盤(pán)式制動(dòng)器 課程設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)-盤(pán)式制動(dòng)器 中北大學(xué) 書(shū)說(shuō) 明 計(jì)課 程 設(shè) 號(hào)：學(xué)生姓名： 學(xué) ：機(jī)電工程學(xué)院學(xué)院（系） 業(yè)：車(chē)輛工程專 目：夏利汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器方案設(shè)計(jì)題 綜合成績(jī)： 職稱: 指導(dǎo)教師 年 月 日 目錄 一、夏利汽車(chē)主要性能參數(shù)-4 二、制動(dòng)器的形式-5 三、盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定-7 四、盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的設(shè)計(jì)計(jì)算-9 五、盤(pán)式制動(dòng)器制器的校核計(jì)算-10 1.前輪制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核計(jì)算 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 2.六、經(jīng)過(guò)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-13 3 轎車(chē)前輪制動(dòng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)前言 汽車(chē)制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)、使下坡行駛

2、的汽車(chē)車(chē)速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車(chē)在原地(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(chē)速的提高以及車(chē)流密度的日益增大，為了保證行車(chē)安全，汽車(chē)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(chē)，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(duì)夏利汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器方案設(shè)計(jì)。 4 一、 汽車(chē)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(chē)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

3、軸負(fù)荷率：60%；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 S=15m ；算最大減速度，其中； 。經(jīng)計(jì)算得； 最大減速度 制動(dòng)器形式的選擇二、 因摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀可分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi) 。為盤(pán)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(pán)，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，塊。而且轎

4、車(chē)質(zhì)量上的摩擦力矩。盤(pán)式制動(dòng)器常用作轎車(chē)的車(chē)輪制動(dòng)器。 較小，制動(dòng)力矩較小，這里選擇盤(pán)式制動(dòng)器為前輪制動(dòng)器。分為點(diǎn)盤(pán)式和全盤(pán)式制動(dòng)器按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)，這里也選一般轎車(chē)上大多數(shù)采用點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器，盤(pán)式制動(dòng)器兩大類(lèi)。 用點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器。后點(diǎn)盤(pán)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，兩塊制動(dòng)塊之間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。制動(dòng)塊的有作為旋轉(zhuǎn)元件的制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)是用螺栓固定于輪轂上。摩擦襯塊與制動(dòng)盤(pán)的接觸面積很小，在盤(pán)上所占的中心角一般僅約，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，散熱性較好，借助于制動(dòng)盤(pán)的5030 離心力作用易于將泥水、污物等甩掉，維修也方便。 點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器按制

5、動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為以下幾種：6 (1)固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 (2)滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 （3）擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 因?yàn)榛瑒?dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chē)和駐車(chē)制動(dòng)?；瑒?dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管，減少了受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè)，受車(chē)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3050，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(pán)式制動(dòng)器 7 三, 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 1. 制動(dòng)盤(pán)

6、直徑D 制動(dòng)盤(pán)直徑D希望盡可能大，這時(shí)制動(dòng)盤(pán)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(pán)直徑D受輪輞直徑的限制。通常，制動(dòng)盤(pán)的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%，這里曲75%。 該乘用車(chē)的輪輞直徑為240mm，且總質(zhì)量：M=900kg 所以制動(dòng)盤(pán)直徑取D=。 h 2.制動(dòng)盤(pán)的厚度為使質(zhì)量h直接影響著制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。 制動(dòng)盤(pán)厚度為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫不至于太大，制動(dòng)盤(pán)厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些；實(shí)心的，而為了通風(fēng) 升，制動(dòng)盤(pán)厚度又不能過(guò)小。制動(dòng)盤(pán)可以制成 散熱，又可以在制動(dòng)盤(pán)工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。 。 這里選用通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)盤(pán)厚度取h=25mm

7、 3.摩擦襯塊內(nèi)半徑和外半徑 推薦摩擦襯塊的外半徑的比值不大于1.5。若此與內(nèi)半徑 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 A 4.制動(dòng)襯塊工作面積推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積的汽車(chē)質(zhì)量 3.5Kg/范圍內(nèi)選取。乘用車(chē)的總質(zhì)量：M=900kg，前1.6Kg/， 輪的載重為： 則 A=60，故取。5.制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的對(duì)制動(dòng)盤(pán)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(jiǎn)單，在車(chē)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(duì)制動(dòng)盤(pán)施加的壓緊力F 的關(guān)系為P，根據(jù)制動(dòng)管路壓與輪缸直徑d、制動(dòng)管路

8、壓強(qiáng)強(qiáng)一般在10MPa20Mpa內(nèi)選取P=12Mpa，根據(jù)國(guó)標(biāo)HG28651977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(pán)的壓緊力F=19085N。 摩擦片摩擦系數(shù)6.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(pán)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6080)，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(chē)。該摩擦材料的摩擦系9 數(shù)的穩(wěn)定值約為0.30.5。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的

9、制動(dòng)力矩，使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際可?。篺=0.3。 四,盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的設(shè)計(jì)計(jì)算 盤(pán)式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖所示，今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤(pán)接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 對(duì)于常見(jiàn)的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，制動(dòng)盤(pán)上的制 動(dòng)力矩計(jì)算。)=75mm +RR=0.5(R21m N=2fFR=T f10 故所設(shè)計(jì)的前軸制動(dòng)器制動(dòng)力矩為2T=1717.6Nm f 五,盤(pán)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(chē)速度的提高，由于制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起汽車(chē)甩尾甚至掉頭所造成的車(chē)禍日益增多。值宜取大些。根

10、據(jù)設(shè) 計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取 （2）、制動(dòng)力分配系數(shù)的確定 此乘用車(chē)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) m；軸距L=2405mm；質(zhì)心高度；后軸到質(zhì)心的距 11 離=1443mm計(jì)算得 、前制動(dòng)力矩的確定3）（后輪制動(dòng)器能合理地確定前、為了保證汽車(chē)有良好的制動(dòng)效能， 的制動(dòng)力矩。先計(jì)算出前、后制動(dòng)力矩的比值，即 計(jì)算根據(jù)汽車(chē)滿載在瀝青、混泥土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑， 出前輪制動(dòng)器的力矩 為車(chē)輪有效半徑，其中 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(pán)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(pán)式制動(dòng)器能滿足

11、要求，輪制動(dòng)力矩也符合要求。 摩擦襯片(襯塊)的磨損特性計(jì)算2. 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(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(chē)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⒌倪^(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(chē)全部動(dòng)力的任務(wù)。此時(shí)由于在短時(shí)間內(nèi)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。能量負(fù)荷愈大，則襯片(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)

12、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) 這里根據(jù)緊急制動(dòng)到停車(chē)情況,其單位為間內(nèi)耗散的能量， 計(jì)算所涉及轎車(chē)的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗散率 ； ；M=900Kg；50km/h=13.89m/s；其中； ，計(jì)算得：t=1.86s；A=60 13 根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，在制動(dòng)時(shí)轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大 6。因此所設(shè)計(jì)的制動(dòng)器的比能量耗散率合理。于 六, 經(jīng)過(guò)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(pán)式制動(dòng)器D=180mm 、制動(dòng)盤(pán)直徑2 。制動(dòng)盤(pán)厚度取、3 h=25mm14 ；內(nèi)半徑、摩擦襯片外半徑4 A=605、制動(dòng)襯塊工作面積 d=45mm 6、活塞直徑 七,設(shè)計(jì)小結(jié) 汽車(chē)設(shè)計(jì)是我們的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)一學(xué)期的學(xué)習(xí)和掌握，對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)有了一定的了解。通過(guò)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)