普通轿车前轮盘式制动器的设计说明书

1工学院毕业设计（论文）题目：普通轿车前轮盘式制动器的设计专业：车辆工程班级：07车辆（4）班姓名：徐玉林学号：1608070421指导教师：李同杰日期：2010年12月2目录摘要…………………………………………………………………………………4第一章绪论…………………………………………………………………………51.1引言…………………………………………………………………………51.2制动器的发展历程…………………………………………………………51.3国内汽车盘式制动器的应用………………………………………………81.4国外汽车盘式制动器的应用………………………………………………91.5目前制动器的现状………………………………………………………11第二章制动器的结构与设计原则…………………………………………………172.1汽车制动系功用及分类…………………………………………………172.2盘式制动器的分类与介绍………………………………………………172.3轿车前轮盘式制动器的结构与工作原理………………………………182.4制动器设计的一般原则…………………………………………………212.4.1制动效能…………………………………………………………212.4.2制动效能稳定性…………………………………………………222.4.3制动间隙调整简便性……………………………………………222.4.4制动器的尺寸及质量……………………………………………222.4.5噪音的减轻………………………………………………………22第三章制动器设计………………………………………………………………223.1主要设计参数……………………………………………………………233.2盘式制动器主要元件……………………………………………………233.2.1制动盘……………………………………………………………233.2.2制动块……………………………………………………………253.2.3制动钳……………………………………………………………263.2.4衬块报警装置设计………………………………………………273.2.5摩擦材料…………………………………………………………283.2.6制动器间隙及调整………………………………………………283.3制动器制动力分配曲线分析……………………………………………283.4同步附着系数的选取……………………………………………………303.5确定前后轴制动力矩分配系数…………………………………………323.6制动器效能因数…………………………………………………………333.7制动器制动力矩的计算…………………………………………………333.8制动系统性能要求………………………………………………………333.8.1制动时汽车的方向稳定性的要求………………………………333.8.2制动减速度的要求………………………………………………3333.8.3制动距离的要求…………………………………………………353.8.4制动力矩的要求…………………………………………………353.8.5对车轮制动器的比能量耗散率的要求…………………………353.8.6对比摩擦力的要求………………………………………………353.8.7对热流密度的要求………………………………………………353.8.8对衬块吸收功率的要求…………………………………………353.8.9对平均摩擦力的要求……………………………………………353.8.10行车制动至少有两套独立的驱动器的管路……………………363.8.11防止水和污泥进入制动器工作表面……………………………363.8.12要求制动能力的热稳定性好……………………………………363.8.13操纵轻便…………………………………………………………363.8.14紧急制动时踏板力的计算………………………………………373.8.15制动踏板行程的计算……………………………………………373.8.16其他………………………………………………………………373.9摩擦衬片的磨损特性……………………………………………………38第四章校核………………………………………………………………………404.1制动器的热容量和温升的核算…………………………………………404.2制动器的调试……………………………………………………………414.2.1制动盘的技术要求………………………………………………414.2.2制动钳技术总成要求……………………………………………414.2.3前轮轮毂总成技术要求…………………………………………41结论…………………………………………………………………………………44致谢…………………………………………………………………………………45参考文献……………………………………………………………………………46Abstract……………………………………………………………………………47附件：1．总成装配图2．各零件零件图4普通轿车前轮盘式制动器的设计摘要：汽车制动器是汽车安全系统中的一个重要组成部分，有着不可替代的意义。本设计任务要求为一般轿车进行前轮盘式制动器的设计。首先了解盘式制动器的结构与工作原理以及当前发展概况，然后借助实验室解剖车上浮钳盘式制动器等多方面的资料基础上进行总体方案选择、论证，再选定相关参数并进行计算，确定制动力分配、同步附着系数、制动器效能因数、制动力矩、制动系统性能要求及校核，最终确定主要尺寸和制造材料，最后应用Proe三维绘图软件绘制出制动器所有零件的零件图和制动器装配图。关键词：设计Proe性能要求盘式制动器5第一章绪论1.1引言汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的。如果制动系统失灵，那么结果将会是毁灭性的。制动器实际上是一个能量转化装置，这种转化实际上是把汽车的动能转换为汽车的热能挥发出去，当制动器制动时，驱动程序来命令十倍于以往的力来使汽车停止下来。