鼓式制動系統(tǒng)的設(shè)計說明書

1、概括中國汽車市場發(fā)展迅速，汽車是汽車發(fā)展的方向。然而，隨著汽車保有量的增加，其帶來的安全問題也越來越受到人們的關(guān)注，而制動系統(tǒng)是汽車主動安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開發(fā)高性能的制動系統(tǒng)來保證安全駕駛是我們需要解決的主要問題。此外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高設(shè)計效率、降低成本等，提高產(chǎn)品的市場競爭力，成為企業(yè)成敗的關(guān)鍵。本使用說明書主要介紹鼓式制動系統(tǒng)的設(shè)計。首先介紹了汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)和分類。此外，還介紹了制動器和制動總泵的設(shè)計計算，主要部件的參數(shù)選擇。關(guān)鍵詞：剎車；鼓式制動器；目錄 TOC o 1-3 f h z HYPERLINK l _Toc2976744

2、6 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc29767446 h 1 HYPERLINK l _Toc29767447 1.1制動系統(tǒng)設(shè)計意義 PAGEREF _Toc29767447 h 1 HYPERLINK l _Toc29767448 1.2制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc29767448 h 1 HYPERLINK l _Toc29767449 1.3該制動系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標(biāo) PAGEREF _Toc29767449 h 2 HYPERLINK l _Toc29767450 1.4該制動系統(tǒng)的設(shè)計要求 PAGEREF _Toc29767450 h 2 HYPERLINK l

3、 _Toc29767451 第 2 章鼓式制動系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc29767451 h 3 HYPERLINK l _Toc29767452 2.1鼓式制動器分析 PAGEREF _Toc29767452 h 3 HYPERLINK l _Toc29767455 2.2制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選擇3 HYPERLINK l _Toc29767456 2.2.1簡易制動系統(tǒng)5 HYPERLINK l _Toc29767457 2.2.2動態(tài)制動系統(tǒng)5 HYPERLINK l _Toc29767458 2.2.3伺服制動系統(tǒng)6 HYPERLINK l _Toc29767464 第 3 章

4、制動系統(tǒng)設(shè)計計算9 HYPERLINK l _Toc29767465 3.1制動系統(tǒng)主要參數(shù)值9 HYPERLINK l _Toc29767466 3.1.1相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)9 HYPERLINK l _Toc29767467 3.1.2同步附著系數(shù)分析9 HYPERLINK l _Toc29767468 3.2剎車相關(guān)計算10 HYPERLINK l _Toc29767469 3.2.1確定前后橋制動力矩分配系數(shù) 10 HYPERLINK l _Toc29767470 3.2.2制動力矩的確定 PAGEREF _Toc29767470 h 1 0 HYPERLINK l _Toc297674

5、71 3.2.3后輪制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc29767471 h 1 0 HYPERLINK l _Toc29767473 3.3制動器制動效率系數(shù)計算 PAGEREF _Toc29767473 h 1 2 HYPERLINK l _Toc29767474 HYPERLINK l _Toc29767476 3.4制動器主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc29767476 h 1 2 HYPERLINK l _Toc29767484 第4章制動性能分析15 HYPERLINK l _Toc29767485 4.1制動性能評價指標(biāo)15 HYPERLINK l

6、_Toc29767486 4.2制動效率15 HYPERLINK l _Toc29767487 4.3制動效率的一致性15 HYPERLINK l _Toc29767488 4.4制動時汽車的方向穩(wěn)定性15 HYPERLINK l _Toc29767489 4.5制動力分布曲線分析16 HYPERLINK l _Toc29767490 4.6制動減速度17 HYPERLINK l _Toc29767491 4.7制動距離S 17 HYPERLINK l _Toc29767492 4.8摩擦片（墊）磨損特性的計算18 HYPERLINK l _Toc29767493 4.9駐車制動計算19 HY

7、PERLINK l _Toc29767494 第5章總則21 HYPERLINK l _Toc29767495 參考文獻(xiàn)22介紹制動系統(tǒng)設(shè)計的意義汽車是現(xiàn)代交通中使用最多、最普遍、最方便的交通工具。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤上的重要系統(tǒng)，是限制汽車運(yùn)動的裝置。制動器是制動系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，直接限制汽車的運(yùn)動，是汽車中最重要的安全部件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全。隨著高速公路行業(yè)的快速發(fā)展和交通密度的不斷提高，人們對安全性和可靠性的要求也越來越高。為了確保人和車輛的安全，車輛必須配備非?？煽康闹苿酉到y(tǒng)。本課程的設(shè)計主題是鼓式制動系統(tǒng)設(shè)計。通過查閱相關(guān)資料，運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，進(jìn)行構(gòu)

