鉗盤式制動器三維設(shè)計（含三維SW模型+CAD圖紙說明書）

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 指導(dǎo)教師 職 稱 題目類型 題 目 鉗盤式汽車制動器的設(shè)計 1． 選題依據(jù)、國內(nèi)外研究概況 選題依據(jù): 在汽車工業(yè)一百多年的發(fā)展史上，人類不斷將其先進的思想和無與倫比的智慧融入到汽車的每個發(fā)展歷程，使得汽車成為了我們現(xiàn)在必不可缺的交通工具?？偹苤嚢l(fā)動機、底盤、車身、電氣設(shè)備四個基本部分；而底盤部分是由傳動系、轉(zhuǎn)向系、行駛系、和制動系組成，制動系是由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器組成。從汽車各系統(tǒng)的分類我們可以得知，汽車制動系對于汽車的行駛安全有著至關(guān)重要的聯(lián)系，而制動器作為制動系統(tǒng)的終端執(zhí)行機構(gòu)，它的設(shè)計好壞把控著整車制動性能安全。 在日常使用中，隨著汽車的行駛速度和路況復(fù)雜程度的提高，更加需性能穩(wěn)定，壽命長的制動系統(tǒng)。就現(xiàn)有大條件下來說，絕大部分轎車采用的是盤式制動器，而轎車大部分的盤式制動器則是采用滑動鉗盤式制動器，該制動器結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，易于布置，高速行駛的轎車遇到下坡或者走山路，由于頻繁點剎車使用制動，制動器的摩擦將會產(chǎn)生大量的熱，使制動器溫度上升，這些熱如果不能很好地散出，就會大大影響制動器的性能，出現(xiàn)所謂的剎車失靈現(xiàn)象，制動器直接關(guān)乎生命。因此，制動器的設(shè)計是汽車的設(shè)計過程中非常重要的一環(huán)， 確定制動器結(jié)構(gòu)類型，設(shè)計制動器中傳動的主要零部件，對主要零部件進行校核，對優(yōu)化汽車制動性能和經(jīng)濟性能，培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計能力及規(guī)范的設(shè)計具有重要意義。 國內(nèi)外發(fā)展概況: 現(xiàn)如今，國內(nèi)已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù),隨著人們對制動性能要求的提高,防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、主動避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中。盤式制動器在汽車上已經(jīng)越來越多地被采用，特別是在轎車上已被廣泛采用。盤式制動器在液力助力下制動力非常穩(wěn)定，在各種路面都有良好的制動表現(xiàn)，對制動鉗、管路系統(tǒng)要求高，而且造價高于鼓式制動器。因為空氣直接通過盤式制動盤，所以盤式制動器的散熱性很好。 在工業(yè)發(fā)達國家制動器迅速發(fā)展，我國引進了各國的先進設(shè)備引進了多種制動器，德國是制動器生產(chǎn)和技術(shù)領(lǐng)先的國家，法國制動器企業(yè)主推盤式制動器，特別是電磁和液壓蚶盤制動器具有國際先進水平和很高的市場占有率,其大部分產(chǎn)品用于出口,在我國的寶鋼、邯鋼、水口升船機等許多國家重點工程上都有應(yīng)用，與德國公司的制動臂盤式制動器各具有特色。原本快速發(fā)展的我國由于產(chǎn)品水平仍有差距，而且人們對制動器的質(zhì)量越來越高導(dǎo)致我國發(fā)展緩慢。 進行sw繪制，裝配并出具二維圖 2．