【正文】 .............................9 同步附著系數(shù)的確定及計算 ................................................................13 制動力、制動強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率的計算 ....................................15 滿載時的情況 ..............................................................................15 空載的情況 ..................................................................................17 制動器最大制動力矩的計算 ................................................................19 本章小結(jié) ................................................................................................19 第 3 章 盤式制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................20 盤式制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)和步驟 ....................................................20 盤式制動器的主要零部件設(shè)計和三維造型 ........................................20 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 II 制動盤 .......................................................................................... 21 制動襯塊 ...................................................................................... 22 制動鉗 .......................................................................................... 23 制動鉗支架 .................................................................................. 24 盤式制動器總成裝配圖 .............................................................. 26 本章小結(jié) ............................................................................................... 26 第 4 章 盤式制動器的校核計算 ........................................................................ 27 摩擦襯塊的磨損特性計算 ................................................................... 27 制動器的熱容量和溫升的核算 ............................................................ 28 盤式制動器制動力矩的校核 ............................................................... 29 本章小結(jié) ............................................................................................... 32 結(jié)論 ...................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 34 致謝 ...................................................................................................................... 36 附錄 1 ................................................................................................................... 38 附錄 2 ................................................................................................................. 364 附錄 3 ................................................................................................................... 48 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 對制動器的早期研究側(cè)重于試驗研究其摩擦特性，隨著用戶對其制動性能和使用壽命要求的不斷提高，有關(guān)其基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面的研究也在深入進(jìn)行。盤式制動器被普遍使用。汽車制動過程實際上是一個能量轉(zhuǎn)換過程，它把汽車行駛時產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為熱能。 目前在我國，盤式制動器由于其優(yōu)良的制動效能和制動恒定性能正在各類汽車工具上廣泛使用。而盤式制動器能提高汽車的主動安全性 ,又較好地解決了制動過程中粉塵污染、制動噪音污染、維修頻繁等鼓式制動器無法解決的問題 [4],在汽車上的應(yīng)用必將更廣泛。 研究目的及意義 汽車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等眾多指標(biāo)，也對設(shè)計提出了更高的要求。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能、長壽命的制動系統(tǒng)。 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運(yùn)用得最方便的交通工燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 具。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。 單就制動器結(jié)構(gòu)而言，相比鼓式制動器，盤式制動器有著 顯著的優(yōu)勢。 鑒于公路條件的不斷改善，車輛性能尤其是車速的不斷提高，這對汽車的制動安全性提出了更高的要求。盤式制動器正在逐步取代鼓式制動器而成為主流的制動器結(jié)構(gòu)，所以改進(jìn)其結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其設(shè)計有著非常重要的現(xiàn)實意義。 