轎車盤式制動器設(shè)計

1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）AT89S51單片機溫度控制系統(tǒng)設(shè)計系 部 機械電氣學(xué)部 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 07電氣工程1班 學(xué) 號 學(xué)生姓名 張志維 指導(dǎo)教師 陳黃飛 2011年 6月目 錄中文摘要1英文摘要2前 言31.汽車制動系概述與制動器的分類和特點41.1制動系總成41.2設(shè)計制動系時應(yīng)滿足主要要求41.3制動器作用與分類5制動器作用5制動器的分類51.4盤式制動器的特點7盤式制動器優(yōu)點7盤式制動器缺點72.制動性能分析82.1制動性能評價指標82.2制動效能82.3制動效能的恒定性82.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性83.滑盤式制動器的設(shè)計計算103.1滑動鉗式

2、制動器參數(shù)確定103.2 制動器的計算113.3襯塊磨損特性計算143.4制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計154.制動器零件設(shè)計及工藝分析174.1制動器零件設(shè)計17滑動鉗體17固定支架17制動盤17制動塊17活塞18制動系中的密封問題184.2工藝分析18主要零件的材料，工藝要成及其它18固定支架18制動盤18活塞19制動襯塊19摩擦襯片與背板的粘接工藝194.3對結(jié)構(gòu)工藝性的評價204.4典型零件的加工工藝過程分析215總結(jié)22參考文獻23致 謝24摘要汽車的制動系使汽車在行駛過程中自如地進行減速行駛直至停車；在下長坡行駛時，使汽車保持合適的車速；并且可使汽車可靠地停在原地或停駐在坡路上。對汽車的本身的

3、發(fā)展起到?jīng)Q定性作用，制動系的制動效果也將是給汽車安全性的決定性因素，前輪先抱死汽車將失去轉(zhuǎn)向能力，即汽車不按原來的彎道行駛沿彎道切線方向駛出；直線行駛情況時，即便轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，汽車仍沿直線行駛。后輪抱死，將會發(fā)生后軸側(cè)滑的現(xiàn)象，嚴重側(cè)滑有可能使汽車發(fā)生掉頭現(xiàn)象。前輪抱死或后輪抱死是發(fā)生交通事故的重要因素之一，最理想的狀況是防止任何車輪抱死，前后車輪都處于滾動狀態(tài)，這樣就可以確保制動時的方向穩(wěn)定性。 制動效能、制動效能的恒定性以及制動時汽車的方向穩(wěn)定性是評價汽車制動效能的三個指標，并可分析各種影響因素。也是對制動器分析的一個重要過程。 制動器分為盤式和鼓式制動器兩種，盤式包括鉗盤式和全盤式兩類，本

4、次設(shè)計的是滑動鉗盤式制動器。為了防止汽車跑偏，往往前輪采用盤式是制動器。同時盤式制動器有良好的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、制動力矩與汽車運動方向無關(guān)等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：鉗盤式；全盤式；鼓式；汽車制動；AbstractVehicle brake system make the car slow down during the process of comfortable, even to stop; the next drive when the long slope, so that a vehicle to maintain suitable speed; and it can reliably sto

5、p in place or be broken on the slope. The affection of braking system has played an important role in the development of the automobile. when the front-wheel is first Hugging ,the car will lose steering capabilities, which the car do not follow the original curve，and traveling along the tangent of t

6、he curve. When her car travel along a straight line , even though turning the steering wheel , the car is still traveling along a straight line. Hugging the rear wheels, rear sliding axle phenomenon will occur. While it is excess, the vehicle possible turn around. Front or rear wheel Hugging is an i

7、mportant factor of traffic accidents. The most ideal of situation is to prevent any wheel hugging, front and rear wheels are in a rolling state, so that you can ensure the stability during braking. Affection braked, constancy of braking affection as well as the constant direction of the vehicle are

8、three indicators of brake system. It is also an important process for the analysis of brake system. Types of disc divided into disc brake and drum brake. Disc brake includes caliper disc and holistic. The design is the sliding caliper brakeKey word: caliper disc; overall type; drum; braking 前 言汽車的設(shè)計