主要研究（設(shè)計）內(nèi)容、研究（設(shè)計）方法及技術(shù)路線 主要研究（設(shè)計）內(nèi)容： 收悉鉗盤式汽車制動器的基本結(jié)構(gòu)組成； 根據(jù)鉗盤式汽車制動器性能參數(shù)計算出主要參數(shù)； 制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性，制動能力的熱穩(wěn)定性良好，噪聲盡可能小，摩擦襯片的使用壽命。 了解鉗盤式制動器在國內(nèi)外現(xiàn)狀 研究方法： 介紹鉗盤式制動器的基本組成 制動盤、鉗體等關(guān)鍵零部件校核設(shè)計 技術(shù)路線： 首先通過網(wǎng)上查閱資料 、去圖書館查找各種有關(guān)書籍、網(wǎng)上借鑒相關(guān)文獻了解鉗盤式制動器的工作原理，去汽車修理廠實地調(diào)研，按照工作要求進行尺寸設(shè)計，并繪制零件圖及總裝配圖。根據(jù)任務(wù)書補充相關(guān)數(shù)據(jù)完成設(shè)計說明書。 3. 本課題的重點、難點，預(yù)期結(jié)果和成果形式重點: 重點: 確定鉗盤式制動器設(shè)計總裝方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制總裝配圖和全部零件圖，編寫設(shè)計說明書。 難點： 零件圖及總裝配圖尺寸計算； 設(shè)計制動盤和制動鉗之間的配套關(guān)系； SOLIDWORKS軟件的掌握和使用； 完成總裝裝圖和相關(guān)零件圖； 完成設(shè)計說明書； 3.3預(yù)期結(jié)果： 設(shè)計出性能好，匹配合理并切實可行的總裝方案，完成總裝配圖、機架部裝圖以及零件圖的繪制。 3.4成果形式： 繪制完成鉗盤式制動器的零件圖以及總裝配圖，完成設(shè)計說明書，設(shè)計方案合理，符合預(yù)期的設(shè)計要求。 摘 要 1 第1章 緒論 5 1.1汽車制動器作用 5 1.2汽車制動器分類 5 1.2.1鉗盤式制動器 6 1.2.2全盤式制動器 7 1.3汽車制動器性能要求 7 1.3.1良好的制動效能 7 1.3.2制動效能恒定性 7 1.3.3制動方向穩(wěn)定性 7 1.3.5制動平順性 8 1.4盤式制動器設(shè)計流程 8 1.5車輛總布置參數(shù)選擇 8 第2章 制動器主要零件參數(shù)設(shè)計與校核 9 2.1制動盤主要參數(shù)確定 9 2.1.1制動盤直徑 9 2.1.2制動盤厚度 9 2.2摩擦襯塊主要參數(shù)確定 9 2.2.1摩擦襯塊內(nèi)外半徑確定 9 2.2.2摩擦襯塊有效制動半徑計算 10 2.2.3摩擦襯塊面積計算 10 2.2.4摩擦襯塊參數(shù)校核 11 2.3制動輪缸參數(shù)確定 13 第3章 制動器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 3.1制動盤 14 3.1.1制動盤材料及加工要求 14 3.1.2制動盤分類及選擇 14 3.2制動鉗 15 3.3制動塊 16 3.4摩擦材料 16 3.5制動器工作間隙 17 結(jié) 論 18 參考文獻 19 致 謝 20 第1章 緒論 1.1汽車制動器作用 在我們平時實使用汽車的過程中，通常會出現(xiàn)一些不確定因素致使我們不得不采取緊急減速或者剎車的情況，因此制動剎車系統(tǒng)對于汽車的安全性能至關(guān)重要。通過分析車的行駛情況，可知當(dāng)給車一個反作用力，即與行駛方向相反的力能夠促使車實現(xiàn)減速或者剎車功能，其實能夠讓車減速或者停車的因素有很多，例如車在爬坡時的阻力、空氣也會給車阻力等等，但是這些因素都是不可控的，因此要設(shè)計一個力能夠在可控的情況助力車減速或者停車。而實現(xiàn)這一功能的終端裝置,便是制動器。所以制動器的功能便是通過駕駛員施加在制動踏板上的力經(jīng)過傳動至制動器上，制動器將輪胎夾緊從而產(chǎn)生與車輛行駛方向的反作用力使得車輛減速或停車。 1.2汽車制動器分類 傳統(tǒng)汽車制動器可規(guī)劃為3種：行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)以及應(yīng)急、安全和輔助制動系統(tǒng)。