【正文】 ............ 18 回位彈簧剛度強度的校核 .................................................................................. 19 根據(jù)工作條件選擇材料并確定許用應(yīng)力 ................................................... 20 根據(jù)強度條件計算彈簧鋼絲直徑 .............................................................. 20 根據(jù)剛度條件，計算彈簧圈數(shù) ................................................................. 20 驗算 ......................................................................................................... 20 驅(qū)動軸的強度校核 ............................................................................................ 21 軸的強度校核 ........................................................................................... 21 花鍵連接強度計算 .................................................................................... 22 第 6 章 總結(jié) .................................................................................................................. 23 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................. 24 致 謝 ........................................................................................................................... 25 附錄 圖紙列表 ............................................................................................................... 26 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 1 第 1 章 緒論 課題背景 制動器是汽車制動系統(tǒng)中真正使汽車停止下來的部件， 現(xiàn)代汽車的制動裝置一般有以下要求：以較短的距離實現(xiàn)制動； 具有穩(wěn)定的制動效果； 制動裝置具備足夠的強度，且耐久性良好； 檢測方便，更換起來不復(fù)雜；因此制動系統(tǒng)的良好設(shè)計有利于提高汽車的整體性能。利用盤式制動器能提高汽車主動安全性，并且較好的解決了制動噪音污染、維修頻繁、易受粉塵污染等鼓式制動器無法解決的 問題 [1]。 目前的轎車一般都采用液壓式制動器， 一般 只有 裝載質(zhì)量在 8 千克 以上的載貨汽車和大客車 才使用 氣壓式制動系統(tǒng) 。 主要 涉及到的 零部件有制動盤、 制動塊 、制動鉗、 活塞 等?？傊?作為一種新的制動部件，盤式制動器正越來越廣泛地應(yīng)用于轎車、客車、重型載貨車上，因此具有廣闊的市場前景。但盤式制動器在制動響應(yīng)和制動控制方面的表現(xiàn)更好一些。在長距離的坡路上駛下，盤式制動器在固定的制動壓力下，完全不失去初始性能，汽車能全程保持一定的速度行駛。持續(xù)制動后，在同等制動壓力下，盤式制動器產(chǎn)生的制動力只是略有下降，而鼓式制動器的制動力下降非常大，這兩種制性動器的安全因數(shù)有著很大的差別。與鼓式制動器相比，盤式制動器的優(yōu)點具體如下：（ 1）穩(wěn)定性好。另外由于盤式制動器的制動力矩與其制動油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線性關(guān)系，同時無自行增勢作用，因此在制動過程中制動力矩增長較和緩，與鼓式制動器相比，能保證制動的穩(wěn)定性。因為摩擦襯塊的尺寸不大，其工作表面面積僅為制動盤表面面積的 15%左右，再加上制動盤采用通風(fēng)設(shè)計，故散熱性好。（ 4）盤式制動器的摩擦襯塊比鼓式制動器的摩擦襯塊在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也較簡單，維修、保養(yǎng)也容易。（ 6）易于構(gòu)成多回路制動驅(qū)動系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有較好的安全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)安全地制動。 