盤式制動器結(jié)構(gòu)形式及其選擇 盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式 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 定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。 ② 浮動盤式制動器： 浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體是浮動的。故有滑動和擺動之分，其中滑動應(yīng)用的較多。制動時在油液壓力作用下，活塞推動活動制動塊總成壓靠到制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊總成壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊總成受力均等為止。這樣就要求制動摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做成楔形的 (摩擦表面對背面的傾斜角為 6176。在使用過程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻 (一般約為 l mm)后即應(yīng)更換。 （ 2）全盤式 在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。 盤式制動器的優(yōu)缺點 盤式制動器比鼓式制動器的優(yōu)點： （ 1） 熱穩(wěn)定好，原因是一般無自行増力作用，襯塊摩擦表現(xiàn)壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻，此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄的中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機(jī)械衰退，制動盤的軸向膨脹極小， 徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機(jī)械衰退問題，因此，前輪采用盤式制動器。 （ 2） 水穩(wěn)定性好，制動塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多，又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。 （ 3） 制動力矩與汽車運(yùn)動方向無關(guān)。 （ 5） 尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。 （ 7） 更換襯塊簡單容易。 （ 9） 易于實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。 盤式制動器的主要缺點： （ 1） 難以完全防止塵污和銹蝕（封閉的多片全盤式制動器除外）。 （ 3） 在制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)中必須裝有助力器。 第 1章 緒論 5 本設(shè)計盤式制動器的選擇 全盤式制動器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均是圓盤形，制動時盤表面與摩擦元件全部接觸。 這種制動器可以獲得較大的制動力，但是散熱性能較差，多采用油冷散熱方式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 固定鉗式盤式制動器的制動鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上，在制動鉗體上有兩個液壓油缸，其中各裝有一個活塞，制動時，兩個活塞同時推動制動襯塊壓緊制動盤，這種結(jié)構(gòu)又被稱為對置活塞式固定鉗式盤式制動器。 浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體是浮動的 [1]。該種制動器結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代轎車輕型客車的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 浮鉗盤式制動器 浮鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu) 如圖 13 所示為某轎車前輪浮鉗盤式制動器。制動盤內(nèi)外側(cè)的制動襯塊 7 和 8 卡在制動鉗支架上，允許軸向滑動但不準(zhǔn)上下竄動 [6]。 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 1——緊固螺栓 2——折疊防護(hù)套 3——制動鉗體 4——密封圈 5——活塞 6——輪缸防塵罩 7——內(nèi)制動塊 8——外制動塊 9——制動鉗支架 10——制動塊卡簧 11——放氣螺栓帽 12——放氣螺栓 13——制動鉗導(dǎo)向銷 圖 13 前輪浮鉗盤式制動器總成圖 浮鉗盤式制動器的工作原理 如圖 13 所示，對于單缸浮動鉗盤式制動器，其工作原理如下：踩下制動踏板時，由制動主缸來的液壓油進(jìn)入制動鉗輪缸內(nèi)，活塞 5 在液壓作用下將制動塊 7 壓在制動盤 (位于兩制動塊之間，圖中未示出 )上。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第 1章 緒論 7 圖 131 前輪浮鉗盤式制動器工作原理圖 制動間隙調(diào)整原理 當(dāng)活塞 1 在液壓作用下移向制動盤時，活塞矩形密封圈 3 的刃邊在活塞摩擦力作用下產(chǎn)生微量的彈性變形 δ，如圖 14 a 所示；解除制動時，活塞 1和制動塊在活塞矩形密封圈 3 的彈力作用下回位，如圖 14 b 所示。但解除制動時，矩形密封圈 3 所能將活塞 1 推回的距離同摩擦片磨損之前是相同的，即摩擦片與制動盤之間的間隙仍保持標(biāo)準(zhǔn)值，故矩形密封圈 3 除起到密封作用外，還兼起到活塞回位和自動調(diào)整間隙的作用。因此，本文的工作主要圍繞參數(shù)的設(shè)計計算、盤式制動器的三維建模和總成的裝配圖零件圖繪制三個方面展開進(jìn)行。 （ 2）制動器總成的三維造型建模 應(yīng)用 CATIA 軟件對盤式制動器總成進(jìn)行零件建模，最后得到的三維模型應(yīng)該真實地表達(dá)盤式制動器的結(jié)構(gòu)，以便三維建模對裝配圖和零件圖的繪制起到指導(dǎo)參照的作用效果。摩擦襯塊是整個盤式制動器總成中最關(guān)鍵的部件，對其磨損特性進(jìn)行校核可以保證制動襯塊的選材和設(shè)計的合理性；對溫升和熱容量進(jìn)行校核，是保證制 動器有良好散熱性的前提。 表 21 設(shè)計基本參數(shù) 參數(shù) 代號 數(shù)值 單位 空 /滿載質(zhì)量 m 1300/1950 kg 軸距 (滿載 ) L 2700 mm 空 /滿載質(zhì)心高 hg 695/750 mm 空載前軸荷 m01 620 kg 滿載前軸荷 mf1 850 kg 輪輞直徑 D 14 in 汽車質(zhì)心到前軸距離 a 與到后軸距離 b 的計算 （ 1） 滿載時 計算得： a= 1188mm b=1512mm （ 2） 空載時 計算得： a=1296mm b=1404mm 受力分析 圖 21 所示為汽車在水平路面上制動時的受力情況 [3]。另外，在以下的分析中還忽略了制動時車輪邊滾動邊滑動的情況，并且附著系數(shù)為定值 θ。 令 dudt =qg ,q 稱為制動強(qiáng)度。 以上式子 [4]表明：汽車在附著系數(shù) θ 為任一確定值時，各軸車輪附著力即極限制動力并不是常數(shù)，而是制動強(qiáng)度 q 或 FB 的函數(shù)。 顯然，最后一種情況的附著條件利用得最好。如果汽車前、后輪制動器的制動力 Ff1，