因本次設(shè)計課題為鉗盤式制動器設(shè)計，隸屬于行車制動部分，所以將其作為重點，剩余兩種不在過多介紹與解釋。 行車制動器又稱車輪制動器，原因是其工作原理是：車輪作為運動中的旋轉(zhuǎn)元件，需要通過固定元件將其夾緊從而產(chǎn)生制動力矩使得車輛減速。在現(xiàn)在所有的汽車當(dāng)中，汽車制動器主要分為鼓式制動器和盤式制動器兩種。 圖1.2.1 制動器分類示意圖 1.2.1鉗盤式制動器 鉗盤式制動器，顧名思義其形狀猶如鉗子一樣，鉗子的兩端夾緊部分為制動塊，制動塊是由直接與制動盤接觸的摩擦塊和金屬背板所組成。為了提高制動性能，在每個制動器上，一般存在多個制動塊以保證摩擦面積在每個制動器中，其數(shù)量最小為2塊，最多為4塊。這些制動塊及其促動裝置都裝在橫跨制動盤兩側(cè)的夾鉗形支架中，稱為制動鉗。鉗盤式制動器散熱能力強，熱穩(wěn)定性好，故廣泛應(yīng)用于大多數(shù)轎車和輕型貨車上。 定鉗盤式制動器 工作原理：車橋上的制動鉗是固定的，它既不能沿制動盤軸線方向移動，也不能旋轉(zhuǎn)，因而其必須在制動盤兩側(cè)裝有推進裝置，俗稱制動塊促動裝置（例如相當(dāng)于制動輪缸的液壓缸），以便兩塊制動塊受力后能向中間擠壓制動盤。 圖1.2.2 定鉗盤制動器結(jié)構(gòu)示意圖 1-制動盤，2-制動活塞，3-剎車片，4-剎車油，5-制動鉗，6-轉(zhuǎn)向節(jié)凸緣 如1.2.2圖所示，定鉗盤式制動器組成與工作順序： 工作順序：駕駛員踩踏制動踏板→制動液受到壓力開始通過制動油管傳輸→制動液進入制動輪缸為其增加壓力→制動活塞在制動液的作用下向制動盤移動→制動塊受力擠壓到制動盤上。這時制動盤就處于夾緊狀態(tài)，產(chǎn)生與車輛行駛方向的反作用力，實現(xiàn)車輛制動。 浮鉗盤式制動器 浮鉗盤式制動器無論是在工作原理和安裝位置上與定鉗盤制動器均有不同，首先在安裝位置上，浮鉗盤制動器是可以移動的，其移動的方向是制動盤的軸向。 圖1.2.3 浮鉗盤制動器結(jié)構(gòu)示意圖 1-制動鉗，2-導(dǎo)向銷，3-制動鉗支架，4-制動盤，5-固定制動塊，6-活動制動塊，7-活動摩擦塊，8-活塞 如1.2.3圖所示，浮鉗盤式制動器組成與工作順序： 工作順序：駕駛員踩踏制動踏板→制動液受到壓力開始通過制動油管傳輸→制動液進入制動輪缸為其增加壓力→在制動液的作用下，活塞向活動制動塊運動→活制動塊在活塞的作用下與制動盤發(fā)生摩擦產(chǎn)生于活塞相反的力→制動鉗沿著導(dǎo)向銷2向右運動（活塞是固定在制動鉗上）→固定制動塊在制動鉗的帶動下向著制動盤方向運動并與其接觸，產(chǎn)生摩擦。這時活動制動塊與固定制動塊全部擠壓在制動盤上，產(chǎn)生與車輛行駛方向的反作用力，實現(xiàn)車輛制動。 1.2.2全盤式制動器 之所以稱之為全盤式制動器，是因為其與鉗盤制動器的不同，鉗盤式制動器是以一點的摩擦帶動整體減速，而全盤式制動器則是所有的工作面全部和制動塊接觸，正在摩擦面積從而增大阻力，所以在大型汽車上，因車輛重量較大，慣性恒大，所以要求制動系統(tǒng)能夠產(chǎn)生更大的制動力，為此采用全盤式制動器。全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)元件都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)盤。 圖1.2.4全盤式制動器結(jié)構(gòu)示意圖 1.3汽車制動器性能要求 為了保證汽車在行駛過程中的安全性，制動系必須滿足下列要求。 1.3.1良好的制動效能 作為汽車中關(guān)乎安全的關(guān)鍵組成，對于其性能的指標(biāo)，在GB/T7258中有明確的要求，在該國標(biāo)中從四個方面定義了汽車的制動效能，分別是距離、減速度、力矩大小和時間長短。并根據(jù)這四項指標(biāo)，制定了汽車制動檢驗項目和嚴(yán)格的汽車檢驗標(biāo)準(zhǔn)，即汽車臺式制動性能試驗。 