9、與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨有的安全性、經(jīng)濟性、舒適性等眾多指標，也對設(shè)計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動安全系統(tǒng)，其性能的好壞對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.長壽命的制動系統(tǒng)。其性能的好壞對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受到車禍的傷害。鑒于制動系統(tǒng)的重要性，本次設(shè)計的主要內(nèi)容就是車輛中的制動器，目前廣泛使用的是摩擦式制動器，摩擦式制動器就其摩擦副的結(jié)構(gòu)形式可分成鼓式、盤式和帶式三種。其中盤式制動器較為廣泛。盤式制動器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車固定部位相連的部件與一個或幾個制動盤

10、兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動盤工作表面的一小部分的盤式制動器稱為鉗盤式制動器；摩擦材料覆蓋制動盤全部工作表面盤式制動器稱為全盤式制動器?，F(xiàn)代汽車中以單盤單鉗式的鉗盤式制動器應(yīng)用最為廣泛，僅有個別大噸位礦用自卸車采用單盤三鉗和雙盤單鉗的鉗盤式制動器，以及全盤式制動器。定鉗盤式為制動鉗固定在制動盤兩側(cè)，且在其兩側(cè)均設(shè)有加壓機構(gòu)。浮鉗盤式制動器僅在制動盤一側(cè)設(shè)有加壓機構(gòu)的制動鉗，借其本身的浮動，而在制動盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。又分為制動鉗可相對于制動鉗可相對于制動盤軸向滑動鉗盤式制動器；與制動鉗可在垂直于制動盤的平面內(nèi)擺動的擺動鉗盤式制動器。由于本人水平有限，設(shè)計中錯誤和不妥之處在所難免，懇請

11、批評指正。1.汽車制動系概述與制動器的分類和特點使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。1.1制動系總成對汽車起到制動作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起制動作用，但這外力的大小是隨機的，不可控制的。因此，汽車上必須設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車上某些部分施加一定的力，對汽車進行一定程度的強制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力，統(tǒng)稱為制動力。這樣的一系列專門裝置即成為制動系。制動系的功用：使汽車以適當?shù)臏p

12、速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或停駐在坡道上。任何制動系都具有以下三個基本組成部分：供能裝置、控制裝置、傳動裝置。制動器較為完善的制動系還具有制動力調(diào)節(jié)裝置以及報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。制動系的類型按制動系的功用分類：行車制動系、駐車制動系、第二制動系、輔助制動系。按制動系的制動能源分類：人力制動系、動力制動系、伺服制動系。按照制動能量的傳輸方式，制動系又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系，可稱為組合式制動系。1.2設(shè)計制動系時應(yīng)滿足主要要求1制動效能，即制動距離與之動減速度。2.制動效能的恒定性，

13、即抗熱衰退性。3.制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動使汽車不發(fā)生偏跑、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。制動穩(wěn)定性要求：是指制動過程中機動車的任何部位（不計入車寬的部位除外）不允許超出規(guī)定寬度的試驗通道的邊緣線。為了保證汽車制動的可靠性，行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器的管路，當其中一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時規(guī)定值的30%。行車和駐車制動裝置可以有共同的制動器，而驅(qū)動機構(gòu)則各自獨立。為了保證制動系的應(yīng)用應(yīng)防止水和泥進入制動器工作表面；保證操作輕便，并具有良好的隨動性；并且制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小，同時力求減少散發(fā)出對人體有害的石棉纖維等物質(zhì)，以減少

14、公害；作用滯后性應(yīng)盡可能好。作用滯后性是指制動反應(yīng)時間，以制動踏板開始動作至達到給定的制動效能所需的時間來評價；摩擦片應(yīng)有足夠的使用壽命；保證摩擦副磨損后，應(yīng)有能消除因磨損而產(chǎn)生間隙的機構(gòu)，且調(diào)整間隙工作容易，最好設(shè)置自動調(diào)整間隙機構(gòu)；系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有報警裝置。防止制動時車輪被抱死有利于提高汽車在制動過程中的轉(zhuǎn)向操縱性和方向穩(wěn)定性，縮短制動距離，所以近年來防抱死制動系統(tǒng)（ABS）在汽車上得到了很快的發(fā)展和應(yīng)用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害問題已被淘汰，取而代之的各種無石棉型材料相繼研制成功。1.3制動器作用與分類1.3.1制動器作用制動器就是剎車。是使機械中的運動件停止或減速的機械

