【正文】 直接作用制約汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車(chē)上最重要的安全件。 現(xiàn)代汽車(chē)普遍采用的摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù) 雜、最不穩(wěn)定的因素，因此改進(jìn)制動(dòng)器機(jī)構(gòu)、解決制約其性能的突出問(wèn)題具有非常重要的意義。但由于為了提高其制動(dòng)效能而必須加制動(dòng)增力系統(tǒng)，使其造價(jià)較高，故低端車(chē)一般還是使用前盤(pán)后鼓式。不過(guò)，時(shí)下還有不少經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)采用的還不完全是盤(pán)式制動(dòng)器，而是前盤(pán)后鼓式混合制動(dòng)器（即前輪采用盤(pán)式制動(dòng)器、后輪采用鼓式制動(dòng)器），這主要是出于成本上的考慮，同時(shí)也是因?yàn)檗I車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)，負(fù)荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)的要求比較高，一般來(lái)說(shuō)前輪用盤(pán)式制動(dòng)器就夠了。 另外，近年來(lái)則出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動(dòng)器、 濕式多盤(pán)制動(dòng)器 、電力液壓制動(dòng)臂型盤(pán)式制動(dòng)器、濕式盤(pán)式彈簧制動(dòng)器等。 目前廣泛使用的 是摩擦式制動(dòng)器 ,盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車(chē)固定部位相連的部件與一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)盤(pán)兩端面之間。浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器僅在制動(dòng)盤(pán)一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)的制動(dòng)鉗，借其本身的浮動(dòng)，而在制動(dòng)盤(pán)的另一 側(cè)產(chǎn)生壓緊力。其實(shí)每種類(lèi)型都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，我們本課題要研究的內(nèi)容就是要通過(guò)分析設(shè)計(jì)，找出不同類(lèi)型的減速 器的優(yōu)缺點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)合理整和已有的設(shè)計(jì)，閱讀大量文獻(xiàn)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則；掌握鼓式制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，以進(jìn)一步扎實(shí)汽車(chē)設(shè)計(jì)基本知識(shí)；學(xué)會(huì)用 AUTO CAD,UG 等三維軟件進(jìn)行基本的二維或三維建模和制圖，同時(shí)提高分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。從 盤(pán)式和鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與性能對(duì)比入手， 考慮到 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)效能更好，且尺寸和質(zhì)量都相對(duì)較小，散熱性能好， 且 所設(shè)計(jì)商務(wù)車(chē)的 發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩和功率較大，車(chē)速較高 ， 整體性能較好，屬于中高檔車(chē)，故 本設(shè)計(jì) 前后輪均選用了浮盤(pán)式制動(dòng)器。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)與計(jì)算用 CAD 繪制出了該 商務(wù)車(chē) 制動(dòng)器的 裝配圖和 制動(dòng)鉗體、制動(dòng)盤(pán)、 活塞、摩擦襯塊等 零件圖 ， 并 對(duì)其 進(jìn)行了三維建模。這兩個(gè)制動(dòng)系是每輛汽車(chē)必須具備的。 按制動(dòng)能源來(lái)分類(lèi)，行車(chē)制動(dòng)系可分為，以駕駛員的肌體作為唯一制動(dòng)能源的制動(dòng)系稱(chēng)為人力制動(dòng)系；完全靠由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢(shì)能進(jìn)行制動(dòng)的則是動(dòng)力制動(dòng)系，其制動(dòng)源可以是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)或油泵；兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)系稱(chēng)為伺服制動(dòng)系。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動(dòng)系可稱(chēng)為組合式制動(dòng)系。這也是汽車(chē)設(shè)計(jì)人員不斷追求的目標(biāo)。 摩擦材料現(xiàn)在更大程度的向有機(jī)材料類(lèi)型轉(zhuǎn)變，這對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一個(gè)契機(jī)，可以使得氣壓盤(pán)式制動(dòng)器在更高的溫度下運(yùn)行，而鼓式制動(dòng)器材料是不能承受這樣的溫度的。另外，作為需要在增大制動(dòng)力的一種制動(dòng)產(chǎn)品，雙盤(pán)式制動(dòng)器在商用車(chē)應(yīng)用的氣壓式 雙盤(pán)式制動(dòng)器將是未來(lái)發(fā)展的方向。國(guó)外從 70年 代 就開(kāi)始禁止采用石棉用做制動(dòng)材料，我國(guó)在 1999 年修改的 GB126761999 法規(guī)也明確規(guī)定 “20xx 年 10月 1 日之后，制動(dòng)襯片應(yīng)不含石棉 ” 。 目前國(guó)內(nèi)多以半金屬纖維增強(qiáng)復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。但不管如何，未來(lái)汽車(chē)制動(dòng)摩擦材料必須是環(huán)?；?、 安全化 、輕量化以及低成本的原則。汽車(chē)電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車(chē)電子系統(tǒng)如汽車(chē)電子懸架系統(tǒng)、汽車(chē)主動(dòng)式方向擺動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，未來(lái)的汽車(chē)中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個(gè) ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛控制的智能化。 