【正文】 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 參考文獻(xiàn) 1 汪世義 . 汽車氣壓盤式制動(dòng)器熱一結(jié)構(gòu)耦合分析， 2 王哲 . 盤式制動(dòng)器熱應(yīng)力場(chǎng)仿真分析 機(jī)械研究與應(yīng)用 2021 第 6 期 3 鐘詩(shī)清 . 汽車制動(dòng)踏板力 ——行程檢查儀及其標(biāo)定 .武漢汽車工業(yè)大 學(xué)學(xué)報(bào) ,1998： 18～ 21 4 劉惟信主編 . 汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)計(jì)算 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021： 27~34 5 蔡亞男 . 汽車盤式制動(dòng)器摩擦塊偏磨機(jī)理的研究與應(yīng)用 . (碩士學(xué)位論文 ).武漢理工大學(xué) ,2021： 2～ 7 6 朱二雷 ,汪劉應(yīng) . 液壓制動(dòng)輪缸活塞卡滯原因分析及預(yù)防措施 . 汽車 維修 ,2021： 10～ 11 7 關(guān)于 M， N， O 類機(jī)動(dòng)車制動(dòng)的統(tǒng)一規(guī)定 .聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) ECE 法規(guī) 8 郭大俊 . 淺析汽車制動(dòng)力分配 . 北京汽車， 2021： 5 期 9 方泳龍主編 . 汽車制動(dòng)理論與設(shè)計(jì) .國(guó)防工業(yè)出版社 ， 2021 10 JiHoon Choi, In Lee. Finite element analysis of transient thermoelastic behaviors in disk brakes. Wear,2021,257:4758. 11 Anderson A. E., Knapp R. A.. Hot spotting in automotive fri。零件圖是零件結(jié)構(gòu)、尺寸公差、加工工藝以及技術(shù)要求的集成技術(shù)表達(dá)。通過(guò)對(duì)裝配圖的閱讀，部件之間的聯(lián)接裝配關(guān)系一目了然，這是盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的總依據(jù)。符合實(shí) 際的三維模型為后期裝配圖和零件圖的 圖紙校核 提供了重要的參照依據(jù)。具體而言，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所完成的工作及得到的主要結(jié)論如下： 完成了對(duì)汽車制動(dòng)系主要設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算，合理地確定制動(dòng)力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、最大制動(dòng)力和最大制動(dòng)力矩以及制動(dòng)效率等參數(shù)，為制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做了有意義的鋪墊。盤式制動(dòng)器作為應(yīng)用最為廣泛且最有前景的制動(dòng)器結(jié)構(gòu) ,其性能優(yōu)良與否直接影響其汽車制動(dòng)性能的好壞，因此熟知其傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，不斷優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善其性能將是汽車制動(dòng)系設(shè)計(jì)師們不斷致力追求 的目標(biāo)。 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 本章小結(jié) 本章進(jìn)行了盤式制動(dòng)器中摩擦襯塊磨損 特性的計(jì)算、制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算以及盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核的計(jì)算。 制動(dòng)輪缸中的液壓 ? ，在考慮制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用的情況下，其值一般為 ? =8～ 12Mpa，制動(dòng)管路液壓在制動(dòng)時(shí)一般不超過(guò) 10～ 12Mpa， [16]對(duì)盤式制動(dòng)器可再高些，因此這里取 ? =10Mpa 來(lái)計(jì)算制動(dòng)輪缸工作面積： S=π 23d /4=**式中 d3為活塞的直徑，取 d3=48mm 單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的 [17]壓緊力： N=? S=10000000*=18000 N [18]單個(gè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩 Tf =2fNRm=2**18000*= m?? TfT180。當(dāng) 21 RR? ， 1?m ， me RR? 。 式中 :R1， R2——扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核 盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖如圖 41 所示， [13]今假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 fNRTf 2? （ 49） 式中 f ——摩擦系數(shù)； 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 R——作用半徑； N——單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓力； 41 盤式制動(dòng)器的計(jì)算簡(jiǎn)圖 對(duì)于常見的扇形摩擦襯塊，如果其徑向尺寸不大，取 R 為平均半徑 mR 或有效半徑 eR 已足夠精確。 