06091618-王硕

1汽车构造课程设计说明书设计名称汽车制动器设计设计时间系别机电工程系专业汽车服务工程班级16班姓名王硕指导教师高丽杰2011年11月29日学号06091618成绩2目录一、课程设计任务·······································1二、制动系概述··········································6三、盘式制动器主要参数的确定····························111、制动盘直径D···················································112、制动盘厚度h···················································113、摩擦衬块内半径1R与外半径2R···································124、摩擦衬块工作面积A············································125、摩擦衬块圆心角α的计算·······································136、摩擦衬块摩擦系数f············································137、制动力矩fT的计算·············································138、制动力矩的验算···············································149、摩擦衬块的磨损特性计算·······································15四、制动盘的主要零件····································161、制动盘························································162、制动钳·······················································173、制动块························································18五、浮钳盘式制动器的装配·······························19六、制动器的保养与维修·································201、保证车辆制动性能良好··········································202、怎样防止汽车侧滑··············································21七、本次课程设计感受····································22参考文献···············································233一、课程设计任务浮钳盘式轿车用制动器的设计（转向轮）已知条件：（1）假设地面的附着系数足够大；（2）蹄、盘正压力的分布状态可自行假设；（3）工作环境：设定为高温状态；（4）制动摩擦系数取值范围：0.25≤f≤0.55；（5）制动器具体结构可参考汽车实验室相关制动器结构，也可自行设计。设计工作量：（1）制动器设计计算说明书1份；（2）制动器装配图1张（A0图纸）；图纸必须涵盖制动器总成及车轮部分，总装图中，液压油路及刹车泵可用虚线绘制示意图；（3）零件工作图2张主要参数确定1、制动盘直径：制动盘直径应尽可能取大些，同时受轮辋直径的限制，取不了太大。（1）、轮辋直径确定轮辋直径可由轮胎型号确定。如R14意思是轮辋直径是14英寸（1英寸=25.4毫米）。轮辋直径为：14×25.4=355.6mm（2）、制动盘直径D取轮辋直径的70%~79%。总质量大于2t的汽车应取上限。制动盘直径为：D=355.6×79%≈281mm，半径R=140mm2、制动盘厚度：厚度大质量太重，厚度小温升高。一般实心制动盘厚度可取10~20mm，通风式制动盘厚度可取20~50mm，较多的是20~30mm。本题选用实心制动盘，厚度取20mm。3、摩擦衬块外半径R2和内半径R1外半径R2通常取与制动盘半径相同或稍小2mm。外半径与内半径的比值一般不大于1.5。5.1RR12本题取外半径R2=140mm，内半径R1=94mm，则外内半径比5.1RR12，符合要求。平均半径mmRRRm117221制动器类型车重（吨）前后重量分配轮胎型号当时速为×Km/h时最大紧急刹车距离(m)盘式1.860%40%195/80R1480314有效半径mmRRRRRe5.118)(3)(221223132（有效半径即衬块作用力点到制动盘中心的距离）4、单个制动衬块工作面积A根据制动衬块单位面积占有汽车质量，推荐在1.6~3.5kg/cm2范围内选取。本题取3.52/kg5.34A40%mcm，所以23222mm101.5105.341800%40mm105.34%40Am由此可以得到摩擦衬块的圆心角n。由ARRn2122360，解得553.549414014.3101.53603602232122RRAn当圆心角为55°时，A=5.163×103，制动块单位面积占有汽车质量为3.49，符合要求。圆心角约为40~60度比较合理，本题符合。5、制动轮缸压强p选取，制动管路压力越高，驱动机构越紧凑，但对密封要求也更严格。一般不超过10~12MPa，盘式可更高。本题选P=12MPa6、制动轮缸直径d选取，（1）计算单个后车轮受到地面的摩擦力大小车速为V=80km/h=22.2m/s汽车后轮在刹车过程做功FSW2，F为单个后车轮受到的摩擦力，S为刹车距离后轮动能消耗2%4021mvW,m为车重，v为初速度由于能量守恒，所以2%40212mvFS解得单个后轮受到的摩擦力NSmvF7.28613142.221800%404%4022（2）计算单个制动衬块对制动盘的正压力大小对车轮进行受力分析，受到地面对车轮的摩擦力矩和衬块对制动盘的摩擦力矩。