汽车盘式制动器

机电与车辆工程学院毕业设计题目：汽车盘式制动器设计专业：车辆工程班级：姓名：学号：指导教师：日期：目录1绪论........................................................................11.1制动系统的基本概念.....................................................11.2制动系统研究现状.......................................................11.3制动器的要求...........................................................21.4车轮制动器的工作原理...................................................31.5制动器总体设计.........................................................42制动器结构形式选择..........................................................42.1制动器的主要类型.......................................................42.2制动器结构形式简介.....................................................42.3盘式制动器方案比较.....................................................62.4该轿车制动器结构的最终选择.............................................83制动器的设计计算............................................................93.1整车参数...............................................................93.2制动力与制动力分配系数.................................................93.3同步附着系数..........................................................143.4制动强度和附着系数利用率..............................................153.5制动器最大制动力矩....................................................163.6制动器因数..........................................................184主要零部件的结构设计.......................................................184.1制动盘................................................................184.2制动钳................................................................194.3制动块................................................................194.4摩擦材料..............................................................204.5制动驱动机构..........................................................214.6活塞..................................................................235制动器的设计计算...........................................................235.1摩擦衬块的磨损特性计算................................................235.2制动器的热容量和温升核算.............................................256制动性能分析...............................................................266.1制动性能评价指标.....................................................266.2制动效能.............................................................266.3制动效能的恒定性......................................................27总结.........................................................................28致谢.........................................................................28参考文献.....................................................................29附件.........................................................................301汽车盘式制动器设计班级：车辆工程102班指导老师：姓名：学号：摘要:制动器是使运动部件或运动机械减速、停止或保持停止状态等功能的装置。使机械中的运动件停止或减速的机械零件。本毕业设计首先对汽车制动器原理和对各种各样的制动器进行分析,详细地阐述了各类制动器的结构,工作原理和优缺点.分析比较最后选择浮盘式制动器，本文探讨的是一种结构简单的浮盘式制动器,对这种制动器的制动力,制动力分配系数,制动器因数等进行计算.对制动器的主要零件如制动盘、制动钳、摩擦衬片、等进行结构设计和设计计算,从而比较设计出一种比较精确的制动器.本文所采用的设计计算公式均来自参考资料.关键词：盘式制动器;制动因数;制动分配系数;制动性能1.绪论1.1制动系统的基本概念使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。任何制动系都具有以下四个基本组成部分供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件制动器：产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。制动系统是评价汽车安全性的一个重要因素，也是汽车的重要组成部分之一。当今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能要求也越来越高。一款安全、轻便、环保、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。这也是汽车设计人员不断追求的目标。1.2制动系统研究现状目前，车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。虽然盘式制动器的使用经济性现在有所提高，但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。当然，气压盘式制动器的性能更优越，2内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也进一步提升。摩擦材料现在更大程度的向有机材料类型转变，这对盘式制动器的发展来说是一个契机，可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行，而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。鼓式制动器的发展已经达到了最高限度。因此，汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。另外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式双盘式制动器将是未来发展的方向。在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。在材料选择方面：80年代之前，国内外都主要采用有石棉树脂型摩擦材料用于汽车制动，但因石棉摩擦产生有毒粉尘吸入人体后对肺产生影响，以及产生环境污染，同时在高速、高温下，石棉材料的强度、摩擦系数、耐磨性能等均下降，因此，汽车制动系无石棉化已是一种必然的发展趋势。国外从70年代就开始禁止采用石棉用做制动材料，我国在1999年修改的GB12676-1999法规也明确规定“2003年10月1日之后，制动衬片应不含石棉”。目前国际上第三代摩擦材料诞生——无石棉有机物。主要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其它纤维（碳、陶瓷等）作为加固材料。其主要优点是：无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。目前国内多以半金属纤维增强复合摩擦材料应用最为普遍。但一些企业和地方根据本身的特点，也在研究新型摩擦材料。不管如何未来汽车制动摩擦材料必须是环保化、安全化、轻量化以及低成本的原则。另外，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。1.3制动器的要求汽车制动系应满足以下要求：（1）应能适应有关标准和法规的规定。（2）具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻车制动效能。（3）工作可靠。（4）制动效能的热稳定性要好。3（5）制动效能的水稳定性要好。（6）制动时的汽车操纵稳定性要好。（7）制动踏板和手柄的位置和行程要符合人-机工程学的要求。（8）作用滞后的时间要尽可能短，包括从制动踏板开始动作至达到给定的制动效能水平所需的时间和从放开踏板至完全解除制动的时间。（9）制动时不应产生振动和噪声。（10）制动系的机件应使用寿命长，造价低的材料，并且不能对人体有害。1.4车轮制动器的工作原理图为车轮在良好的硬路面上制动时的受力情况。图1.1制动器车轮受力Tf是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑转时的摩擦力矩，单位是N·m；FB是地面制动力，单位为N;W为车轮垂直载荷、TP车轴对车轮的推力、FZ为地面对车轮的法向反作用力，它们的单位均为N。显然，从力矩平衡得到FB=Tf/Re(1-1)式中Re──为车轮的有效半径，m；Tf──制动器制动力矩，N·m。地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，但是制动力只取决