8、件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。使其滿足以下要求：有足夠的制動效率，保證汽車的安全；同時，在材料的選擇上盡量使用對人體無害的材料。制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀車輛在行駛過程中需要經(jīng)常剎車。由于制動性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全，因此制動性能是車輛最重要的性能之一。提高車輛的制動性能一直是車輛設(shè)計的一個重要方面。制造和使用部門的重要任務(wù)。當(dāng)車輛在制動時，由于車輛受到與行駛方向相反的外力，車輛的速度逐漸降低到0。因此，制動過程的受力分析是整車試驗設(shè)計的基礎(chǔ)。由于這個過程比較復(fù)雜，在實踐中一般只能建立簡化的模型分析。通常人們主要從三個方面來分析和分析制動過程。評估：1）制動效率：即制動距離和制動減速度；2）制動效率

9、的恒定性：即抗熱衰減性；3）剎車時汽車的方向穩(wěn)定性；目前對整車制動系統(tǒng)的研究主要通過路試或臺架進(jìn)行。由于在車輛的路試中車輪扭矩不易測量，因此與傳動系和制動系統(tǒng)相關(guān)的測試大多是通過間接測量來進(jìn)行的。在道路上行駛，車輪與地面之間的作用力是車輛運(yùn)動變化的基礎(chǔ)。在車輛的路試中，如果能夠方便地測量出車輪上扭矩的變化，就可以對車輛制動系統(tǒng)的性能進(jìn)行更全面的研究。測試數(shù)據(jù)和性能評估。該制動系統(tǒng)的目標(biāo)1）具有良好的制動性能2) 穩(wěn)定性好，制動性能好3）制動時車輛操縱穩(wěn)定性好4）制動效率熱穩(wěn)定性好制動系統(tǒng)設(shè)計要求制定了制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，確定了制動系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計。使用計算機(jī)輔助設(shè)計繪制裝配圖和零件圖。最后進(jìn)

10、行制動力分配規(guī)劃，并對設(shè)計的制動系統(tǒng)的各項指標(biāo)進(jìn)行評估和分析。第二章鼓式制動系統(tǒng)分析2.1 鼓式制動器鼓式制動器是最早的汽車制動器形式，在盤式制動器出現(xiàn)之前就已廣泛應(yīng)用于各種汽車。鼓式制動器分為鼓式制動器和外梁式鼓式制動器兩種結(jié)構(gòu)類型。鼓式制動器的摩擦元件是一對帶弧形摩擦瓦的制動蹄，后者安裝在制動底板上，制動底板固定在前橋或后橋的前梁上軸殼半套筒的法蘭上，轉(zhuǎn)動的摩擦元件是制動鼓。車輪制動器的制動鼓均固定在車輪鼓上。制動時，制動鼓的圓柱面與制動蹄摩擦路片的外表面作為一對摩擦面，在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱蹄式制動器。外梁式鼓式制動器的固定摩擦元件為帶摩擦片的制動帶，剛性較小。圓弧面作為一對摩擦

11、面，產(chǎn)生作用在制動鼓上的摩擦力矩，故又稱帶式制動器。在汽車制動系統(tǒng)中，帶式制動器曾經(jīng)僅在部分汽車中用作中央制動器，而在現(xiàn)代汽車中很少使用。因此，鼓式制動器通常被稱為鼓式制動器，而鼓式制動器通常被稱為這種類型的鼓式結(jié)構(gòu)。鼓式制動器按制動蹄的類型分類：跟隨蹄剎如圖，如果圖上方的旋轉(zhuǎn)箭頭代表汽車前進(jìn)時制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向（制動鼓正向旋轉(zhuǎn)），則蹄塊1為引導(dǎo)蹄塊，鞋2為從鞋。當(dāng)汽車倒車時，制動鼓的轉(zhuǎn)動方向變?yōu)榉聪蜣D(zhuǎn)動，因此主蹄和從蹄也相應(yīng)反轉(zhuǎn)。這種在制動鼓正反方向旋轉(zhuǎn)時始終具有導(dǎo)靴和從動靴的鼓式制動器稱為從動靴式制動器。前蹄上的摩擦力使蹄子更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱動量增蹄；而副蹄上的摩擦力使