两个力矩相平衡。地面对车轮的摩擦力矩等于单个后轮受到的摩擦力与车轮的滚动半径的乘积。滚动半径大小查下表得。本题滚动半径mm325滚R。5表180系列子午线轮胎轮胎型号新胎外直径负荷下静半径滚动半径195/80R14670300325衬块对制动盘的摩擦力矩等于两个衬块对制动盘的正压力衬F乘以摩擦系数f乘以衬块作用力的有效半径Re。已知摩擦系数推荐范围0.25≤f≤0.55，本题取f=0.5所以有eRfFR衬滚2F解得单个摩擦衬块的摩擦力NfRRFFe5.78485.1185.023257.28612滚衬同时制动轮缸的压强乘以制动轮缸截面面积应大于单个摩擦衬块的摩擦力。所以衬FdP42，解得制动轮缸直径mm9.28mm14.310125.7848410P463衬Fd轮缸直径应在标准规定的尺寸系列中选取，具体为19mm,22mm,24mm,25mm,28mm,30mm,32mm,35mm,38mm,40mm,45mm,50mm,55mm.本题选取轮缸直径为30mm。7、制动衬块与制动盘间隙取0.1mm设计校验:假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为fNRTf2f——摩擦系数取f=0.5；AW——活塞端面积24DAwWN——单侧制动块对制动盘的压紧力Dw——活塞直径（取30m）R——作用半径APwN0MPP126单个后轮的力矩：6.78485.1183257.2861RFRFe液压缸半径mmdR1523P=12MPa847814.323PRN2225.7064304mmDAwW则m6.1004m105.11884785.023NNTf）（按设计要求，制动器需要制动力距为)(mNjrgGMk式中:G-车重（N）g-重力加速度（2/10sm）j-制动减速度)/()6.3(21220smvsj0v-制动初速度(km/h)kr-车轮转动半径（m）mNmNjrgGMk9.931103256.38031212/1800%40)(32因为制动器所能提供的制动力矩fT车辆制动所需要的制动力矩M，所以上述设计符合设计要求。二、制动系概述制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在7不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。设计制动系时应满足如下主要要求：1)足够的制动能力。行车制动能力，用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标评定，详见JB3939—85；驻坡能力是指汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度，详见JB4019—85。2)工作可靠。行车制动至少有两套独立的驱动制动器的管路。当其中的一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30％。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构各自独立。行车制动装置都用脚操纵，其它制动装置多为手操纵。3)用任何速度制动，汽车都不应当丧失操纵性和方向稳定性。有关方向稳定性的评价标准，详见JB3939—85。4)防止水和污泥进入制动器工作表面。5)要求制动能力的热稳定性良好。具体要求详见JB3935—85和JB4200--86。6)操纵轻便，并具有良好的随动性。7)制动时制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。8)作用滞后性应尽可能短。作用滞后性是指制动反应时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。气制动车辆反应时间较长，要求不得超过0.6s，对于汽车列车不得超过0.8s。9)摩擦衬片(块)应有足够的使用寿命。10)摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。811)当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应装有音响或光信号等报警装置。防止制动时车轮被抱死，有利于提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来制动防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。此外，含有石棉的摩擦材料，因存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的是各种无石棉型材料并相继研制成功。浮钳盘是制动器简介浮动钳式盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，如图2-35所示，一种是制动钳体可做平行滑动，另一种是制动钳体可绕一根承销摆动。固有滑动钳式盘式制动器和摆动钳式盘式制动器之分。但它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动块总称为活动的，另一侧的制动块总成则固定在钳体上，制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。这就要求制动摩擦衬块为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜角