盤式制動(dòng)器-課程設(shè)計(jì).doc

1、盤式制動(dòng)器 - 課程設(shè)計(jì)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名：學(xué) 號：學(xué)院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：車輛工程題目：夏利汽車盤式制動(dòng)器方案設(shè)計(jì)綜合成績：指導(dǎo)教師：職稱 :年月日目錄一、夏利汽車主要性能參數(shù)-4二、制動(dòng)器的形式 -5三、盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定-7四、盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的設(shè)計(jì)計(jì)算-9五、盤式制動(dòng)器制器的校核計(jì)算-101. 前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核計(jì)算2. 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算六、經(jīng)過計(jì)算最終確定后輪制動(dòng)器的參數(shù) -13七、設(shè)計(jì)小結(jié) -13八、設(shè)計(jì)參考資料 -133轎車前輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)說明書前言汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地

2、( 包括在斜坡上 ) 駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全， 汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好、 制動(dòng)系工作可靠的汽車， 才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求只對夏利汽車盤式制動(dòng)器方案設(shè)計(jì)。4一、 汽車主要性能參數(shù)主要尺寸和參數(shù)：（ 1）、軸距： L=2405mm（ 2）、總質(zhì)量： M=900kg（ 3）、質(zhì)心高度： 0.65m（ 4）、車輪半徑： 165mm（ 5）、輪輞內(nèi)徑： 120mm（ 6）、附著系數(shù)： 0.8（ 7）、制動(dòng)力分配比：后制動(dòng)力 / 總制動(dòng)力 =0.19（ 8）、前軸負(fù)荷率： 60%；

3、即質(zhì)心到前后軸距離分別為（ 9）、輪胎參數(shù)： 165/70R13；輪胎有效半徑 為：輪胎有效半徑 =輪輞半徑 +（名義斷面寬度高寬比）所以輪胎有效半徑（ 10）、制動(dòng)性能要求：初速度為 50KM/h時(shí)，制動(dòng)距離為 15m。則滿足制動(dòng)性能要求的制動(dòng)減速度由：計(jì)5算最大減速度，其中； S=15m；。經(jīng)計(jì)算得最大減速度二、 制動(dòng)器形式的選擇摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀可分為鼓式和盤式兩大類 。因?yàn)楸P式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。當(dāng)制動(dòng)盤被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)， 摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤上的摩擦力矩。 盤式制動(dòng)器常

4、用作轎車的車輪制動(dòng)器。 而且轎車質(zhì)量較小，制動(dòng)力矩較小，這里選擇盤式制動(dòng)器為前輪制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)， 分為點(diǎn)盤式和全盤式制動(dòng)器兩大類。 一般轎車上大多數(shù)采用點(diǎn)盤式制動(dòng)器， 這里也選用點(diǎn)盤式制動(dòng)器。點(diǎn)盤式制動(dòng)器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動(dòng)塊， 后者裝在以螺栓固定于轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上的制動(dòng)鉗體中。 兩塊制動(dòng)塊之間有作為旋轉(zhuǎn)元件的制動(dòng)盤， 制動(dòng)盤是用螺栓固定于輪轂上。 制動(dòng)塊的摩擦襯塊與制動(dòng)盤的接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅約30 50，其結(jié)構(gòu)較簡單，質(zhì)量小，散熱性較好，借助于制動(dòng)盤的離心力作用易于將泥水、污物等甩掉，維修也方便。點(diǎn)盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)

5、型式又可分為以下幾種：6(1) 固定鉗式盤式制動(dòng)器(2)滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器（3）擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器因?yàn)榛瑒?dòng)鉗式盤式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)?；瑒?dòng)鉗由于沒有跨越制動(dòng)盤的油道或油管， 減少了受熱機(jī)會(huì)， 單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)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，也增大了油缸的散熱面積，因此制動(dòng)液溫度比用固定鉗時(shí)低30 50，氣化的可能性較小。 所以這里所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器形式選用：滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器7三 , 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1. 制動(dòng)盤直徑 D制動(dòng)

6、盤直徑 D希望盡可能大，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤直徑 D受輪輞直徑的限制。 通常，制動(dòng)盤的直徑 D選擇為輪輞直徑的 70%79%，這里曲 75%。該乘用車的輪輞直徑為240mm，且總質(zhì)量： M=900kg所以制動(dòng)盤直徑取D=。2. 制動(dòng)盤的厚度 h制動(dòng)盤厚度 h 直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。 為使質(zhì)量不至于太大，制動(dòng)盤厚度應(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)盤厚度又不能過小。制動(dòng)盤可以制成 實(shí)心的，而為了通風(fēng)散熱，又可以在制動(dòng)盤工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。這里選用通風(fēng)式制動(dòng)盤，制動(dòng)盤厚度取h=25mm。3