12、蹄傾向于離開制動鼓，即摩擦力矩具有“降低電位”的作用，故又稱降電位蹄。 “電位增加”效應(yīng)增加了前蹄上的法向反作用力，而“電位減少”效應(yīng)減少了次蹄上的法向反作用力。從動蹄制動器的性能和穩(wěn)定性處于中等水平，但由于其在汽車前進(jìn)和后退時具有恒定的制動性能，而且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，因此也易于安裝駐車制動機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在中重型卡車的前后輪制動器和乘用車的后輪制動器中仍廣泛使用。雙導(dǎo)靴式制動器如果在汽車前進(jìn)時兩個制動蹄是引導(dǎo)蹄，則稱為雙引導(dǎo)蹄制動。很明顯，當(dāng)汽車倒車時，剎車的兩個剎車蹄就變成了副蹄，所以也可以稱為單向雙導(dǎo)蹄式剎車。如圖2-5(c)所示，兩個制動蹄分別由一個單活塞制動輪缸推動。對稱布置，因此，

13、兩蹄在制動鼓上的合力正好相互平衡，屬于平衡式制動器。雙引導(dǎo)蹄式制動器，前向制動效率高，但倒車時變成雙從動蹄式，大大降低了制動效率。這種結(jié)構(gòu)常用于中型車的前輪制動，因為這類車在前行制動時，前橋的動軸載和附著力大于后橋，倒車時則相反。 .雙向雙導(dǎo)蹄式制動器當(dāng)制動鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時，以雙制動助力作為導(dǎo)靴的制動器稱為雙向雙導(dǎo)靴制動器。它也屬于平衡制動器的范疇。由于雙向雙導(dǎo)蹄式制動器的制動性能在汽車前進(jìn)后退時不會發(fā)生變化，因此廣泛用于中輕卡和部分轎車的前后輪，但用作后輪時車輪制動器，另一個中央制動器為駐車制動器提供。單向助力制動如圖所示，單向助力制動器的兩個蹄下端通過頂桿連接，第二個制動蹄支撐在上制動底

14、板上的支撐銷上。由于制動時兩塊鞋的正常反作用力不能相互平衡，所以屬于不平衡制動。單向助力制動器在汽車前行制動時的制動效率很高，高于上述各種制動器，但在倒車時制動效率最低。因此，僅在少數(shù)輕型和中型面包車和轎車上用作前輪制動。雙向助力制動單向助力制動的單活塞制動輪缸更換為雙活塞輪式制動缸，上端的支撐銷也由兩個蹄共用，成為雙向助力制動。對于雙向助力剎車，無論汽車是向前剎車還是向后剎車，剎車都是助力剎車。雙向助力制動器在大型高速車上使用較多，常作為行車制動器和駐車制動器共用的制動器，但行車制動器是液壓產(chǎn)生的制動蹄的張開通過制動輪缸。施加制動力，通過帶有制動操縱桿的鋼絲繩和操縱桿等機(jī)械控制系統(tǒng)來操作駐車

15、制動。雙向助力制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因為駐車制動器要求制動器具有較高的正反轉(zhuǎn)制動性能，不用于緊急制動時不會產(chǎn)生駐車制動器.溫度高，所以其熱衰退問題并不突出。但由于結(jié)構(gòu)問題，在制動過程中散熱和排水性能較差，容易導(dǎo)致制動效率下降。因此，在汽車領(lǐng)域，逐漸退讓給碟剎。但由于成本相對較低，在一些經(jīng)濟(jì)型車輛上仍使用，主要用于制動負(fù)荷相對較小的后輪和駐車制動。該設(shè)計的最終設(shè)計是從動蹄制動器。2.2制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選擇2.2.1 簡易制動系統(tǒng)簡單的制動系統(tǒng)就是人力制動系統(tǒng)，它是依靠駕駛員作用在剎車塌板或手柄上的力作為制動力。有兩種類型的力傳輸，機(jī)械和液壓。機(jī)械力通過拉桿系統(tǒng)或鋼絲繩傳遞，結(jié)構(gòu)簡單