以 av =30km/h（ ）， ? 取滿載時(shí)的值 ? = 來(lái)計(jì)算， t? =15℃ ，則 ?221 aa vmL ? =1620***}])2/()2/[()4(])2/()2/[(])2/()2/{ [ (2 222222222212221 HODldDHDDm d ?????????? ?? =2***{[（ ） 2（ ） 2 ]*+[（ ） 2（ 12 /2） 2 ]*（ +4）+[（ ） 2（ 6/2） ]*}=11232g （ ? ——鑄鐵、鋼的密度， ） 式中 D1 ——制動(dòng)盤直徑，取 D1=280mm； D2——制動(dòng)盤圓柱外徑，取 D2=150mm； d2——制動(dòng)盤圓柱外徑，取 d2=150mm； H1——制動(dòng)盤厚度，取H2=24mm； H2——制動(dòng)盤制動(dòng)轂厚度，取 H2=6mm； O2——制動(dòng)轂中心孔直徑，取 O2=60mm； l2——制動(dòng)盤制動(dòng)轂厚度，取 l2=36mm。K)，對(duì)鋁合金 c=880J／ (kg這個(gè)結(jié)果符合要求。 輕型客 車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于 ／ mm2。 雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 ??122211 2 )(21 tA vvme a ?? （ 41） )1(2 )(21222212 ?? ??? tA vvme a （ 42） jvvt 21?? （ 43） 式中： ? ——汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； am ——汽車總質(zhì)量； 1v ， 2v ——汽車制動(dòng)初速度與終速度， m／ s ；計(jì)算時(shí)轎車取1001?v km/h()；質(zhì)量 以下的貨車取 1v =80km/h()；總質(zhì)量 3． 5t 以上的貨車取 1v =65km／ h(18m／ s)； 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 j——制動(dòng)減速度， m／ s2，計(jì)算時(shí)取 j=0． 6g； t——制動(dòng)時(shí)間， s； Al， A2——前、后制動(dòng)器襯塊的摩擦面積； ? ——制動(dòng)力分配系數(shù)。 制動(dòng)器的能量負(fù)荷常以其比能量耗散率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。此即所謂制動(dòng)器的能量負(fù)荷 [11]。在制動(dòng)強(qiáng)度很大的緊急制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動(dòng)力的任務(wù)。但試驗(yàn)表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素 [10]。二維圖完成 基礎(chǔ)圖紙之后畫出三維草圖，以便于更清楚了解制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。 本章小結(jié) 本章完成了盤式制動(dòng)器的零件造型設(shè)計(jì)、加工材料選擇以及盤式制動(dòng)器總成裝配圖生成等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)鉗支架進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 35所示。 表 34 制動(dòng)鉗支架主要參數(shù) 第 3章 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 聯(lián)接轉(zhuǎn)向節(jié)孔距 L 212 mm 導(dǎo)向銷孔距 l 198 mm 導(dǎo)向銷孔深 h 40 mm 總長(zhǎng) a 226 mm 總寬 b 70 mm 總高 c 95 mm 制動(dòng)鉗支架是連接轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)尺寸以及裝配關(guān)系要受到制動(dòng)鉗、制動(dòng)盤以及轉(zhuǎn)向節(jié)等部件的制約。 圖 34 制動(dòng)鉗建模造型圖 制動(dòng)鉗支架 制動(dòng)鉗支架固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，制動(dòng)鉗體用緊固螺栓與制動(dòng)鉗導(dǎo)向銷聯(lián)接，導(dǎo)向銷插入制動(dòng)鉗支架的孔中作動(dòng)配合 [9]，制動(dòng)鉗體可沿導(dǎo)向銷作軸向滑動(dòng)。制動(dòng)器油缸直徑應(yīng)使油泵活塞與摩擦襯塊充分接觸，以保證足夠的制動(dòng)力和力矩。 表 33 制動(dòng)鉗主要參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 制動(dòng)器油缸直徑 D 52 mm 鉗口寬度 B 64 mm 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 導(dǎo)向銷直徑 D0 10 mm 排氣螺栓直徑 D1 6 mm 通風(fēng)孔面積 S 8 cm2 油管直徑 D2 10 mm 制動(dòng)鉗的相關(guān)尺寸確定主要取決于制動(dòng)器總成的裝配要求。本設(shè)計(jì)中選用球墨鑄鐵作為制動(dòng)鉗的制造材料。 第 3章 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 表 32 制動(dòng)襯塊主要參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 制動(dòng)襯塊外半徑 R2 135 mm 制動(dòng)襯塊內(nèi)半徑 R1 90 mm 制動(dòng)襯塊工作面積 A 85 cm2 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)襯塊進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 33 所示。