【正文】 ling目 錄摘要 I1 緒論 1 1 2 3 42 制動器的結(jié)構(gòu)形式選擇 5 5 7 8 83 制動系的主要參數(shù)及選擇 10 11 15 17 18 制動器因數(shù) 19 204 制動器的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 21 21 22 23 24 255 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 27 27 28 28 28 29 296 制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇與計(jì)算 31 31 36 38 38 39 40 407 制動性能分析 42 42 42 43 43 44結(jié) 論 45致 謝 46參考文獻(xiàn) 47附錄A 外文翻譯 48附錄B 制動器裝配圖及三維建模 57附錄C MATELAB編制制動力分配曲線 63691緒論 制動系統(tǒng)的基本概念：使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為制動；汽車上裝設(shè)的一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進(jìn)行一定程度的制動，這種可控制的對汽車進(jìn)行制動的外力稱為制動力；這樣的一系列專門裝置即稱為制動系。這兩個(gè)制動系是每輛汽車必須具備的。　　控制裝置：包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件?！　“粗苿幽茉磥矸诸?，行車制動系可分為，以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系稱為人力制動系；完全靠由發(fā)動機(jī)的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動的則是動力制動系，其制動源可以是發(fā)動機(jī)驅(qū)動的空氣壓縮機(jī)或油泵；兼用人力和發(fā)動機(jī)動力進(jìn)行制動的制動系稱為伺服制動系。專門用于掛車的還有慣性制動系和重力制動系。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動系可稱為組合式制動系。當(dāng)今汽車行業(yè)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，人類對汽車的性能要求也越來越高。這也是汽車設(shè)計(jì)人員不斷追求的目標(biāo)。雖然盤式制動器的使用經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)在有所提高，但是與鼓式制動器比起來還是貴得多?！　∧Σ敛牧犀F(xiàn)在更大程度的向有機(jī)材料類型轉(zhuǎn)變，這對盤式制動器的發(fā)展來說是一個(gè)契機(jī)，可以使得氣壓盤式制動器在更高的溫度下運(yùn)行，而鼓式制動器材料是不能承受這樣的溫度的?！　∫虼?，汽車制動器未來的發(fā)展重點(diǎn)是浮鉗式盤式制動器。另外，作為需要在增大制動力的一種制動產(chǎn)品，雙盤式制動器在商用車應(yīng)用的氣壓式雙盤式制動器將是未來發(fā)展的方向。隨著BBW技術(shù)的發(fā)展，盤式電動制動器是未來發(fā)展的重點(diǎn)方向。國外從70年代就開始禁止采用石棉用做制動材料，我國在1999年修改的GB126761999法規(guī)也明確規(guī)定“2003年10月1日之后，制動襯片應(yīng)不含石棉”。主要使用玻璃纖維、芳香族聚酰纖維或其它纖維（碳、陶瓷等）作為加固材料。 目前國內(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。另外，國內(nèi)還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。但不管如何，未來汽車制動摩擦材料必須是環(huán)?；?、安全化、輕量化以及低成本的原則。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統(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)車輛控制的智能化。有一個(gè)巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。 課題主要內(nèi)容：題目簡介：后輪驅(qū)動；總長4300mm；總寬1790mm；軸距2576mm；前輪距1460mm；后輪距1473mm；整備質(zhì)量1598kg；，最大功率85kw/5500r/min，最大轉(zhuǎn)矩158 N根據(jù)所給商務(wù)車的技術(shù)參數(shù)及性能參數(shù)，并綜合考慮制動器的設(shè)計(jì)要求，如下：1）具有足夠的制動效能。3）在任何速度下制動時(shí)，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。5）制動能力的熱穩(wěn)定性良好。7）制動時(shí)，制動系產(chǎn)生的噪聲盡可能小，同時(shí)力求減少散發(fā)出對人體有還的石棉纖維等物質(zhì)，以減少公害。9）摩擦襯片應(yīng)有足夠的使用壽命。11）當(dāng)制動驅(qū)動裝置的任何元件發(fā)生故障并是使基本功能遭到破壞時(shí)，汽車制動系應(yīng)有音響或光信號等報(bào)警提示。 課題研究方案：1）制動器的結(jié)構(gòu)方案分析及選擇。2）制動系的主要參數(shù)及其選擇。3）制動器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。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。車輪制動器的制動鼓均固定在輪鼓上。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。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)。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。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。 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。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。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。（3）雙向雙領(lǐng)蹄式制動器（d）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。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。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。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。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。（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。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。其浮動方式有兩種，一種是制動鉗體可作平行滑動；另一種是制動鉗體可繞一支承銷擺動。它們的制動油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動塊總成是活動的，而另一側(cè)的制動塊總成則固定在鉗體上。對擺動鉗式盤式制動器來說，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。左右)。