16、，成本低，運(yùn)行可靠，但機(jī)械效率低，僅用于中小型汽車的駐車制動裝置。液壓簡易制動系統(tǒng)通常稱為行車制動裝置的液壓制動系統(tǒng)。其優(yōu)點是動作滯后時間短（o.1s-o.3s），工作壓力大（可達(dá)10MPa-12MPa），缸徑小。它可以作為閘瓦的開啟機(jī)構(gòu)或閘塊的開啟裝置安裝在制動部件中。該壓緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量小，成本低。但其有限的動力傳動比限制了其在汽車中的使用。另外，當(dāng)液壓管路過熱時，會形成氣泡，影響傳動，即產(chǎn)生所謂的“汽阻”，降低制動效率，甚至失效。動力流體的粘度增加，降低了工作的可靠性，當(dāng)出現(xiàn)局部損壞時，整個系統(tǒng)就無法繼續(xù)工作。液壓簡易制動系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于乘用車、輕型及以下卡車和部分中型卡車。但由

17、于其操作繁重，無法滿足現(xiàn)代汽車提高操作輕便性的要求，因此目前僅用于微型車，已很少用于轎車和輕型車。2.2.2 動態(tài)制動系統(tǒng)動力制動系統(tǒng)是利用發(fā)動機(jī)動力形成的氣壓或液壓勢能作為車輛制動的全部力源，駕駛員作用在制動踏板或手柄上的力僅用于操縱控制元件在制動回路中。 .在簡單的制動系統(tǒng)中，踏板力與其行程之間的反比關(guān)系在動態(tài)制動系統(tǒng)中不存在，因此這里的踏板力較低，并且有足夠的踏板行程。動力制動系統(tǒng)分為三種：空氣制動系統(tǒng)、氣頂液壓制動系統(tǒng)和全液壓動力制動系統(tǒng)。1)、空氣制動系統(tǒng)空氣制動系統(tǒng)是最常見的一種動力制動系統(tǒng)，因為它可以獲得較大的制動力和驅(qū)動力，而且主車與牽引掛車與汽車列車之間的制動和驅(qū)動系統(tǒng)的連接

18、裝置簡單。結(jié)構(gòu)和易于連接。斷開和斷開非常方便，因此被廣泛應(yīng)用于總質(zhì)量在8t以上，特別是15t以上的卡車、越野車和乘用車上。但空氣制動系統(tǒng)必須使用空壓機(jī)、儲氣罐、制動閥等裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、外形尺寸大、成本高；管道內(nèi)氣壓的產(chǎn)生和排出速度較慢，動作滯后時間較長。長（o.3s-o.9s），因此，當(dāng)制動閥到制動氣室和儲氣罐的距離較遠(yuǎn)時，需要加裝氣動二級控制元件-繼動閥（即、加速閥）帶快速釋放閥；管路工作壓力低（一般為o.5MPa-o.7MPa），所以制動氣室直徑較大，只能放在制動器外，然后通過連桿和凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，增加非簧載質(zhì)量；此外，制動氣室排氣時噪音很大。2）、氣頂液壓制動系統(tǒng)氣頂液壓制動

19、系統(tǒng)是另一種動力制動系統(tǒng)，即以氣壓系統(tǒng)作為普通液壓制動系統(tǒng)主缸驅(qū)動力源的制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。它結(jié)合了液壓制動和氣動制動的主要優(yōu)點。由于氣動系統(tǒng)管路短，動作滯后時間也短。顯然，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，成本高，所以主要用于重型車輛，也有一些總質(zhì)量為9t-11t的中型車輛。3）、全液壓動力制動系統(tǒng)全液壓動力制動系統(tǒng)除了具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點外，還具有操作方便、制動響應(yīng)快、制動能力強(qiáng)、受空氣阻力影響小、使用方便的制動力調(diào)節(jié)裝置和防撬裝裝置，可與動力轉(zhuǎn)向、液壓懸掛、舉升機(jī)構(gòu)等輔助設(shè)備共享液壓泵、儲油罐的優(yōu)點。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精密零件多，對系統(tǒng)的密封性要求較高，因此并未得到廣泛應(yīng)用。2.2.3 伺服制動系統(tǒng)伺服