15、零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制動架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)尺寸，制動器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設(shè)備(如礦井提升機、電梯等)則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上。有些制動器已標準化和系列化，并由專業(yè)工廠制造以供選用。制動器是制動系中心結(jié)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，為了汽車行駛的安全性，汽車的制動器的工作可靠性顯得越來越重要。也只有制動性能良好、制動器工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。1.3.2制動器的分類制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器只在

16、一些質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一本只用作緩沖器?，F(xiàn)在摩擦式制動器廣泛被使用。圖1-1制動器分類Figure 1-1 brake classification摩擦式制動器主要分鼓式，盤式和帶式。鼓式制動器只用在中央制動器，鼓式制動器主要包括領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)從蹄式、雙向雙領(lǐng)從蹄式，雙從蹄式、單向增力式和雙向增力式。每種蹄式制動器主要是蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同；張開裝置的形式與數(shù)量不同；制動時兩塊蹄片間有無相互作用。鼓式制動器通常裝置在后輪。圖1-2鉗盤式制動器 Figure 1-2 caliper disc brake盤式制動器主要有鉗盤式和全盤式兩類。鉗盤式制動

17、器的制動襯塊與制動盤接觸面積小，在盤上所占中心角一般為3050度左右，因此有稱為點盤式制動器。鉗盤是制動器又有固定鉗式圖1-1a、滑動鉗式圖1-1b和擺動鉗式制動器圖1-1c；全盤式制動器摩擦副的旋轉(zhuǎn)原件均為圓盤形，制動的時候各摩擦面全部接觸，作用原理與離合器相同，又稱離合器式制動器。盤式制動器的制動盤有兩個主要部分：輪轂和制動表面。輪轂是安裝車輪的部位，內(nèi)裝有軸承。制動表面是制動盤兩側(cè)的加工表面。它被加工得很仔細，為制動摩擦塊提供摩擦接觸面。整個制動盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。制動盤制動表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。大型車需

18、要較多制動功能，它的制動直徑達12in或者更大些。較小較輕的車用較小的制動盤。通常，制造商在保持有效的制動性能的情況下，盡可能將零件做的小些、輕些。另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個獨立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過輪轂，再通過制動盤轂法蘭配裝。這種型式制動盤稱為無轂制動盤。這種型式的優(yōu)點是制動盤便宜些。制動面磨損超過加工極限時能很容易更換。制動盤可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的制動盤在兩個制動表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動時，盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動。1.4盤式制動器的特點1.4.1盤式制動器優(yōu)點熱穩(wěn)定性好。原因是一般無

19、自行增力作用。襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易將水擠出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。制動力矩與汽車運動方向無關(guān)。易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。壓力在制動襯塊上分布比較均勻，故襯塊上磨損也

20、均勻。更換制動塊簡單容易。襯塊與制動盤之間的間隙?。?.050.15mm），從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。1.4.2盤式制動器缺點盤式制動器的主要缺點是：難以實現(xiàn)完全防塵和銹蝕（封閉的多片式全盤式制動器除外）。兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器。因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。2.制動性能分析任何一套制動裝置都是由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。汽車的制動性是指汽車在行駛中能利用外力強制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。2.1制動性能評價指標汽車制動性能主要由以下三個方面來評價：1）制動效能，即制

21、動距離和制動減速度；2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。2.2制動效能制動效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動效能就越好。2.3制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。汽車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實際上是把汽車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。2.4制動時

22、汽車的方向穩(wěn)定性制動時汽車的方向穩(wěn)定性，常用制動時汽車給定路徑行駛的能力來評價。若制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。則汽車將偏離原來的路徑。制動過程中汽車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時汽車按給定路徑行駛的能力來評價汽車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標測試時都要求了其試驗通道的寬度。方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。制動跑偏的原因有兩個1）汽車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等

