【正文】 汽車制動器畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展，而轎車是汽車發(fā)展的方向。然而隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動系統(tǒng)則是汽車主動安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開發(fā)出高性能的制動系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問題。另外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高設(shè)計(jì)效率，降低成本等，提高產(chǎn)品的市場競爭力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。 本說明書主要介紹了 santana2021 轎車制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先介紹了汽車制動 系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、分類，并通過對鼓式制動器和盤式制動器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。最終確定方案采用液壓雙回路前盤后鼓式制動器。除此之外，它還介紹了前后制動器、制動主缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要部件的參數(shù)選擇及制動管路布置形式等的設(shè)計(jì)過程。 關(guān)鍵字：制動；鼓式制動器；盤式制動器；液壓 Abstract The rapid development of the domestic vehicle market, saloon car is an important tendency of vehicle. However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a highperformance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing petition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market petitiveness of products, and has bee a key to success of enterprises. This paper mainly introduces the design of braking system of the santana2021 type of car. Fist of all, braking system’s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake, analysis is done. At last, the plan adopting hydroid twobackway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter’s choi ce of main ponents braking and channel settings. Key words: braking。 brake drum。 brake disc。 hydroid pressure 目 錄 第 1 章 緒 論 1 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 1 制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 1 本次制動系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) 2 本次制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 2 第 2 章 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 3 制動器形式方案分析 3 鼓式制動器 3 盤式制動器 5 制動驅(qū) 動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇 6 簡單制動系 6 動力制動系 7 伺服制動系 8 液壓分路系統(tǒng)的形式的選擇 8 II 型回路 8 X 型回路 9 其他類型回路 9 液壓制動主缸的設(shè)計(jì)方案 9 第 3 章 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 11 制動系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 11 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù) 11 同步附著系數(shù)的分析 11 制動器有關(guān)計(jì)算 12 確定前后軸制動力矩分配系數(shù)β 12 制動器制動力矩的確定 12 后輪制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的選取 12 前輪盤式制動器主要參數(shù)確定 14 制動器制動因數(shù)計(jì)算 15 前輪盤式制動效能因數(shù) 15 后輪鼓式制動器效能因數(shù) 15 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 第 4 章 液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 后輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 前輪盤式制動器液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)計(jì)算 20 制動主缸與工作容積設(shè)計(jì)計(jì)算 21 制動踏板力與踏板行程 21 制動踏板力 21 制動踏板工作行程 22 第 5 章 制動性能分析 23 制動性能評價(jià)指標(biāo) 23 制動效能 23 制動效能的恒定性 23 制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 23 制動器制動力分配曲線分析 24 制動減速度 25 制動距離 S 25 摩擦襯片（襯塊）的磨損特性計(jì)算 26 駐車制動計(jì)算 27 第 6 章 總 論 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 附 錄 1 32 附 錄 2 41 緒 論 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動系是汽車底盤上的一個(gè)重要系統(tǒng) ,它是制約汽車運(yùn)動的裝置。而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運(yùn)動的一個(gè)關(guān)健裝置，是汽車上最重要 的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大 ,人們對安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和車輛的安全 ,必須為汽車配備十分可靠的制動系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為 Santana2021 轎車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 通過查閱相關(guān)的資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，確定 Santana2021轎車制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使其達(dá)到以下要求：具有足夠的制動效能以保證汽車的安全性；本系統(tǒng)采用 X 型雙回路的制動管路以保證制動的可靠性；采用真空助力器使其操縱輕便；同時(shí)在 材料的選擇上盡量采用對人體無害的材料。 制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 車輛在行駛過程中要頻繁進(jìn)行制動操作 ,由于制動性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全 ,因此制動性能是車輛非常重要的性能之一 ,改善汽車的制動性能始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門的重要任務(wù)。當(dāng)車輛制動時(shí) ,由于車輛受到與行駛方向相反的外力 ,所以才導(dǎo)致汽車的速度逐漸減小至 0,對這一過程中車輛受力情況的分析有助于制動系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì) ,因此制動過程受力情況分析是車輛試驗(yàn)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) ,由于這一過程較為復(fù)雜 ,因此一般在實(shí)際中只能建立簡化模型分析 ,通常人們主要從三個(gè)方面來對制動 過程進(jìn)行分析和評價(jià) : 1 制動效能 :即制動距離與制動減速度； 2 制動效能的恒定性 :即抗熱衰退性； 3 制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性； 目前 ,對于整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進(jìn)行 ,由于在汽車道路試驗(yàn)中車輪扭矩不易測量 ,因此 ,多數(shù)有關(guān)傳動系 !