20、制動系統(tǒng)是在人力液壓制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，由其他能源提供的一組助力裝置。一種可以同時使用人力和動力的制動系統(tǒng)，即同時使用人力和發(fā)動機(jī)動力作為制動功能源。正常情況下，輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，但當(dāng)動力伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，液壓系統(tǒng)仍可靠人力驅(qū)動，產(chǎn)生一定的制動力。因此，它已廣泛應(yīng)用于中級及以上轎車和輕中型客車。根據(jù)伺服系統(tǒng)的能量不同，有真空伺服制動系統(tǒng)、氣動伺服制動系統(tǒng)和液壓伺服制動系統(tǒng)。它的伺服能量是真空能量（負(fù)氣壓能量）、氣壓能量和液壓能量。液壓分流系統(tǒng)形式的選擇為提高制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)應(yīng)至少有兩個獨立的系統(tǒng)，即應(yīng)為雙回路系統(tǒng)，即液壓或應(yīng)連接汽車所有行車

21、制動器的氣管。電路分為兩個或多個獨立電路，當(dāng)一個電路發(fā)生故障時，其他完好的電路仍能可靠工作。II型電路前后輪制動管路各自形成一個獨立的回路系統(tǒng)，即一軸對一軸的分流式，簡稱Type II。其特點是管路布置最簡單，可與傳統(tǒng)的單輪缸（或單制動氣室）鼓式制動器配套，成本低。這種分體式布置方案在各種轎車上都有使用，但在卡車上應(yīng)用最為廣泛。在這種分體式方案中，總后輪制動管路出現(xiàn)故障，一旦前輪制動抱死，就會失去過彎制動能力。對于前輪驅(qū)動的汽車，當(dāng)前輪管路出現(xiàn)故障，只對后輪進(jìn)行制動時，制動效果會明顯降低，不到正常情況的一半。另外，由于后軸載荷比前軸小，過大的踏板用力會鎖死后輪，導(dǎo)致汽車漂移。X環(huán)由后輪制動管路

22、對角連接的兩個獨立回路系統(tǒng)，即前軸一側(cè)的車輪制動器和后軸對側(cè)的車輪制動器屬于同一回路，稱為交叉式，簡稱X型。其特點是結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路故障時仍能保持50%的制動效率，制動力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)不發(fā)生變化，保證了對車輛的適應(yīng)性。制動時整車負(fù)荷。此時前后輪產(chǎn)生制動作用，使制動力不對稱，使前輪繞主銷向制動作用輪一側(cè)轉(zhuǎn)動，使汽車失去方向性。穩(wěn)定。因此，采用這種分力方案的汽車，主銷偏移量應(yīng)取負(fù)值（至20mm），使不平衡的制動力使車輪向相反方向旋轉(zhuǎn)，提高汽車的方向穩(wěn)定性。其他類型的電路左右前輪制動器的半輪缸與所有后輪制動輪缸組成一個獨立的回路，而兩個前輪制動器的另一半輪缸組成另一個回路，可視為一個半半

23、軸。分流型，簡稱KI型。兩條獨立的道路分別由兩側(cè)前輪剎車的半個輪缸和一個后輪剎車組成，即半軸和一個輪對另一半軸和另一個輪的珊瑚型，簡稱LL型。兩條獨立的回路由前后制動各半個氣缸組成，即前后半軸對前后半軸的分流式，簡稱HH型。這種類型的雙回路系統(tǒng)具有最好的控制性能。 HI、LL 和 HH 類型的紋理很復(fù)雜。 LL型和HH型任一電路發(fā)生故障時，前后制動力比與正常值相同，剩余總制動力可達(dá)到正常值的50%左右。 HL型單用電路，即一軸半時間的剩余制動力較大，但此時和LL型一樣，緊急制動時后輪很容易先抱死。第三章制動系統(tǒng)設(shè)計與計算3.1 制動系統(tǒng)主要參數(shù)3.1.1 相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)整車質(zhì)量：空載：155