23、。2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。側(cè)滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。最危險的情況是在高速制動時后軸發(fā)生側(cè)滑。防止后軸發(fā)生側(cè)滑應(yīng)使前后軸同時抱死或前軸先抱死后軸始終不抱死。3.滑盤式制動器的設(shè)計計算3.1滑動鉗式制動器參數(shù)確定L汽車的軸距L=2650mm a滿載時質(zhì)心距前軸距離 a=1380mm b滿載時質(zhì)心據(jù)后軸距離b=1230mmhg滿載是質(zhì)心的高度hg=550mmm-汽車整車整備質(zhì)量m=1330kg m-空載時的汽車質(zhì)量m=1750kg輪胎與輪輞尺寸確定輪輞尺寸規(guī)則

24、為 156jj，則輪輞的名義直徑為381mm。輪胎的類型 P195/65R15 91H輪胎寬度扁平率=胎壁高度 然后胎壁高度2（因為胎壁有上下兩部分） (輪胎高度+輪輞名義直徑)/2=輪胎高度 車輪的有效半徑為R=323mm 選擇中級轎車為設(shè)計對象，由汽車設(shè)計手冊得制動盤直徑D通常為選擇為輪輞直徑的70%79%，本設(shè)計選擇77%，所以制動盤直徑D=293mm制動盤的厚度h對制動盤質(zhì)量和工作溫度都有影響。為使質(zhì)量小些，制動盤的厚度不宜取得很大；為了漸少溫升，制動盤的厚度有不宜取得太小。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風(fēng)需要在制動盤間鑄出通風(fēng)孔道。實心通常直徑為1020mm，本設(shè)計選擇h=16

25、mm。由摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。所以取=90mm、=120mm。如果比值過大工作時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差很多，摩擦不均勻，接觸面積減小，最后將導(dǎo)致制動力矩變化大。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的汽車的質(zhì)量，在1.63.5kg/cm，所以取A=60cm。車型中級轎車。3.2 制動器的計算動力矩計算：假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，各處的單位壓力分布均勻，則制動器制動力矩為 (3-1）制動器因數(shù)定義為在制動鼓或制動盤上的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 (3-2）由汽車設(shè)計手冊 圖17-15 取=0.5。輪缸直徑d及制動管路的壓力

26、有設(shè)計手冊得：輪缸直徑由標準尺寸系列中選取d=25mm壓力管的壓力一般不超過1012MPa，盤式可更高，取p=12MPa。摩擦襯塊其徑向?qū)挾炔惶?，取R等于平均半徑R平均半徑 (3-3）制動盤單側(cè)壓緊力的確定，即制動輪缸對制動襯塊的壓緊力。則單側(cè)壓緊力為 (3-4)制動器的制動力矩為 (3-5)選輪胎與地面間的附著系數(shù)=0.7。此時為前后輪都抱死，此時 (3-6)前軸車輪的法向作用力 (3-7) 后輪車輪的法向作用力 (3-8) 汽車總的地面制動力為 (3-9)前軸車輪的制動力 (3-10)后軸車輪的制動力 當前、后輪制動器制動力之和等于附著力，并且前、后制動器制動力分別等于各自的附著力，也是

27、前、后同時抱死的條件。 目前，大多數(shù)兩軸汽車的前、后制動力之比值為一定值，并以前制動器制動力F與 汽車總制動器F之比來表明分配的比例，稱為汽車制動器制動力分配系數(shù)： (3-11)同步附著系數(shù)是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的、反映汽車制動性能的一個參數(shù)。由 (3-12)整理，得 (3-13)帶入數(shù)據(jù)得 (3-14)同步系數(shù)說明，前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在同步系數(shù)路面上制動時才能使前、后車輪同時抱死。合理地確定前、后輪制動器的制動力矩，能保證汽車良好的制動效能和穩(wěn)定性。最大制動力是在汽車附著質(zhì)量完全被利用的條件下獲得的，這時制動力與地面作用于車輪的法向力Z、Z成正比，也與前后輪制動力矩的比值