1.3.2制動效能恒定性 制動效能指標(biāo)評價共有兩點：熱衰退、水衰退。 熱衰退是指在汽車在剛開始制動的情況下，即車輛在較為寒冷的情況下（制動器的工作溫度小于100℃）討論的。此時，若汽車需要長時間制動或者在車輛快速行駛時緊急制動，制動盤上的溫度會大于300℃，甚至?xí)笥?00-700℃。一旦出現(xiàn)這種情況，制動器的摩擦力矩就會直線下滑，汽車的制動效能直線降低。所以，在制動性能試驗中，會要求操作者以固定的車速連續(xù)踩踏制動踏板12-15次，每次的制動減速度為3m/s2，最后的制動效能不得低于規(guī)定的冷制動情況下制動效能的60%。 水衰退是指在汽車的制動器被水浸泡后，汽車的制動效能也會降低。為了保證行車安全，需將制動器上的水分迅速蒸發(fā)，這時需要制動鉗和制動器有足夠的接觸以增加摩擦，用摩擦產(chǎn)生的熱量蒸干制動盤上的水分，在汽車駕駛?cè)藛T的數(shù)次踩踏制動踏板后，達到此效果。 1.3.3制動方向穩(wěn)定性 在車輛行駛的過程中，由于車速較快，在突然踩踏制動踏板時，車輪抱死，這時汽車會失去控制，將會出現(xiàn)偏移預(yù)定行駛路線或向一側(cè)滑動現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)車身旋轉(zhuǎn)180°，會給駕駛員造成嚴(yán)重的傷害。所以在車輛的緊急剎車過程中，車輛可以維持預(yù)定行駛路線及按預(yù)定彎道行駛的能力，稱為汽車制動時的方向穩(wěn)定性。 1.3.4操縱輕便 駕駛員在行車過程中，經(jīng)常會使用制動踏板，為了保證駕駛員的操縱舒適性，踩踏制動踏板的力不應(yīng)過大： 表1.2.5不同車型制動踏板力與行程要求 項目 轎車 貨車 液壓制動踏板力（N） ≤500 ≤700 踏板行程（mm） ≤120 ≤150 1.3.5制動平順性 制動平順性指的是在隨著駕駛員踩踏制動踏板力的增加，作用在制動盤上的力矩相應(yīng)增加，一旦駕駛員松開制動踏板，作用在其上的力可以迅速解除。 1.4盤式制動器設(shè)計流程 盤式制動器設(shè)計流程： 1. 確定盤式制動器主要形式； 2. 根據(jù)所選制動器類型選擇相應(yīng)車輛總布置參數(shù)； 3. 根據(jù)車輛相關(guān)參數(shù)初選制動器部件主要參數(shù)； 4. 根據(jù)初選制動器主要部件參數(shù)計算整車制動性能是否符合要求； 5. 初選參數(shù)符合要求后，進行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算。 6. 車輛總布置參數(shù)選擇 本次設(shè)計主要參照了國內(nèi)某品牌小轎車的技術(shù)參數(shù)，確定了如表1.5.1所示的主要技術(shù)參數(shù)，主要對該車的前制動器進行計算。 表1.5.1 主要技術(shù)參數(shù) 整備質(zhì)量 m=1400kg 滿載總質(zhì)量 m=2250kg 質(zhì)心高度 空載 hg=640mm 滿載 hg=670mm 汽車質(zhì)心離前軸的距離 空載 L1=1080mm 滿載 L1=1345mm 汽車質(zhì)心離后軸的距離 空載 L2=1635mm 滿載 L2=1370mm 軸距 L=2715mm 最高車速 Vmax=190km/h 輪距 前輪 1555mm 后輪 1535mm 輪胎 185/65R16 同步附著系數(shù) 0.6 軸荷 1315/1690 車輪工作半徑 357mm 第2章 制動器主要零件參數(shù)設(shè)計與校核 2.1制動盤主要參數(shù)確定 2.1.1制動盤直徑 根據(jù)汽車設(shè)計中汽車制動系統(tǒng)設(shè)計講述，得知制動系統(tǒng)的性能與制動有效半徑呈正比，而制動有效半徑的大小與制動盤的大小有著直接關(guān)系，所以理論上說制動盤的直徑越大越好。