24、0kg滿載：2000kg質(zhì)心位置：a=1.35mb=1.25m質(zhì)心高度：空載：hg=0.95m滿載：hg=0.85m軸距：L=2.6m軸距：L =1.8m最高時速：160km/h輪子工作半徑：370mm輪胎：195/60R14 85H同步附著系數(shù)： =0.63.1.2 同步附著系數(shù)分析(1)當(dāng) ：剎車時，后輪總是先抱死，此時后橋容易發(fā)生側(cè)滑，汽車失去方向穩(wěn)定性；(3)When = When：剎車時，汽車前后輪同時抱死，這是一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)，但同時也失去了轉(zhuǎn)向能力。分析表明，當(dāng)汽車在路面上以同步附著系數(shù)制動時（前后輪同時抱死），制動減速度為，即制動強(qiáng)度。在其他附著系數(shù)的路面上制動時，前輪或后輪

25、即將抱死時的制動強(qiáng)度這表明只有在=的路面上，才能充分利用地面附著力條件。根據(jù)相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)汽車是0.6，所以取=0.63.2 剎車相關(guān)計算3.2.1 確定前后橋制動力矩分配系數(shù)根據(jù)公式： (3-1)必須：3.2.2 制動器制動力矩的確定由輪胎-路面附著系數(shù)確定的前后橋最大附著力矩：(3-2)式中： 汽車所能遇到的最大附著系數(shù)；q制動強(qiáng)度；- 車輪的有效半徑；- 后橋的最大制動扭矩；G汽車的滿載質(zhì)量；L汽車的軸距；其中 q = = =0.66 (3-3)所以后軸= =1.57 Nmm后輪制動力矩= 0.785 Nmm前軸= T = =0.67 /(1-0.67) 1.57 =3.2 Nmm前輪制

26、動力矩為3.2 /2=1.6 Nmm3.2.3 后輪制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)和摩擦系數(shù)的選擇1.制動鼓直徑D輪胎尺寸為195/60R15 85H輪輞為 15 英寸輪輞直徑/英寸1213141516制動鼓直徑/mm車180200240260卡車220240260300320查表得到制動鼓直徑D =260mmD =15*25.4=381mm根據(jù)車D/在0.64到0.74之間選擇取 D/ =0.7D=266mm,2.制動蹄摩擦片包角和寬度b閘瓦摩擦片的包角選擇在=的圓內(nèi)。取=按單個制動器總襯片面積取200300取 A=300b/D=0.18b =0.18mm摩擦片初始角度的選擇根據(jù)= -( /2)=開啟力P的

27、作用線到制動器中心的距離a根據(jù)a=0.8R得到：a=0.8124.5=99.6mm閘瓦支撐銷中心坐標(biāo)位置k、c5、摩擦片的摩擦系數(shù)選擇摩擦片時，不僅希望其摩擦系數(shù)高，而且要求其熱穩(wěn)定性好，受溫度和壓力的影響較小。不宜單純追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，而應(yīng)提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的靈敏度的要求。計算假定理想條件下制動器的制動力矩，取f=0.3，使計算結(jié)果接近實際值。此外，在選擇摩擦材料時，應(yīng)盡量選用減少污染、對人體無害的材料。所以選擇摩擦系數(shù)f=0.33.3 剎車制動系數(shù)的計算領(lǐng)先的閘瓦系數(shù)：根據(jù)公式（3-5）h/b=2；c/b=0.8得到=0.792. 制動蹄從蹄因素：

28、根據(jù)公式（3-6）得到=0.483.4 制動器主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.剎車鼓制動鼓應(yīng)具有很好的剛性和較大的熱容量，制動時的溫升不應(yīng)超過限值。制動鼓材料應(yīng)與摩擦襯片相匹配，以保證運(yùn)行表面的高摩擦系數(shù)和均勻磨損。制動鼓相對輪轂的定心是由圓柱面的配合確定的，制動鼓的工作面是在兩者組裝緊固后完成的，以保證兩者的軸線重合。兩者組裝好后，需要進(jìn)行動態(tài)平衡。轎車允許不平衡量為15Ncm20Ncm，貨車允許不平衡量為30Ncm40Ncm。微型車要求制動鼓工作面的圓度和同軸度公差0.03mm，徑向跳動0.O5mm，靜不平衡1.5N.cm。制動鼓壁厚的選擇主要依據(jù)其剛度和強(qiáng)度。較大的壁厚也有利于提高其熱容量，但試驗