課題主要內(nèi)容： 題目簡(jiǎn)介：后輪驅(qū)動(dòng)；總長(zhǎng) 4300mm； 總寬 1790mm； 軸距 2576mm； 前輪距 1460mm；后輪距 1473mm；整備質(zhì)量 1598kg； 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 ，最大功率 85kw/5500r/min，最大沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 轉(zhuǎn)矩 158 N 3）在任何速度下制動(dòng)時(shí)，汽車(chē)都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。 7）制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對(duì)人體有還的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。 11）當(dāng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的任何元件發(fā)生故障并是使基本功能遭到破壞時(shí)，汽車(chē)制 動(dòng)系應(yīng)有音響或光信號(hào)等報(bào)警提示。 2）制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇。鼓式制動(dòng)器又分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩種結(jié)構(gòu)型式。外束型鼓式制動(dòng)器的固定摩擦元件是帶有摩擦片且剛度較小的制動(dòng)帶，其旋轉(zhuǎn)摩擦元件為制動(dòng)鼓，并利用制動(dòng)鼓的外因柱表面與制動(dòng)帶摩擦片的內(nèi)圓弧面作為一對(duì)摩擦表面，產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)鼓，故又稱(chēng)為帶式制動(dòng)器。汽車(chē)倒車(chē)時(shí)制動(dòng)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(duì)調(diào)了。 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于 中等水平，但由于其在汽車(chē)前進(jìn)與倒車(chē)時(shí)的制動(dòng)性能不變，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 造價(jià)較低，也便于附裝駐車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)，故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、 重型載貨汽車(chē)的前、后輪制動(dòng)器及轎車(chē)的后輪制動(dòng)器。 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能，但倒車(chē)時(shí)則變?yōu)殡p從蹄式，使制動(dòng)效能大降。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車(chē)前進(jìn)及倒車(chē)時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車(chē)和部分轎車(chē)的前、后車(chē)輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)器用于駐車(chē)制動(dòng)。因此，它僅用于少數(shù)輕、沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 中型貨車(chē)和轎車(chē)上作為前輪制動(dòng)器。雙向增力式制動(dòng)器也廣泛用作汽車(chē)的中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車(chē)制動(dòng)要求制動(dòng)器正向、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車(chē)制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高溫，故其熱衰退問(wèn)題并不突出。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤(pán)式制動(dòng)器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。 它們的制動(dòng)油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成是活 動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)塊總成則固定在鉗體上。左右 )。由于這種制動(dòng)器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器廣泛。鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)十余次制動(dòng)方能恢復(fù)。 （ 6） 壓力在制動(dòng)襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。 （ 10） 能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。 （ 4） 因?yàn)橐r塊工作表面小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。越是跑得快的汽車(chē)，制動(dòng)起來(lái)所產(chǎn)生的熱量越大，對(duì)制動(dòng)性能的影響也越大。例 如對(duì)制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴 ， 而且由于摩擦 片的面積小，相對(duì)摩擦的工作面也較小，需要的制動(dòng)液壓高，必須要有助力裝置的車(chē)輛才能使用。 但隨著轎車(chē)車(chē)速的不斷提高，近年來(lái)采用盤(pán)式制動(dòng)器的轎車(chē)日益增多，尤其是中高級(jí)轎車(chē)， 一般都采用了盤(pán)式制動(dòng)器。通風(fēng)盤(pán)式就是空心的，顧名思義具有 通 風(fēng)功效，指的是汽車(chē)在行使當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對(duì)流，達(dá)到散熱的目的，這是由盤(pán)式碟片的特殊構(gòu)造決定的。值得一提的是，在前輪使用通風(fēng)盤(pán)正在逐步取代使用實(shí)心盤(pán)。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 第三章：制動(dòng)器主要參數(shù)及其選擇 盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般流程為：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，所給數(shù)據(jù)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定出整車(chē)總布置參數(shù)。 輪胎有效半徑： 365mm 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) 汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，如果忽略路面對(duì)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力矩和汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度 0＞? 的車(chē)輪，其力矩平衡方程為 0?? eBf rFT () 式中： fT —— 制動(dòng)器對(duì)車(chē)輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向相反， N由 220 2tv v as?? ， BF ma? 