但是在車輛實際設(shè)計生產(chǎn)過程中，收到了輪胎輪輞大小的限制，制動盤的直徑必須小于輪胎輪輞的直徑。通常，制動盤在設(shè)計過程中制動盤直徑為輪輞直徑的的70%～79%，由于本次畢業(yè)設(shè)計所選擇車輛的滿載總質(zhì)量為2250kg，所以在制動盤設(shè)計過程中，制動盤直徑為輪輞直徑的79%。 本設(shè)計的盤式制動器因輪輞直徑為16英寸，經(jīng)計算得到制動盤直徑，所以制動盤直徑取320mm，如圖2.1.1所示： 圖2.1.1 制動盤直徑 2.1.2制動盤厚度 制動盤的質(zhì)量和汽車在制動過程中溫度的變化直接受到制動盤厚度的影響。制動盤分為兩種，一種是實心式一種是通風(fēng)式。通過汽車設(shè)計一書了解[1]，通風(fēng)式制動盤的厚度通常在20-30mm之間，再設(shè)計制動盤厚度的過程中，必須控制制動盤質(zhì)量和保證制動盤升溫。本次畢業(yè)設(shè)計制動盤采用通風(fēng)式制動盤，厚度取25mm，如圖2.1.2所示： 圖2.1.2 制動盤厚度 2.2摩擦襯塊主要參數(shù)確定 2.2.1摩擦襯塊內(nèi)外半徑確定 經(jīng)過查閱汽車設(shè)計[1]得知摩擦襯片的外半徑與內(nèi)半徑的關(guān)系。 外半徑/內(nèi)半徑≤1.5，反之會導(dǎo)致在制動過程中的磨損不均與情況，時間長則會導(dǎo)致摩擦襯片所受制動力矩增大，甚至出現(xiàn)剎車失靈情況。由于本次設(shè)計制動盤的半徑為160mm，所以暫定本次設(shè)計摩擦襯片的外扇形半徑=156mm，如圖2.2.1所示： 圖2.2.1 摩擦襯塊內(nèi)外半徑 根據(jù)外半徑/內(nèi)半徑≤1.5的比值關(guān)系，取比值1.44，經(jīng)計算得摩擦襯塊內(nèi)半徑=108mm，如圖2.2.1所示： 由上可知摩擦襯塊平均半徑mm 2.2.2摩擦襯塊有效制動半徑計算 現(xiàn)假設(shè)制動器工作狀態(tài)良好，則盤式制動器摩擦襯塊有效半徑： 其中,此處取有限半徑Rf=130mm。 2.2.3摩擦襯塊面積計算 經(jīng)查閱資料[10]，得到制動器摩擦襯塊面積選擇范圍，如下表2.2.3所示： 表2.2.3 摩擦襯塊面積要求范圍 汽車類別 汽車總質(zhì)量 ma/t 單個制動器總的襯塊摩擦面積 轎車 0.9-1.5 100- 1.5-2.5 -300 1.0-1.5 120- 1.5-2.5 150-250 客車與貨車 2.5-3.5 250-400 3.5-7.0 300-650 7.0-12.0 550-1000 12.0-17.0 600-1200 摩擦襯塊單位面積與汽車質(zhì)量成一定關(guān)系，推薦在1.6kg/cm2～3.5kg/cm2范圍內(nèi)選取，通過以下公式計算可得到單個前制動器總的摩擦襯塊摩擦面積為： 得到： 根據(jù)前期設(shè)計的摩擦襯塊的大小，其面積數(shù)值在范圍之內(nèi)，最后?。? 2.2.4摩擦襯塊參數(shù)校核 在這一節(jié)中，我們將驗證上述幾個小節(jié)的參數(shù)是否正確。在驗證之前我們需求解一些所需參數(shù)。校核摩擦襯塊的內(nèi)外半徑時，需要我們前輪實際制動力矩是否符合該車型前輪所需制動力矩要求。 2.2.4.1前后輪制動分配系數(shù)計算 汽車在水平路面上行駛時，受到多個單位給其的力與方向，具體受力情況如下圖2.2.4所示，該圖表達了汽車在水平路面上正常行駛時受到的所有力與方向： 圖2.2.4 制動時的汽車受力圖 汽車的最大制動力指的是汽車在滿載時其汽車附著質(zhì)量完全被利用，此時地面對前輪的反作用力Z1和對后輪的反作用力Z2的比值與前后輪制動力成正比，即前后輪同時抱死時制動力之比： 式中：—汽車制動時水平地面對前軸車輪的法向反力，N； —汽車制動時水平地面對后軸車輪的法向反力，N； —汽車軸距，mm； —汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； —汽車質(zhì)心離后軸距離，mm； —汽車質(zhì)心高度，mm； —同步附著系數(shù)，取0.8 