28、相同。得： (3-15)通常轎車上式的比值約為1.31.6之間。制動器所能產(chǎn)生的制動力矩，受車輪的計算力矩所制約，前后輪的制動力矩為前輪 NM (3-16)后輪 NM 對于常遇的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步系數(shù)值的汽車，為了保證在的良好路面上能夠制動到后軸和前軸先抱死滑移，前后輪制動器所能產(chǎn)生的最大制動力矩為 前輪 (3-17) 后輪 (3-18)對于選擇取較大值的汽車，則應(yīng)從保證汽車制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩。當時，相應(yīng)的極限制動強度q,故需要的后軸和前軸的最大制動力矩為 后輪 (3-19) 前輪 (3-20)應(yīng)急制動時，后輪一般都將抱死滑移故后橋制動力為 (

29、3-21)此時所需的后橋制動力矩為 (3-22)為路面對后橋的法向反力。后輪制動器為應(yīng)急制動器，則單個車輪制動器的應(yīng)急制動力矩為 /2。汽車可能停駐的極限上坡路傾角，可根據(jù)后橋上的附著力與制動力相等的條件求得，即 (3-23) 得到 (3-24)是保證汽車上坡行駛時的縱向穩(wěn)定性的極限坡路傾角。同理，可推導(dǎo)出汽車可能停駐的極限下坡路傾角為 (3-25) 轎車制動器的設(shè)計中，在安裝制動器的空間、制動驅(qū)動力源等條件允許范圍內(nèi)，應(yīng)力求后橋上駐車制動力矩接近于由所確定的極限值 (3-26) 并保證下坡路上能停駐的坡度不小于法規(guī)的規(guī)定值。3.3襯塊磨損特性計算摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度、制動盤

30、的材質(zhì)及加工情況，以及襯塊本身材質(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。試驗表明，影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔了汽車的全部動能耗散的任務(wù)。此時，由于制動時間很短，實際上熱量還來不及逸散到空氣中酒杯制動器所吸收，致使制動器溫度升高。這就是制動器的能量負荷。能量負荷越大，則襯塊的磨損越嚴重。盤式制動器的襯塊，其單位面積傷的能量負荷比鼓式制動器襯片大許多倍，所以制動盤的表面溫度比制動鼓的高。各種汽車的總質(zhì)量及其制動襯塊的摩擦面積各不相同，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

31、，即單位時間內(nèi)襯塊單位摩擦面積好散的能量，通常所用的計量單位是W/mm。也稱為單位功負荷，或能量負荷。雙軸汽車的單個前輪及后輪制動器的比能量耗散率為 (3-27)為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；、為制動初速度和最終速度(m/s)；j為制動減速度（m/s）；t為制動時間（s）；A、A為前后制動襯塊的摩擦面積（mm）緊急制動到停車的情況下，=0，并認為=1，在總質(zhì)量在1.5t一下的商用車=22.2m/s ，取j=0.6g的減速器。 則 (3-28） (3-29） (3-30）乘用車的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0 W/mm。比能量耗散率過高不僅會引起摩擦襯塊的加速磨損，且有可能使制動鼓或制動盤更早發(fā)生龜裂。另

32、一個磨損特性指標是襯塊單位摩擦面積的制動器摩擦力，稱為比摩擦力 (3-31）3.4制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計任何一套制動裝置都是由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成。汽車的制動性是指汽車在行駛中能利用外力強制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。制動驅(qū)動機構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)一般可分為簡單制動、動力制動和伺服機動三大類。簡單制動單靠駕駛員施加的踏板力或手柄力作為制動力源，稱為人力制動。其中有機械式和液壓式兩種。機械式完全靠桿系傳力，由于其機械效率低，傳動比小，潤滑點多，且難以保證前、后軸制動力的正確比例和左、右輪制動力的均衡，

33、所以在汽車的行車制動裝置中已被淘汰。但因結(jié)構(gòu)簡單，成本低工作可靠，還廣泛地應(yīng)用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。液壓式簡單制動用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點是：作用之后時間短工作壓力高，因而輪缸尺寸小；可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作用于制動塊的壓緊機構(gòu)（制動蹄的張開機構(gòu)），而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量?。粰C械效率較高。液壓制動的主要缺點是：過度受熱后，部分制動液汽化，在管路形成氣泡，嚴重影響液壓傳輸，使制動系統(tǒng)的效能降低，甚至完全失效。液壓制動曾廣泛應(yīng)用在乘用車和總質(zhì)量不大的商務(wù)車上。動力自動即利用由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力源。駕駛員施