得 ` 21 5 .4 / , 3 3 0 3 3Ba m s F N?? 由前后輪分配可知： (假設(shè) ?? ) 前輪的其中一個(gè)輪 1 13 3 0 3 3 6 9 % 1 1 3 9 62BF N N? ? ? ? 后輪的其中一個(gè)輪 1 13 3 0 3 3 3 1 % 5 1 2 02BF N N? ? ? ? 因此，由公式（ ）求得 1 N m??； 2 N m?? 令 eff rTF? () 并稱(chēng)之為制動(dòng)器制動(dòng)力，它是在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，又稱(chēng)為制動(dòng)周緣力。但地面制動(dòng)力 BF受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力 ?F ，即 BF ≤ ?? ZF ? () ?? ZFFB ??m a x () 式中： ? —— 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z —— 地面對(duì)車(chē)輪的法向反力。 根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的整車(chē)受力分析 （圖 ） ，并考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車(chē)輪的法向反力 21,ZZ 為 )( 21 dtdughLLGZ g?? )( 12 dtdughLLGZ g?? () 式中： G—— 汽車(chē)所受重力； L—— 汽車(chē)軸距； 1L —— 汽車(chē)質(zhì)心離前軸距離； 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 2L —— 汽車(chē)質(zhì)心離后軸距離； gh —— 汽車(chē)質(zhì)心高度； g—— 重力加速度； dtdu—— 汽車(chē)制動(dòng)減速度。當(dāng)汽車(chē)各車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車(chē)前、后軸的軸荷分配，前、后車(chē)輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即 (1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑； (2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑； (3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。式 ()中消去 ? ，得 ???????? ???? )2(421 112 222 fgfggf FhGLFG LhLhGF () 式中： L—— 汽車(chē)的軸距。 在本設(shè)計(jì)的商務(wù)車(chē)中： 由式（ ） NZFF Bf 10151111 ??? ?； NZFF Bf 4 5 6 4222 ??? ? 。 同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是：ghLL 20 ?? ?? 。 (2)當(dāng) ? 0? ， ? 線位于 I 曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車(chē)失去方向穩(wěn)定性。而在其他附著系數(shù) ? 的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度 q? ，這表明只有在 ? = 0? 的路面上，地面的附著條件才得到充分利用。但當(dāng)今道路條件大為改善，汽車(chē)行駛速度也大為提高，因而汽車(chē)因制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的后果十分嚴(yán)重。 如何選擇同步附著系數(shù) 0? ，是采用恒定前后制動(dòng)力分配比的汽車(chē)制動(dòng)系設(shè)計(jì)中的一個(gè)較重要的問(wèn)題。具體而言，若主要是在較好的路面上行駛，則選的 0? 值可偏高些，反之可偏低些?？傊?， 0? 的選擇是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，上述各因數(shù)對(duì) 0? 的要求往往是相互矛盾的。 為保證汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和有足夠的附著系數(shù)利用率，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) (ECE)的制動(dòng)法規(guī)規(guī)定，在各種載荷情況下，轎車(chē)在 ≤ q≤ ，其他汽車(chē)在 ≤ q≤ 的范圍內(nèi)，前輪均應(yīng) 能先抱死；在車(chē)輪尚未抱死的情況下，在 ≤ ? ≤ 的范圍內(nèi)，必須滿(mǎn)足 q≥ +(? )。 根據(jù)所定的同步附著系數(shù) 0? ，由式（ ）及式（ ）得 L hL g02 ?? ?? L hL g011 ?? ??? （ ）進(jìn)而求得 qhLLGGqFFgBB )( 021 ??? ???? （ ） qhLLGGqFFgBB )()1()1( 012 ??? ?????? （ ） 當(dāng) ? = 0? 時(shí)：11 ?FFB ?，22 ?FFB ?，故 ?GFB? =14715， q=? ； ? =1。在 ? 0? 的良好路面上緊急制動(dòng)時(shí)，總是后輪先抱死。 0? —— 同步附著系數(shù)； gh —— 汽車(chē)質(zhì)心高度。 一個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩為上列計(jì)算結(jié)果的半值。對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器，兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力均為 P，則制動(dòng)盤(pán)在其兩 側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2f P（ f 為盤(pán)與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)），于是鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 fPfPBF 22 ?? () 式中： f為摩擦系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取 f=；則 BF= 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 （ 1）制動(dòng)盤(pán)直徑 D 制動(dòng)盤(pán)直徑 D 應(yīng)盡可能取大些，這是制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增大，可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工 作溫度，受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為 70％～ 79％，而總質(zhì)量大于總質(zhì)量大于 2t 的汽車(chē)應(yīng)取上限。通常，實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取 10mm20mm；具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤(pán)的兩工作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤(pán)的厚度取為 2