制動系的試驗(yàn)均通過間接測量來進(jìn)行汽車在道路上行駛 ,其車輪與地面的作用力是汽車運(yùn)動變化的根據(jù) ,在汽車道路試驗(yàn)中 ,如果能夠方便地測量出車輪上扭矩的變化 ,則可為汽車整車制動系統(tǒng)性能研究提供更全面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和性能評價(jià)。 本次制動系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo) 1）具有良好的制動效能 2）具有 良好的制動效能的穩(wěn)定性 3）制動時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好 4）制動效能的熱穩(wěn)定性好 本次制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定計(jì)算制動系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)制動器主要參數(shù)設(shè)計(jì)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪制裝配圖，布置圖和零件圖。最終進(jìn)行制動力分配編程，對設(shè)計(jì)出的制動系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)分析。 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 制動器形式方案分析 汽車制動器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使汽車減速或停車。一般摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和 盤式兩大類。 鼓式制動器 鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當(dāng)盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經(jīng)廣泛用干各類汽車上。鼓式制動器又分為內(nèi)張型鼓式制動器和外束型鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)型式。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半袖套管的凸緣上，其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在輪鼓上。制動時(shí)，利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦路片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。外束型鼓式制動器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動鼓，并利用制動鼓的外因柱表面與制動帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動鼓，故又稱為帶式制動器。在汽車制動系中，帶式制動器曾僅用作一些汽車的中央制動器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。所以內(nèi)張型鼓式制動器通常簡稱為鼓式制動器，通常所說的鼓式制動器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動器按蹄的類型分為： 領(lǐng)從蹄式制動器 如圖所示，若圖上方的旋向箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向 制動鼓正向旋轉(zhuǎn) ，則蹄 1 為領(lǐng)蹄，蹄 2 為從蹄。汽車倒車時(shí)制動鼓的旋轉(zhuǎn) 方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也就相互對調(diào)了。這種當(dāng)制動鼓正、反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動器稱為領(lǐng)從蹄式制動器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄。“增勢”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。 領(lǐng)從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)與倒車時(shí)的制動性能不變，且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，也便于附裝駐車制動機(jī) 構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。 雙領(lǐng)蹄式制動器 若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動蹄均為領(lǐng)蹄的制動器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動器。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動器。如圖 2― 5 c 所示，兩制動蹄各用一個(gè)單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機(jī)件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器。 雙領(lǐng)蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時(shí)則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。這種結(jié)構(gòu)常 用于中級轎車的前輪制動器，這是因?yàn)檫@類汽車前進(jìn)制動時(shí)，前軸的動軸荷及 附著力大于后軸，而倒車時(shí)則相反。 雙向雙領(lǐng)蹄式制動器 當(dāng)制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩制動助均為領(lǐng)蹄的制動器則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時(shí)，則需另設(shè)中央制動器用于駐車制動。 單向增力式制動器 單向增力式制動器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時(shí)兩蹄的法向 反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。單向增力式制動器在汽車前進(jìn)制動時(shí)的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時(shí)，其制動效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。 雙向增力式制動器 將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進(jìn)制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。 雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動共用的制動 器，但行車制動是由液壓經(jīng)制動輪缸產(chǎn)生制動蹄的張開力進(jìn)行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因?yàn)轳v車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應(yīng)急制動時(shí)也不會產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問題并不突出。 但由于結(jié)構(gòu)問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動效率下降。因此，在轎車領(lǐng)域上己經(jīng)逐步退出讓位給盤式制動器。但由于成本比較低，仍然在一些經(jīng)濟(jì)型車中使用，主要用于制動負(fù)荷比較小的后輪和駐車制動。本次設(shè)計(jì)最終采 用的是領(lǐng)從蹄式制動器。 盤式制動器 盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。 （ 1）鉗盤式 鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。 ①定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