1— 警告片 2— 背板 3— 摩擦襯塊 4— 制動盤 圖 1— 1 盤式制動器的報警裝置 但是盤式制動器還是存在一些缺陷的，比如難于完全防止塵污和銹蝕，擠壓制 動片的作用力必須較大，制動片磨損快等，所以進(jìn)一步研究并完善盤式制動是非常有必要的，研究這個項目，是為了了解汽車盤式制動器的結(jié)構(gòu)，從中得到相關(guān)知識，掌握機械設(shè)計的過程和原理，并把自身所學(xué)應(yīng)用到實際的設(shè)計中，也是一次對大學(xué)四年所學(xué)知識的回顧。而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)健裝置，是汽車上最重要的安全件。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)。因此，我選擇盤式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計作為研究對象，通過自己的研究體會設(shè)計的過程，同時增強對專業(yè)知識的掌握。制動盤上聯(lián)接著制動鉗，其構(gòu)造又可分為定鉗盤式和浮鉗盤式。另外在制動盤制動塊方面，許多汽車公司進(jìn)行了設(shè)計和改進(jìn)，比如 SAB Wabco 公司設(shè)計的脈狀通風(fēng)設(shè)計盤 [5]和 VOLVO 汽車公司設(shè)計的目測磨損指示器 [6]。由于交變應(yīng)力及熱應(yīng)力的作用 , 制動盤表面也容易產(chǎn)生表面疲勞磨損 [8]，所以提高制動盤的硬度，才能獲得了較好的效果。陶瓷制動盤 ,準(zhǔn)確地說是用碳纖維材料制造的制動盤。配合鉆孔、劃線，讓整套制動系統(tǒng)的性能更加優(yōu)越。 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3 再如電子制動 系統(tǒng)如 ABS 的需求作 用日益明顯 [13][14][15]。對傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)產(chǎn)品來說，“低端轎車高配置”將是現(xiàn)在市場需求的一種新特點?？梢哉f未來幾年盤式制動器將會越來越完善，在國內(nèi)也將會得到快速的推廣和應(yīng)用 [14]。主要研究的方案集中在制動鉗的設(shè)計，主油缸的設(shè)計，管路的分布設(shè)計及部分零件的設(shè)計，如制動盤，制動塊，活塞等。 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 第 2 章 總體方案的確定 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計的主要目標(biāo)是進(jìn)一步研究盤式制動系統(tǒng)的傳動原理，并在此基礎(chǔ)上得到相關(guān)的可行的改進(jìn)方案，通過比較篩 選，挑選最佳的方案進(jìn)行研究，以獲得最理想的制動效果。 主要的研究內(nèi)容是整個盤式制動系統(tǒng)的傳動原理，即借助零部件，機構(gòu)等完成制動全過程的方法。制動器的設(shè)計直接影響制動效果的發(fā)揮，主油缸的設(shè)計也關(guān)乎制動性能，更涉及人們的生命安全，不同制動管路的分布起到不同的制動效果，我們需要設(shè)計出一種保護(hù)乘用人的生命安全的最佳的分布方式。剎車時， 將施加到制動踏板 1的力通過真空助力器 2傳遞給制動主油缸 3，在制動總泵3 內(nèi)產(chǎn)生液壓，該液壓通過制動液管再傳遞給各個車輪的制動分泵（即 制動 卡 鉗 4），通過擠壓各個車輪分泵的 活塞 將制動塊 4 壓向制動盤 6，利用 摩擦 力獲得 制動 力，當(dāng)松開制動踏板 1 后，制動主油缸 3內(nèi)的活塞在回位彈簧的作用下回復(fù)到原來的位置，油管和主油缸里的壓力消失，制動塊 5 和制動鉗 4 也回位，摩擦力消失 ，制動解除 。 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 5 設(shè)計方案 設(shè)計方案的確定是依照已經(jīng)存在的盤式制動形式，進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計和材料的選用更新，以達(dá)到更好的制動效果。 制動鉗的方案選擇 制動鉗存在于盤式制動器上，汽車在行駛過程中，制動盤隨著車輪轉(zhuǎn)動，制動鉗是固定不動的，當(dāng)制動時，制動鉗夾住制動盤完成制動作用。 （ 1）鉗盤式制動器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動塊，制動塊裝在卡鉗支架內(nèi)，旋轉(zhuǎn)的制動盤夾在兩塊制動塊之間，制動盤是用螺栓固定在輪轂上。但因摩擦襯塊的面積較小。按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式，鉗盤式制動器可分為定鉗式和浮鉗式，他們有各自的優(yōu)缺點。一般用在跑車和大型車輛上。 1— 回位彈簧 2— 制動鉗體 3— 導(dǎo)向支撐銷 4— 活塞 5— 制動塊 6制動盤 圖 2— 2 固定鉗盤式制動器 ②浮鉗式制動器（如圖 2— 3所示）：制動時在主油缸產(chǎn)生的油液壓力通過油管傳遞到了制動鉗處的輪缸處，推動里面的活塞，再使活塞推動該側(cè)活動的制動塊，制動塊壓向制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固定于其上的制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動塊的受力均等為止，制動鉗和導(dǎo)向銷和卡鉗支 架連接在一起，可以在其上移動。一般轎車都選用這種結(jié)構(gòu)。