7、. 摩擦襯塊內(nèi)半徑和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， 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)力矩變化大。8這里取外半徑；內(nèi)半徑4. 制動(dòng)襯塊工作面積 A推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積的汽車質(zhì)量1.6Kg/3.5Kg/范圍內(nèi)選取。乘用車的總質(zhì)量：M=900kg，前輪的載重為：，則，故取 A=60。5. 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的對制動(dòng)盤的壓緊力 N采用液壓驅(qū)動(dòng)的活塞式機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動(dòng)器中布置方便。其制動(dòng)壓力由以下關(guān)系確定。制動(dòng)缸對制動(dòng)盤施加的壓緊力F與輪缸直徑 d、制動(dòng)管路壓強(qiáng)P 的關(guān)系為，根據(jù)制動(dòng)管路壓強(qiáng)

8、一般在 10MPa20Mpa內(nèi)選取 P=12Mpa，根據(jù)國標(biāo) HG2865 1977標(biāo)準(zhǔn)，選擇制動(dòng)缸直徑=45mm，, 活塞的直徑名義上也為45mm，其配合間隙一般在 0.040.10mm，則制動(dòng)盤的壓緊力F=19085N。6. 摩擦片摩擦系數(shù) f選擇摩擦片時(shí)不僅希望其摩擦系數(shù)要高些， 更要求其熱穩(wěn)定性要好，受溫度和壓力的影響要小。 本盤式制動(dòng)器采用粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為主要成分 ( 占質(zhì)量的 60 80) ，加上石墨、陶瓷粉等非金屬粉末作為摩擦系數(shù)調(diào)整劑， 用粉末冶金方法制成。 其抗熱衰退和抗水衰退性能好， 適用于高性能轎車。 該摩擦材料的摩擦系9數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3 0.5 。在

9、假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際可?。篺=0.3 。四, 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的設(shè)計(jì)計(jì)算盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡圖如圖所示， 今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻， 則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為對于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩計(jì)算。R=0.5(R1+R2)=75mmTf =2fFR=Nm10故所設(shè)計(jì)的前軸制動(dòng)器制動(dòng)力矩為2Tf =1717.6Nm五 , 盤式制動(dòng)器制器的校核計(jì)算1. 前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核計(jì)算（1）、確定同步附著系數(shù)隨著道路條件的改善和汽車速度的提高，由于制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起汽車甩尾甚至掉頭所造成的車禍日益

10、增多。值宜取大些。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，?。?2）、制動(dòng)力分配系數(shù)的確定此乘用車根據(jù)確定的同步附著系數(shù)得到的制動(dòng)力分配系數(shù)為：式中為前制動(dòng)器制動(dòng)力；為后制動(dòng)器制動(dòng)力。同步附著系數(shù)；質(zhì)心高度m；軸距 L=2405mm；后軸到質(zhì)心的距11離 =1443mm計(jì)算得（3）、前制動(dòng)力矩的確定為了保證汽車有良好的制動(dòng)效能， 能合理地確定前、 后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩。先計(jì)算出前、后制動(dòng)力矩的比值，即根據(jù)汽車滿載在瀝青、 混泥土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑，計(jì)算出前輪制動(dòng)器的力矩其中為車輪有效半徑，所以后輪制動(dòng)器的力矩為則每個(gè)前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為所設(shè)計(jì)的前輪盤式制動(dòng)器能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩為12故所設(shè)計(jì)的盤式制動(dòng)器能滿足要

11、求，輪制動(dòng)力矩也符合要求。2. 摩擦襯片 ( 襯塊 ) 的磨損特性計(jì)算摩擦襯片 ( 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。汽車的制動(dòng)過程是將其機(jī)械能 ( 動(dòng)能、勢能 ) 的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。 在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過程中， 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)間內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動(dòng)器溫度升高。 此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷。 能量負(fù)荷愈大，則襯片 ( 襯塊 ) 的磨損愈嚴(yán)重。制動(dòng)器

12、的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評價(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)間內(nèi)耗散的能量，其單位為,這里根據(jù)緊急制動(dòng)到停車情況計(jì)算所涉及轎車的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗散率；其中；50km/h=13.89m/s ；M=900Kg；A=60；，計(jì)算得： t=1.86s ；13根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，在制動(dòng)時(shí)轎車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 6。因此所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器的比能量耗散率合理。六,經(jīng)過計(jì)算最終確定前輪制動(dòng)器的參數(shù)如下1、制動(dòng)器采用液壓驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器2、制動(dòng)盤直徑D=180mm3、制動(dòng)盤厚度取 h=25mm。144、摩擦襯片外半徑；內(nèi)半徑5、制動(dòng)襯塊工作面積A=606、活塞直徑 d=45mm七, 設(shè)計(jì)小結(jié)汽車設(shè)計(jì)是我們的專業(yè)基礎(chǔ)課， 通過一學(xué)期的學(xué)習(xí)和掌握， 對汽車設(shè)計(jì)有了一定的了解。 通過這次設(shè)計(jì)了解到了理論上和實(shí)際上的差異。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須仔細(xì)認(rèn)真， 多方面查閱