34、加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操作。氣壓制動是應(yīng)用最多的動力制動之一。主要優(yōu)點：操縱輕便，工作可靠，不易出故障，維護保養(yǎng)方便；其氣源除供制動用外，還可以供其他裝置使用。缺點：必須有空氣壓縮機、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和測撤除都較慢；管路工作壓力低；制動氣室排氣時有很大的噪音。氣壓制動在總質(zhì)量8t以上的商用車上得到廣泛的使用。所以汽車列車也多用氣壓制動。伺服制動的制動能源是人力和發(fā)動機并用。正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生；在伺服系統(tǒng)失效時，還可以全靠人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)，也產(chǎn)生一定程度的制動力。排量1.6L以上的乘用車到各種商用

35、車，都廣泛采用伺服制動。伺服制動有真空伺服制動、空氣伺服制動和液體伺服制動三類。4.制動器零件設(shè)計及工藝分析4.1制動器零件設(shè)計4.1.1滑動鉗體滑動鉗體是包括輪缸在內(nèi)的精密件，并且傳遞壓力22.6KN時，鉗體要具有足夠的剛度和強度，還要具有防震的性能。因此采用高強度、高韌度的可鍛造鐵組成，并使懸臂部分的厚度大于15mm，背部留有開口，以便在不拆下制動鉗的情況下能夠檢查或更換制動塊?；瑒鱼Q是靠兩導(dǎo)銷實現(xiàn)徑向定位和軸向滑動的。為減少滑動時的摩擦力，避免對導(dǎo)銷產(chǎn)生附加力矩，必須嚴格保證輪缸中心線與兩導(dǎo)銷軸線的平行度。4.1.2固定支架固定支架承受和傳遞全部制動力矩，因此必須具有足夠的強度和剛度。所

36、以選用高強度的可鍛鑄鐵KTZ55004（GB9440-88鑄成，并保證其壁厚不小于10mm，必要時使用加強筋。與浮動鉗一樣必須保證兩導(dǎo)銷螺孔軸線的平行度及相對于輪缸軸線的對稱度公差，及導(dǎo)軌平面度公差及合適的粗糙度，以保證滑動鉗能順利運動而不發(fā)生任何干涉現(xiàn)象。4.1.3制動盤制動盤的大小受輪輞提供空間的限制，其凸緣大小還要受輪轂的影響，其尺寸見設(shè)計圖紙。根據(jù)其受力情況可知其對強度要求不高，選用珠光體灰鑄鐵HT200。制動盤選用通風(fēng)散熱。制動盤工作表面應(yīng)光滑平整，兩側(cè)表面不平度不應(yīng)大于13m，擺差不大于0.1mm，否則將發(fā)生制動塊頂撞活塞，導(dǎo)致制動踏板振動，踏板的行程亦會隨之增加。4.1.4制動塊

37、制動塊是制動襯塊和背板采用粘合劑粘合在一起而成的，摩擦襯塊直接影響制動器性能，因此對其有嚴格要求。1 具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，熱衰退緩和，不能溫度開到某一數(shù)值后，摩擦系數(shù)突降；2 耐磨性好；3 有較高的耐擠壓強度和沖擊強度；4 對水、油的親合性差；5制動時無噪音聲和臭氣，減少污染。根據(jù)以上要求，選用粉末冶金材料FM-202G4.1.5活塞活塞做成杯形，其開口端頂靠制動背板，減少傳給制動液的熱量。開口端部切成階梯狀，形成兩個相對且平行的半園形端面，防止噪聲?；钊牧线x用45鋼。4.1.6制動系中的密封問題制動系管路連接方式是采用喇叭口接頭和錐螺紋外包扎“聚囚氟乙烯”膠帶來實現(xiàn)的。在管路接口的各螺