29、表明，當(dāng)壁厚從1 mm增加到20 mm時，摩擦面的平均最高溫度變化不大。鑄造制動鼓的壁厚一般轎車為7mm12mm，中重型卡車為13mm18mm。可以在制動鼓封閉側(cè)的外緣開一個小孔，檢查制動間隙。本設(shè)計中使用的材料是HT20-40。2.剎車蹄制動蹄的腹板和法蘭的厚度，汽車約為 3mm 至 5mm，卡車約為 5mm 至 8mm。摩擦片的厚度，轎車多為4.5mm5mm，卡車多為8mm以上。襯片可鉚接或粘貼在閘瓦上，粘貼可使磨損厚度更大，使用壽命增加，但不易更換襯片；鉚接噪音小。該剎車蹄所用材料為HT200。3.剎車底板制動底板是除制動鼓以外的制動器各部分的安裝底座，應(yīng)保證各安裝部分的正確位置。制動底

30、板承受制動工作時的制動反作用力矩，因此應(yīng)具有足夠的剛度。因此，由鋼板沖壓成型的制動基板僅具有凹凸形狀。重型車輛使用可連接鑄鐵KTH370-12的制動底板。剛度不足會導(dǎo)致制動扭矩降低、踏板行程增加和襯片磨損不均勻。此設(shè)計使用 45 號鋼。4.剎車蹄支撐二自由度制動篩的支撐結(jié)構(gòu)簡單，可自行定位制動蹄相對于制動鼓的位置。為了使制動蹄的工作面與制動鼓的工作面相匹配，軸承銷的一個自由度同軸，支撐位置應(yīng)可調(diào)。例如，使用偏心軸承銷或偏心件。支撐銷由 45 號鋼制成并經(jīng)過感應(yīng)淬火。它的支架是可鍛鑄鐵（KTH370-12）或球墨鑄鐵（QT400-18）件。青銅偏心輪保持制動蹄腹板軸承孔的完整性，并防止這些部件的

31、腐蝕和磨損。帶有長軸承銷的軸承可靠地保持制動蹄的正確安裝位置并避免側(cè)偏。有時在剎車底板上加一個壓緊裝置，使剎車蹄中部緊貼剎車底板，輪缸活塞頂塊或開啟機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)推桿端部開槽用于插入制動蹄腹板的開頭。 ，保持剎車蹄的正確位置。5.制動輪缸動力制動輪缸是液壓制動系統(tǒng)采用的活塞式制動蹄張開機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝在車輪制動器中。輪缸體采用灰口鑄鐵HT250。圓柱體只是一個通孔，需要鉆孔和研磨。活塞由鋁合金制成。活塞的外端用鋼制開槽頂塊壓緊，以支撐插入凹槽的制動蹄腹板或端接頭的末端。輪缸的工作腔由安裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞端面的橡膠杯密封。大多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑的活塞；少數(shù)有四個等直徑活塞；雙

32、先導(dǎo)制動器的兩個蹄片各由一個單活塞制動輪缸驅(qū)動。本設(shè)計采用HT250。第四章制動性能分析4.1 制動性能評價指標(biāo)汽車的制動性能主要從以下三個方面進(jìn)行評價：1）制動效率，即制動距離和制動減速度；2）制動效率的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3 ）汽車制動時的方向穩(wěn)定性，即汽車在制動時不偏離、不打滑、不失去轉(zhuǎn)向能力的性能。4.2 制動效率制動效率是指汽車以一定的初速制動，在良好的路面上停車時，汽車的制動距離或減速度。制動效率是制動性能中最基本的評價指標(biāo)。制動距離越小，制動減速度越大，汽車的制動性能就越好。4.3 制動效率的一致性制動效率的恒定性主要是指對熱衰減的抵抗力。當(dāng)汽車在高速或長坡下連續(xù)制動時保持制動

33、效率的程度。由于制動過程實際上是通過制動器的吸收將汽車的動能轉(zhuǎn)化為熱能，因此在制動器溫度升高后能否在冷態(tài)保持制動效率成為設(shè)計制動器時需要考慮的重要問題。 .4.4 剎車時汽車的方向穩(wěn)定性剎車時汽車的方向穩(wěn)定性通常通過剎車時汽車在給定路徑上行駛的能力來評估。如果發(fā)生制動、打滑或失去轉(zhuǎn)向能力。那么汽車就會偏離原來的路徑。汽車在制動過程中保持直線或遵循預(yù)定曲線的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的三個條件包括制動偏差、后軸打滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力。當(dāng)剎車、打滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，汽車會偏離給定的行駛路徑。因此，汽車在給定路徑上行駛的能力通常用于評價汽車在制動時的方向穩(wěn)定性，在測試制動距離和制動減速度兩個