制动系统可以发挥上千磅的压力来分配给四个制动器。盘式制动器的组成部件很多，其中的主要的部件包含制动盘、摩擦片、固定器、制动钳体等,如图1.1所示。图1.1盘式制动器汽车制动的过程中各个部件均受到复杂的力和力矩的作用，因此容易造成制动盘、摩擦片、固定器、钳体的变形等，引起磨损不均匀。有时制动器还会产生振动，引起噪声，甚至引起方向盘、制动踏板、制动底板和座椅的剧烈抖动。振动还会引起汽车跑偏，严重影响汽车的稳定性能。其主要的现象有：1)磨损不均匀，结合不同步2)制动振动3)制动跑偏和侧滑制动盘制动钳体制动块活塞制动钳导向销64)摩擦片相变和“表面碳化”现象现在，盘式制动器在汽车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。与鼓式制动器相比，盘式制动器具体有如下特点：1.热稳定性好，原因是一般无自行增式作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，称为机械衰退，而制动盘轴向热衰退极小，故无机械衰退。2.水稳定性好，制动块对盘单位压力高，易挤出水，因此湿水后效能降低不多，又由于离心力及摩擦作用，浸水后只需一，二磁制动即可恢复正常。3.制动力矩与汽车运动方向有关。4.易于构成双回制动系，使系统有良好的可靠性和安全性。5.制动盘膨胀不致使踏板行程损失，这也使间隙自调装置可以简化。6.衬块比鼓式中的衬块更易更换，这样缩短了制动协调时间，增加了力传动比。7.制动间隙较小（0.05-0.2mm），这样缩短了制动协调时间。盘式制动器有如下缺点：1．摩擦面积小，单位压力高，造成工作温度高，因此要求摩擦材料能耐高压和高温。2．暴露在外难以防止尘土、沙粒，易磨损和锈蚀。3．没有增力作用.制动效率系数低。[1]相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而且由于散热性不好，鼓式制动器存在热衰退现象。当然，鼓式制动器也并非一无是处，它便宜，而且符合传统设计。高速行驶的轿车，由于频繁使用制动，制动器的摩擦将会产生大量的热，使制动器温度急剧上升，这些热如果不能很好地散出，就会大大影响制动性能，出现制动效能热衰退现象，这可不是闹着玩的，制动器直接关乎生命。仅从这一点上，应该理解为什么盘式制动器会逐步取代鼓式制动器了,目前，在中高级轿车上前后轮都已经采用盘式制动器。不过，时下大部分轿车(如夏利、富康、捷达等)，采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器(即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动7器)，这次所设计用的轿车就是前轮采用盘式制动器，当汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动的要求比较大，目前大多数汽车前轮都以使用盘式制动器。比如桑塔纳3000轿车前轮采用的就是盘式制动器，如图1.2所示。图1.2桑塔纳3000轿车前轮制动器1.2制动器的发展历程制动器分车轮制动器和中央制动器两种，后者制动传动轴或变速器，输出轴。由于中央制动器在应急制动时容易造成传动轴超载，现在大多数车在后轮制动器上附加手动机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动时用[2]。从耗散能量的方式分，制动器有摩擦式，液力式，电磁式和涡流式。迄今为止，人们已经把全息照相、激光多普勒分析、有限兀分析以及试验模态技术等引入到制动器的振动和噪声研究中，并取得了大量的成果。全息照相技术向人们展示了制动过程中振动的真实形态;有限兀及模态分析的统一，使得建立与实际相符合的振动的数学模型成为了可能，这些都对制动系统的设计和分析提供了便利。在对系统进行分析、综合和预测时，需要给出系统的动态特性。此时实际系制动盘制动钳8统可能尚未完成或者处十经济性、安全性等因素的考虑，无法通过试验进行验证，往往需要借助于系统仿真来实现这一要求。所谓系统仿真是指利用计算机来运行仿真模型，模仿实际系统的运行状态及随时间变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得出被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，以此来推断和估计实际系统的真实参数和真实性能。采用仿真方法研究汽车的各项性能时，需对汽车作适当的简化，然后应用简化模型进行计算分析。随着简化程度的不同，必然会使计算结果与实际情况之间存在不同程度的偏差。由十汽车是一个复杂的系统，其整车、零部件以及各总成的运动模型和力学模型相当复杂，对这些模型进行分析计算，同时要保证一定的精度，所需要的工作量是很大的，在很大程度上受到了计算机处理能力的限制。随着计算机软硬件技术的发展，计算机对数据的处理能力有了突飞猛进的提高，因此使得计算机仿真技术越来越多地用十汽车的研究开发和设计制造中。近年来，虚拟样机技术(VirtualPrototypeTechnology)得到快速的发展，采用虚拟样机技术可以综合考虑制动器非线性法向载荷、粘滑作用、结构祸合等因素，分析具体情况下制动器振动的主要诱因。虚拟样机技术已成为解决工程问题的一种快速、有效的手段。[3]1.3国内汽车盘式制动器的应用随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性，满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面都发挥了很大的作用。1）在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面：在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比