這種制動器具有以下優(yōu)點(diǎn)：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進(jìn)一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動器廣泛。汽車制動時(shí)不易跑偏。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。（4） 易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。（6） 壓力在制動襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。（8） 襯塊與制動盤之間的間隙?。ǎ?，從而縮短了制動協(xié)調(diào)時(shí)間。（10） 能方便地實(shí)現(xiàn)制動器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。（2） 兼作駐車制動器時(shí)，所需附加的手驅(qū)動機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。（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。因此，散熱對制動系統(tǒng)是十分重要的。越是跑得快的汽車，制動起來所產(chǎn)生的熱量越大，對制動性能的影響也越大。所以，現(xiàn)代轎車的車輪除了使用鋁合金車圈來降低運(yùn)行溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動器。例如對制動器和制動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，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%－80%，因此前輪制動力要比后輪大。但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動器的轎車日益增多，尤其是中高級轎車，一般都采用了盤式制動器。根據(jù)制動盤的不同，盤式制動器還可分為普通盤式和通風(fēng)盤式。通風(fēng)盤式就是空心的，顧名思義具有通風(fēng)功效，指的是汽車在行使當(dāng)中產(chǎn)生的離心力能使空氣對流，達(dá)到散熱的目的，這是由盤式碟片的特殊構(gòu)造決定的。由于制造工藝與成本的關(guān)系，一般中高級轎車中普遍采用前通風(fēng)盤、后普通盤的制動片。值得一提的是，在前輪使用通風(fēng)盤正在逐步取代使用實(shí)心盤。綜上所述，本次商務(wù)車設(shè)計(jì)，前后輪均采用浮動鉗盤式制動器。第三章：制動器主要參數(shù)及其選擇盤式制動器設(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)國家標(biāo)準(zhǔn)確定出整車總布置參數(shù)。之后再根據(jù)各項(xiàng)演算和比較的結(jié)果，對初選的參數(shù)進(jìn)行必要的修改，直到基本性能參數(shù)能滿足使用要求為止；最后進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析。輪胎有效半徑：365mm 汽車制動時(shí)，如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度的車輪，其力矩平衡方程為 ()式中：——制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，N假設(shè)當(dāng)時(shí)速，至汽車停止時(shí)速度。由，得 ` 由前后輪分配可知：(假設(shè))前輪的其中一個(gè)輪 后輪的其中一個(gè)輪 因此，由公式（）求得 ；令 ()并稱之為制動器制動力，它是在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，又稱為制動周緣力。取決于制動器的結(jié)構(gòu)型式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)及車輪有效半徑等，并與制動踏板力即制動系的液壓成正比。但地面制動力受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 ≤ () () 式中：——輪胎與地面間的附著系數(shù)；——地面對車輪的法向反力。此后制動力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以圖 制動力與踏板力的關(guān)系 制動時(shí)的汽車受力圖阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。根據(jù)汽車制動時(shí)的整車受力分析（），并考慮到制動時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對前、后軸車輪的法向反力為 ()式中：G——汽車所受重力； L——汽車軸距；——汽車質(zhì)心離前軸距離；——汽車質(zhì)心離后軸距離； ——汽車質(zhì)心高度； g——重力加速度； ——汽車制動減速度。由式（）、式（）求得前、后軸車輪附著力 （37）在此取附著系數(shù)，因此求得10151N 4564N上式表明：汽車在附著系數(shù)為任意確定值的路面上制動時(shí)，各軸附著力即極限制動力并非為常數(shù)，而是制動強(qiáng)度或總制動力的函數(shù)。第（3）種情況的附著條件利用得最好。由式()知前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動器的制動力，是的函數(shù)。圖 某汽車的I曲線和曲線將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱I曲線，如圖 3. 3所示。目前大多數(shù)兩軸汽車的前、后制動器制動力之比值為一定值，并以前制動與汽車總制動力之比表明分配的比例，稱為汽車制動器制動力分配系數(shù)： （）由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動周緣力，故通稱為制動力分配系數(shù)。 由式()可表達(dá)為 ()上式在圖 (1)/的直線，是汽車實(shí)際前、后制動器制動力分配線，簡稱線。它是汽車制動性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。 求得 對于前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在附著系數(shù)等于同步附著系數(shù)的路面上，前、后車輪制動器才會同時(shí)抱死。它雖是一種穩(wěn)定工況，但喪失轉(zhuǎn)向能力。(3)當(dāng)，制動時(shí)汽車前、后輪同時(shí)抱死，是一種穩(wěn)定工況，但也失去轉(zhuǎn)向能力。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動減速度為du/dtg，即，q為制動強(qiáng)度。附著條件的利用情況用附著系數(shù)利用率(附著力利用率)表示： ()算得 式中：——汽車總的地面制動力；G——汽車所受重力；——制動強(qiáng)度。直至20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)道路條件還不很好，汽車行駛速度也不很高，后輪抱死側(cè)滑的后果也不顯得像前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力那樣嚴(yán)重，因此往往將值定得較低，即處于常遇附著系數(shù)范圍的中間偏低區(qū)段。由于車速高，它不僅會引起側(cè)滑甩尾甚至?xí){(diào)頭而喪失操縱穩(wěn)定性。因此各類轎車和一般載貨汽車的值有增大的趨勢。在汽車總重和質(zhì)心位置已定的條件下，的數(shù)值就決定了前后制動力的分配比。首先，所選的應(yīng)使得在常用路面上，附著系數(shù)利用率較高。從緊急制動的觀點(diǎn)出發(fā)，值宜取高些。此外，的選擇還與汽車的操縱性、穩(wěn)定性的具體要求有關(guān)，與汽車的載荷情況也有關(guān)。因此，不可能選一盡善盡美的值，只有根據(jù)具體條