34、指標(biāo)時需要測試通道的寬度。從制動偏差、側(cè)滑和轉(zhuǎn)向能力喪失等方面對方向穩(wěn)定性進(jìn)行了測試。剎車漂移的原因有兩個1）汽車左右輪特別是轉(zhuǎn)向軸左右輪制動力不均等。2）制動時懸架導(dǎo)桿系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拉桿運(yùn)動學(xué)不一致（相互干擾）前者是由于剎車調(diào)整錯誤，是非系統(tǒng)性的。后者是系統(tǒng)性錯誤。側(cè)滑是指車輛在制動時一個軸或兩個軸的車輪橫向打滑的現(xiàn)象。最危險的情況是高速制動時后橋打滑。為防止后橋打滑，應(yīng)同時鎖定前后橋或先鎖定前橋，后橋不鎖定。理論分析如下，實際評價以實驗為基礎(chǔ)。4.5 制動力分布曲線分析對于一般汽車來說，當(dāng)制動器的制動力足夠時，根據(jù)前后軸制動力的分布、負(fù)載情況、路面附著系數(shù)和坡度和其他因素：1 ）前輪先鎖拖

35、，后輪鎖拖。2 ）后輪先鎖拖，后輪鎖拖。3 ) 前后輪同時鎖定和拖動。因此，前后制動器制動力的分配會影響車輛制動時的方向穩(wěn)定性和附著力條件的利用。根據(jù)給定的參數(shù)和制動力分配系數(shù)，利用MATLAB編制制動力分配曲線如下：當(dāng)I線和線相交時，前后輪同時鎖止。當(dāng)I線低于beta線時，前輪首先鎖定。當(dāng)I線高于beta線時，后輪先鎖死從圖中可以看出相關(guān)參數(shù)和制動力分配系數(shù)的合理性。4.6 制動減速度制動系統(tǒng)的效果可以通過最大制動減速度和最小制動距離來評估。制動力由制動器產(chǎn)生，假設(shè)汽車在平坦、堅硬的道路上行駛，無論道路附著力條件如何。此時=式中：車輛前后輪制動力矩之和。= M + M =785+1600=2

36、385Nmr滾動半徑r =370mmGa -車輛總重量 Ga=2000kg代入數(shù)據(jù)= ( 785 + 1600 )/0.377 2000 = 6.16 m/s該車的制動減速度應(yīng)為5.8-7m / s ，符合要求。4.7 制動距離S勻減速制動時，制動距離 S 為S = 1/3.6 (t + t /2 ) Va + Va /254式中t ：消除蹄與制動鼓間隙的時間，取0.1st ：制動力增加過程需要0.2s所需的時間所以S = 1/3.6 (0.1+ 0.2/2 ) 30+ 30 /2540.7=7.2m小車最大制動距離為：S =0.1V+V /150V取30km/h。S =0.1 +30 /150=9mS S =所以滿足要求4.8 摩擦片（墊）磨損特性計算摩擦片的磨損與摩擦副的材料、表面加工、溫度、壓力和相對滑動速度等因素有關(guān)，因此理論上很難準(zhǔn)確計算磨損性能。但試驗表明，溫度、壓力、摩擦系數(shù)和摩擦面的表面狀態(tài)是影響磨損的重要因素。汽車的制動過程就是將汽車的部分機(jī)械能（動能、勢能）轉(zhuǎn)化為熱能并耗散掉的過程。在制動強(qiáng)度高的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部動力的任務(wù)。此時，制動摩擦產(chǎn)生的熱量在短時間內(nèi)并沒有散逸到大氣中，導(dǎo)致制動器溫度升高。這就是所謂的剎車能量負(fù)載。能量負(fù)荷越大，摩擦片（墊）的磨損越嚴(yán)重。1 ) 比能量耗散率雙軸車單前輪剎車和單后輪剎車的比能量耗散率分別