、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，結構簡單等優(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)濟型較好，所以汽車設計者從經(jīng)濟與實用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前

4、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，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、構造簡單、調(diào)整方便。特別是高負載時耐高溫性能好，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

5、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。隨后進行了其前輪盤式制動器的設計。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，并對設計結果進行校核，最終滿足設計要求。設計計算過程一、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：X：1030，Y：0，Z：578輪胎尺寸：195/65 R15整車整備質(zhì)量：1313k

6、g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，或者為了散熱通風需要在制動盤中鑄出通風孔道。一般實心制動盤厚度可取1020mm，通風式

7、制動盤厚度取2050mm，較多采用2030mm。故本設計中取前通風盤厚度為26mm。制動盤的工作面的加工精度應達到下述要求：平面度公差為0.012mm，表面粗糙度為0.71.3m，兩摩擦表面的平行度公差不應大于0.05mm，制動盤的端面圓跳動公差不應大于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)側圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積較少，最終將導致制動力矩變化大。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，小于1.5，滿足要求。4、制動襯塊工作面

8、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1.63.5kg/cm2范圍內(nèi)選用。取摩擦塊的扇形圓心角為60。A=R22R1260360=55.37cm2。計算結果在推薦值46.89和102.58之間，故滿足要求。三、盤式制動器的設計計算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0.80.9。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

9、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/s2重力G=13553.4N慣性力Fa=ma=12198.06N對后輪與地面接觸點取力矩為0有：F12606=G2606-1030+Fa578求得：F1=10902.01N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=F1=9811.81N前軸制動力為9811.8N，一個前輪的制動力為4905.90N。標致307采用的是195/65R15的輪胎，輪胎半徑為：1

10、950.652+1525.42=317.25mm故制動力矩為1556.397 N*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荷的指標。目前，各國常用的指標是比能量耗散率。雙軸汽車的單個前輪制動器的比能量耗散率為e1=ma(v12-v22)4tA1在緊急制動到停車的情況下，v2=0，并可認為=1，故e1=mav124tA1=131327.82

11、44.7355372=3.487據(jù)有關文獻推薦，制動初速速度乘用車為100km/h，盤式制動器比能量耗散率應不大于6.0W/mm2。計算結果小于要求值，滿足要求。6、比摩擦力另一個磨損特性指標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，則磨損越嚴重。單個車輪制動器的比摩擦力為f0=MRA=1556397117.511074=1.196計算結果小于許用值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和制動管路壓力p的關系為d=4F0(p)制動管路壓力一般不超過1012Mpa。已知制動力矩M=1556.397N*mM=2fF0Rf為摩擦因

12、數(shù)，F(xiàn)0為單側制動塊對制動盤的壓緊力，R為作用半徑，按平均半徑計算。求得F0=18922.76N故輪缸直徑dd49.08輪缸直徑d應在標準規(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Vi=41ndi2i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；i為第i個輪缸活塞在完全制動時的行程。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d0為V

13、0=4d02S0一般 S0=（0.81.2）d0主缸的直徑應符合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()型，前軸制動器與后橋制動器各用一個回路；2 ) 交叉(X)型，前軸的一側車輪制動器與后橋的對側車輪制動器同屬一個回路；3 ) 一軸半對半軸(HI)型，每側前制動器的半數(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。其中型的管路布置最為簡單，成本較低，目前在各種汽車特別是在貨車上用的最廣泛。但這種型式若后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。X型的結構也很簡單。直行制動時任何一回路失效，剩余總制動力都能保持正常