制動(dòng)襯塊的工作面積決定制動(dòng)力矩的大小，汽車設(shè)計(jì)教材在確定盤式制動(dòng)器襯塊工作面積 A 時(shí)，根據(jù)制動(dòng)襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在 范圍內(nèi)選用。本設(shè)計(jì)中外半徑取 R2=135mm，內(nèi)半徑取 R1=90mm。汽車設(shè)計(jì)教材中推薦摩擦襯塊外半徑 R2與內(nèi)半徑 R1的比值 不大于 。本設(shè)計(jì)中選用半金屬摩擦材料，這種材料是以多種金屬、有機(jī)、無(wú)機(jī)材料的纖維或粉末代替石棉作為增強(qiáng)材料，其中金屬纖維和粉末的含量在 40%以上，目前，這種材料在美國(guó)、歐洲各國(guó)廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為盤式制動(dòng)器的主流摩擦材料。作為制動(dòng)系統(tǒng)中最 關(guān)鍵的部件，制動(dòng)塊中摩擦材料的選擇，對(duì)制動(dòng)效能的優(yōu)良以及汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性起著至關(guān)重要的作用。 圖 32 制動(dòng)盤建模造型圖 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 表 31 制動(dòng)盤主要參數(shù) 參數(shù) 代號(hào) 數(shù)值 單位 制動(dòng)盤直徑 D0 280 mm 制動(dòng)盤厚度 h 24 mm 通風(fēng)孔厚度 t 8 mm 制動(dòng)盤內(nèi)徑 d 130 mm 制動(dòng)盤帽高 h0 50 mm 制動(dòng)盤禮帽直徑 D1 150 mm 在 CATIA 軟件中，對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行三維建模，得到的效果如圖 32 所示。 SQR6468 輕型客車車輪輞直徑D = 14in。受輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%79%。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)盤厚度 h選取 24mm。為了改善冷卻效果，將制動(dòng)盤做成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤。 制動(dòng)盤結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。因此，為保證制動(dòng)盤的性能持續(xù)良好，設(shè)計(jì)便對(duì)其材料和工藝產(chǎn)生了較高的要求。 盤式制動(dòng)器的主要零部件設(shè)計(jì)和三維造型 如圖 31 所示，盤式制動(dòng)器的主要零部件包括制動(dòng)盤，制動(dòng)襯塊，制動(dòng)卡鉗和制動(dòng)鉗支架等。第三，閱讀裝配圖并拆畫零件圖。第二，繪制盤式制動(dòng)器的二維裝配圖。通過(guò)這幾項(xiàng)的計(jì)算對(duì)接下來(lái)的盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要的參考價(jià)值和意義。f1=F180。 對(duì)于輕型客車來(lái)說(shuō) [7]，它通常是在較好的路面上行駛，所以它適用第二種情況，這里可以取 θ=， 由此可知單個(gè)制動(dòng)器所需要提供的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩為： F180。 對(duì)于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)θ0值的汽車，為了保證在 θ θ0 的良好路面上能夠制動(dòng)到后軸車輪和前軸車輪先后抱死滑移，前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力矩為 1 m a x 21 () efe G L q H g rT Z r L ?? ??? （ 228） 2 m a x 1 m a x1ffTT???? （ 229） 對(duì)于常遇到的道路條件較好、車速較高因而選取了較大的同步附著系數(shù)θ0 值的汽車，應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。f1=F180。若取 θ=，則 制動(dòng)力 FB可以寫為 110()B GLF L H g???? ?? 制動(dòng)強(qiáng)度 q 可以寫為 110()Lq L H g???? ?? （ 227） 附著系數(shù)利用率可以寫為 110()LL H g? ??? ?? 可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力 FB2為 2 2 2 1()Bf G L q H gF F F L? ??? ? ? FB1=FBFB2 F180。f1=F180。若取 θ0= 則制動(dòng)力 FB可以寫為 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 220()B GLF L H g???? ?? 制動(dòng)強(qiáng)度 q 可以寫為 220()Lq L H g???? ?? （ 225） 附著系數(shù)利用率可以寫為 220()LL H g? ??? ?? （ 226） 可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力 FB1為 1 1 1 2()Bf G L q H gF F F L? ??? ? ? F180。f1=F180。 空載的情況 1）當(dāng) θ=θ0 時(shí)，有： FB1=Fθ1， FB2=Fθ2，故 FB=Gθ=magθ q=θ=； ε =q/φ=1 FB1=Fθ1=G(L2+qhg)θ/L Ff1=FB1 F180。f1=F180。若取 θ=，則 制動(dòng)力 FB可以寫為 110()B GLF L H g???? ?? （ 223） 制動(dòng)強(qiáng)度