鼓式制动器-设计说明书

车辆工程专业课程设计题目：鼓式制动器设计学院机械与能源工程学院专业车辆工程年级车辆10级班级车辆1012姓名李开航学号2010715040成绩指导老师赖祥生I目录第1章绪论............................................................................................................11.1制动系统设计的目的................................................................................11.2制动系统设计的要求................................................................................1第2章鼓式制动器的设计计算及相关说明........................................................22.1鼓式制动器有关计算................................................................................22.1.1基本参数.......................................................................................22.1.2确定前后轴制动力矩分配系数β...............................................22.1.3鼓式制动器制动力矩的确定.......................................................32.2鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取............................................42.2.1制动鼓半径...................................................................................42.2.2制动鼓摩擦衬片的包角、宽度、和起始角...............................42.2.3张开力作用线至制动器中心的距离...........................................42.2.4制动蹄支销中心的坐标位置.......................................................52.2.5摩擦片的摩擦系数.......................................................................52.3后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算............................................52.4摩擦衬片的磨损特性计算........................................................................62.5驻车计算....................................................................................................8第3章鼓式制动器主要零件的结构设计..........................................................103.1制动鼓......................................................................................................103.2制动蹄......................................................................................................113.3制动底板..................................................................................................123.4支承..........................................................................................................123.5制动轮缸..................................................................................................133.6摩擦材料..................................................................................................133.7制动器间隙..............................................................................................13第4章鼓式制动器的三维建模..........................................................................14第5章结论..........................................................................................................15参考文献................................................................................................................161第1章绪论1.1制动系统设计的目的汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。1.2制动系统设计的要求本次的课程设计选择了鼓式制动器，制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用CATIA绘制装配图，布置图和零件图。最终进行制动力分配编程，对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。2第2章鼓式制动器的设计计算及相关说明2.1鼓式制动器有关计算2.1.1基本参数整车质量：空载：1700kg满载：2480kg质心高度：空载：hg=0.8m满载：hg=0.7m轴距：L=2.6m轮距:L0=1.4m最高车速：115km/h车轮工作半径：381mm轮胎：195/70R14C同步附着系数：=0.62.1.2确定前后轴制动力矩分配系数β前后轴制动力矩分配系数公式LhLg02（2-1）式中：-质心到后轴；m-同步附着系数；-满载时质心高度；mL-轴距；m把=0.91m，=0.6，=0.7m，L=2.6m代入公式（2-1）得3m51.06.27.06.091.02.1.3鼓式制动器制动力矩的确定由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩公式：egrqhLLGM)(1max2（2-2）式中：Φ-该车所能遇到的最大附着系数；q-制动强度；er-车轮有效半径；mm-质心到前轴的距离；m-满载时质心高度；mmax2M-后轴最大制动力矩；NmmG-汽车满载重力；NL-汽车轴距；m把G=24800N，L=2.6m，=1.69m，q=0.66，=0.7m，，=381mm代入公式（2-2）得，后轴max2M=3817.06.069.16.224800=2.77610Nmm后轮的制动力矩为21077.26Nmm=0.785610Nmm前轴max1M=Tmax1f=max21fT=0.51/(1-0.51)2.77610=2.88610Nmm前轮的制动力矩为2.88610/2=1.44610Nmm42.2鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取2.2.1制动鼓半径轮胎规格为195/60R1485H轮辋为14in轮辋直径/in1213141516制动鼓内径/mm轿车180200240260----货车220240260300320查表得制动鼓内径D内=260mmDr=15*25.4=381mm根据轿车D/rD在0.70～0.83之间选取取D/rD=0.75D=284mm，2.2.2制动鼓摩擦衬片的包角、宽度、和起始角制动蹄摩擦衬片的包角β在β=90～100范围内选取。取β=90根据单个制动器总的衬片米厂面积A取200～3002cm取A=2502cm根据QC/T309-1999取得b=60mm由起始角公式)2/(900，计算得起始角35。2.2.3张开力作用线至制动器中心的距离根据e=0.8R取R=124.5mm，得：e=0.8×143=113.6mm52.2.4制动蹄支销中心的坐标位置制动蹄支撑销中心的坐标位置a与c根据a=0.8R取R=142mm得：a=0.8×142=113.6mmc取值在规定范围内尽可能小些取c=30mm2.2.5摩擦片的摩擦系数选择摩擦片时，不仅希望其摩擦系数要高些，而且还要求其热稳定行好，受温度和压力的影响小。不宜单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求。在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取f=0.3可使计算结果接近实际值。另外，在选择摩擦材料时，应尽量采用减少污染和对人体无害的材料。所以选择摩擦系数f=0.3。2.3后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算轮缸直径公式pPdw2（2-3）式中：p—制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp～12Mp.取p=10Mp；查Santana2000轿车使用与维护手册得P=7065N；把P=7065N，p=10Mp，=3.14，代入公式（2-3）得6101014.370652wd=30mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此轮缸直径为30mm。6轮缸工作容积公式nwwdV124（2-4）式中：wV-一个轮缸的工作容积；mm3wd-一个轮缸活塞的直径；mmn-轮缸活塞的数目；δ-一个轮缸完全制动时的行程；mm一个轮缸完全制动时的行程公式4321（2-5）式中：1——消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。2——由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。3，4——分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。初步设计时δ可取2mm把=30mm，=2mm代入公式（2-4）得212230414.3Vw=2826mm32.4摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质，表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。汽车的制动过程，是将其机械能（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。