這種制動器的散熱性能極差，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，現(xiàn)在的轎車基本都不采用這種制動方式，可以說這種制動器已經(jīng)被淘汰，其結(jié)構(gòu)如圖 2— 4 所示。制動鉗的布置可 以在車軸之前或之后，制動鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物，位于軸后則可減小制動時輪轂軸承的徑向合力。一般地，串聯(lián)制動總泵將液壓系統(tǒng)分成前輪與后輪，或右前輪與左后輪和左前輪與右后輪兩個系統(tǒng)獨立工作。 （ 1）單制動總泵（如圖 25所示）： 現(xiàn)在已經(jīng)幾乎不被采用，因為如果液壓系統(tǒng)中一個地方系統(tǒng)液泄漏，那么整 個車輪的制動將會失效，因此在前輪與后輪的制動液管之間，分別設(shè)置一個安全缸，這 樣，即使其中一個發(fā)生泄漏，馬上切斷該系統(tǒng)的油路，另一套液壓系統(tǒng)也能正常工作，那么制動總泵就能確保它的安全性。儲油罐中的油流入主缸的前、后腔，在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓，分別經(jīng)各 自得出油閥和各自的管路傳到前、15湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 7 后制動器的輪缸。 當(dāng)踩下制動 踏板時，先是制動踏板傳動機構(gòu)通過制動推桿推動后腔活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此空間內(nèi)油壓升高。接著當(dāng)繼續(xù)踩下制動踏板時，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，最后使前、后制動器制動。 撤出踏板力后，制動踏板機構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動液在壓力作用下推開回油閥流回主缸，于是解除制動 。此時在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。若與后腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，起先只有后缸活塞前移，而不能推動前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。 由此可見，采用這種主缸的雙回路液壓制動系，當(dāng)制動系統(tǒng)中任一回路失效時，串聯(lián)雙腔制動主缸的另一腔仍能工作，只 是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動距離增長，制動力效能降低。 制動管路的方案選擇 制動液管的主要作用是將來自主油缸的液壓傳遞給制動分泵。最常見的是前后輪制動管路各成獨立的回路系統(tǒng)和前 后輪制動管路呈對角連接的兩個獨立的回路系統(tǒng)。為了提高制動驅(qū)動機構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的系統(tǒng)，即雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將汽車的全部行車制動器的液壓管路 分成兩個或更多個相互獨立的回路，以便當(dāng)一個回路發(fā)生故障失效時，其他回路仍能可靠地工作，實現(xiàn)制動效果。這種管路布置方案在各類汽車上均有采用，但在貨車上用得最廣泛。當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將明顯降低并小于正常情況下的一半。 （ 2）前、 后輪制動管路呈對角連接的兩個 獨立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車輪制動器與后橋的對側(cè)車輪制動器同屬于一個回路，稱交叉型，簡稱 X型，如圖 26（ b） 所示 。 （ 3） 左、右前輪制動器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動器輪缸構(gòu)成一個獨立的回路，即 HI型。 （ 4）兩個獨立的回路分別為兩側(cè)前輪制動器的半數(shù)輪缸和一個后輪制動器所組成，即 LL型。 （ 5）兩個獨立的回路均由每個前、后制動器 的半數(shù)缸所組成，即前、后半個軸對前、后半個軸的分路型式，即 HH 型。這種型式的雙回路系統(tǒng)的制動效果最好。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） 1雙腔制動主缸 2雙回路系統(tǒng)的一個分路 3雙回路系統(tǒng)的另一個分路 圖 26 雙回路系統(tǒng)的 5 種分路 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第 3 章 盤式制動器主要部件的設(shè)計 制動盤的設(shè)計 制動盤的直徑 制動盤的直徑應(yīng)盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯塊的單位壓力和工作溫度。通常。本設(shè)計中選用汽車的輪胎規(guī)格為 205/55R16，可知輪輞的直徑 為16? =， ? (70%～ 79%)=～ ,根據(jù) 參考文獻(xiàn) [17]查得， 在 此范圍內(nèi)，制動盤的直徑選取為 315mm。為使質(zhì)量不致太大，制動盤的厚度