38、紋處涂抹厭氧螺紋鎖固膠，能有效防止螺紋松落，在錐面及螺母支承面涂以密封膠，加強密封效果。在輪缸與活塞之間采用密封防塵圈實現(xiàn)密封和防塵，其材料為橡膠I14.2工藝分析零件的工藝性在很大程度上決定其加工的難易程度。生產(chǎn)成本的高低，因此有必要對主要零件的工藝性進行分析。 浮動鉗浮動鉗是制動器中的主要零件，且形狀不規(guī)則，鑄造性差，因此選用可鑄性好，且具有足夠強度和剛度的可鍛鑄鐵KTZ550-04，經(jīng)過噴砂處理后，鍍鋅，人工時效處理。該零件的關(guān)鍵是油缸，必須嚴格控制內(nèi)壁的表面粗糙度（Ra在1.60.8范圍內(nèi)）及形位公差，主要是密封環(huán)道與缸孔的同軸度，否則密封環(huán)受力不均勻，將引起制動液泄漏，缸孔軸線與孔端

39、面壓舌面的垂直度，父子將使襯塊磨損不均勻，活塞與襯塊背板貼合不均勻。加工精基準是剛剛孔端面。另外，導(dǎo)銷孔也是重要加工部位，要保證兩孔的對稱度，否則與固定支架裝配時可能發(fā)生干涉。加工（精鉸）保證孔的粗糙度及形位公差。4.2.2固定支架固定支架的形狀也就較復(fù)雜，且承受全部的制動力，因此也采用可鑄性好，強度、剛度高的可鍛鑄鐵KTZ550-04，噴砂人工時效處理后鍍鋅。該零件的主要加工部分是：襯塊導(dǎo)軌面和導(dǎo)銷孔。導(dǎo)軌面之間的對稱度、平面度等形位公差及表面粗糙度必須得以保證，以使襯塊能在上面順利滑動；導(dǎo)銷孔的對稱度及中心距要嚴格控制。導(dǎo)銷與導(dǎo)銷孔采用螺紋連接。4.2.3制動盤制動盤對抗拉，彎強度得要求不

40、高，但應(yīng)有一定得抗磨性和穩(wěn)定得摩擦系數(shù)，為此采用HT200鑄造。該零件得主要加工部分是：與輪轂貼合面，兩摩擦端面。6個螺栓孔。定位粗基準是一個摩擦環(huán)面，定位精基準是輪轂貼合面。制動盤工作表面要求光滑平整，粗糙度不應(yīng)大于Ra3.2兩側(cè)表面不平行度不大于8m, 盤面擺差不大于0.1mm，否則將發(fā)生與襯塊反撞，頂推活塞，導(dǎo)致制動時踏板振動，踏板行程增加。由于制動盤是旋轉(zhuǎn)體，因此當它加工完畢后要和輪轂安裝到一起進行靜不平衡度實驗，將不平衡度控制在一個范圍。4.2.4活塞活塞主要受壓力作用，為減少傳熱，做成杯形，故材料用45鋼，模鍛而成，以內(nèi)腔為定基準，車削外圓和底部端面，再以外圓和底部作定位基準，車削

41、密封環(huán)槽，（檔塵環(huán)槽）及倒角。然后淬火，用無心磨削外圓，使其粗糙度達Ra1.6Ra0.8?；钊贸叽绾托挝还睿ㄖ饕獮閳A柱度）應(yīng)得以保證，否則成品制動器再使用過程中會卡住或出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。4.2.5制動襯塊由于制動襯塊背板是5mm鋼板沖壓而成，必須保證平面度，表面粗糙度不能控制得太高，能使粘結(jié)摩擦材料牢固。由于其主要受剪切作用，故粘結(jié)技術(shù)就尤為重要。摩擦材料采用以鐵粉作為母材【占質(zhì)量得（6080）】加上大量得石墨、陶瓷粉末作摩擦材料系數(shù)調(diào)整劑，用粉末冶金方法制成（FM-202G）。之所以選用鐵粉為母材，是從成本及環(huán)保兩方面考慮的。4.2.6摩擦襯片與背板的粘接工藝以粘接工藝代替鉚接工藝，可以增大

42、制動摩擦片有效利用面積，和可利用厚度，提高底板與摩擦片的連接強度，降低生產(chǎn)成本。 具體的粘接過程：1 粘接前底板處理：將鋼板磨去氧化層后，對其該兩面進行磷化處理；再用弱的熱堿溶液去掉防銹油污，然后經(jīng)酸洗中和，漂洗及干燥其表面，再進行噴丸處理；再次用水、石灰、磨料和洗劑，清洗表面、干燥。若底板不及時使用，應(yīng)放在不透氣的聚乙烯袋中保存，免受灰塵污染。2 粘接通常的粘接是在摩擦襯片的背面涂一層樹脂（粘接劑），再在火爐中干燥，以除去粘接劑中的溶劑，便于粘接，然后將帶有粘接劑的摩擦片的背板在夾具中加以固定，隨同夾具通過流水線送入連續(xù)式加熱爐進行固化處理。粘接劑中的主要成分：丁晴酚醛，其特性如下表所示：

43、表41丁晴酚醛后機械特性Table 4-1 polybutadience phenolic after mechanical properties 涂布粘接方法：噴霧。3 粘接后的檢查從外觀上看，貼合緊密，無缺陷，無裂縫，抽檢試樣進行滿剪切負荷沖擊試驗。4.3對結(jié)構(gòu)工藝性的評價工藝性包括機械加工工藝性和裝配工藝性兩大方面，具體說來優(yōu)毛坯制造，熱處理，機加工，裝配，修理等的結(jié)構(gòu)工藝性問題。結(jié)構(gòu)工藝性問題隨生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件不同，以及機械加工技術(shù)水平的不同而不一樣。因此該車的工藝結(jié)構(gòu)受到其大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)類型而制約的。1 零件的結(jié)構(gòu)標準化。本設(shè)計中所以螺刎，中心孔，倒角，磨削加工的砂輪越程槽；退刀

44、槽的結(jié)構(gòu)，基本尺寸，公差都符合最新國家標準。2 標準件，通用件的選用。除車結(jié)構(gòu)的特殊零件自行設(shè)計外，連接件，密封件等都從國標中的標準件中選取，同時非標準件也盡量選用與同類車的通用件，保證設(shè)計的互換性。從而簡化了設(shè)計和制造，減少了產(chǎn)品零件種類。使汽車工業(yè)零部件批量增大，降低了生產(chǎn)成品，為采用高效設(shè)備，工藝裝備創(chuàng)造了有利條件。3 材料的切削加工性。在滿足使用條件下，盡量選用切削性好的材料，提供刀具耐用度，減少零件表面粗糙度。4 尺寸標準的工藝性。在設(shè)計中的尺寸標準，考慮到加工過程中便于測量，檢測等，各道工序的尺寸標注應(yīng)盡量反映工藝順序，減少了加工時工藝尺寸鏈的換算的工作量。力求尺寸的標準化和尺寸的

45、統(tǒng)一，尺寸的標注符合基準同一原則和基準重合原則。在粗糙度的選擇，在滿足使用功能要求前提下，選用經(jīng)濟的公差等級和表面粗糙度。4.4典型零件的加工工藝過程分析制動盤是盤式制動器的重要零件，要求制動盤的兩端有嚴格的平行度，相對軸線有跳動（垂直度）形位公差控制，與輪轂配合的內(nèi)圓表面及貼合端面。各尺寸及形位公差詳見圖紙。粗糙度在保證性能（主要式保證貼合面緊密配合的情況及與襯塊磨損均勻）的前提下，盡可能采用較寬的等級。形位公差盡量采用基準重合原則，主要是以軸線為標注基準。公差數(shù)值采用優(yōu)先數(shù)列，空刀槽選用通用值?？傊撝苿颖P的結(jié)構(gòu)符合加工工藝性的要求。有良好的經(jīng)濟性和可行性。5總結(jié) 隨著科技的不斷進步，汽車迅速發(fā)展已經(jīng)成為了一個必然的趨勢，隨之給人類帶來的方便也是不可置疑的。但是，隨之帶來的負面影響也是顯而易見的，汽車排放的尾氣污染、噪聲污染、使交通的擁堵這些也都給人類帶來不變。尤其重要的是交通事故頻頻發(fā)生也是給無數(shù)的家庭帶來了痛心打擊。中國每年交通事故50萬起，因交通事故死亡人數(shù)均超過10萬人。當然造成交通事故的原因很多，但是制動系統(tǒng)的良好效能將決定交通事故發(fā)生主要