通過計算出前后輪抱死時制動力之比，可計算出前后輪制動力分配系數(shù)： 2.2.4.2前軸最大制動力矩計算 前軸最大制動力矩計算公式： 式中：—后軸最大制動力矩，Nm； 式中：—輪滾動半徑= q-制動強度= 由上述兩公式可以計算出前軸最大制定力矩 根據(jù)所初選計算的數(shù)據(jù)計算前軸實際制動力矩： 式中：—摩擦系數(shù)=0.4； —摩擦襯塊扇形弧度角的一半，取值為pi/6； —前制動器襯塊與制動盤之間單位壓力=3N/mm2，取值為pi/6； 最終求得 故摩擦襯塊內(nèi)外半徑設(shè)計滿足要求。 2.2.4.3比能量耗散率 為了驗證該摩擦襯塊的面積是否符合要求，需計算出該盤式制動器的比熱量耗散率是否符合要求，該車輛屬于雙軸車輛，其單個前輪的比熱量耗散率為： 式中v1，v2代表汽車制動時的初始速度和結(jié)束速度，m/s，查閱資料可得知v1=100km/h，v2=0km/h； J為制動減速度，取0.6g。 綜上所述，比熱量耗散率` 通過查詢資料可知，比能量耗散率針對通過盤式制動器制動的車輛來說，其值應(yīng)≤。若計算得到該值≥，汽車在長時間制動后會出現(xiàn)摩擦襯片磨損嚴(yán)重情況，導(dǎo)致制動盤出現(xiàn)裂痕，嚴(yán)重時會發(fā)生剎車失靈現(xiàn)象，出現(xiàn)安全事故問題。故設(shè)計符合要求。 2.3制動輪缸參數(shù)確定 制動輪缸為液壓制動系采用的活塞式制動蹄張開機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，在車輪制動器中布置方便。輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需鏜磨。活塞由鋁合金制造?；钊舛藟河袖撝频拈_槽頂塊，以支承插入槽中的制動蹄腹板端部或端部接頭。輪缸的工作腔由裝在活塞上的橡膠密封圈或靠在活塞內(nèi)端面處的橡膠皮碗密封。多數(shù)制動輪缸有兩個等直徑活塞；此盤式制動器用一個單活塞制動輪缸推動，制動輪缸直徑計算公式： 式中：—單側(cè)制動塊對制動盤壓緊力，N； —輪缸壓力=10Mpa； —摩擦系數(shù)，0.4； 按照國標(biāo)7524-84中規(guī)定，輪缸直徑的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有：14.5 16 17.5 19 22 24 25 28 30 32 35 38 40 45 50 55mm,根據(jù)計算結(jié)果34.66mm，選取輪缸直徑35mm，如圖2.2.5所示： 圖2.2.5 制動輪缸直徑 通過制動輪缸直徑可求出前制動器單個輪缸工作容積： 式中：—輪缸活塞數(shù)量=1； —完全制動活塞行程=1mm 第3章 制動器主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1制動盤 3.1.1制動盤材料及加工要求 在車輛制動時，制動盤作為主要的受力點，其制作材料對強度、熱穩(wěn)定性、吸水性有很高的要求，所以制動盤一般采用鑄件結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計采用制動盤材料為灰鑄鐵HT250。 制動盤在加工過程中，有著嚴(yán)格的數(shù)據(jù)要求，首先需要保證制動盤表面光滑無震紋，制動盤左右兩側(cè)的外表面平行度應(yīng)小于等于0.02mm，制動盤的表面光潔度應(yīng)小于等于0.1mm，如圖3.1.1所示: 圖3.1.1制動盤加工要求 3.1.2制動盤分類及選擇 在結(jié)構(gòu)上設(shè)計上，可分為以下兩個方面：結(jié)構(gòu)形式和通風(fēng)形式 （1）.結(jié)構(gòu)形式： 平板式和禮帽式。平板式一般用于貨車使用，多數(shù)是作為全盤式制動器的結(jié)構(gòu)。禮帽式一般用于小轎車使用，多數(shù)是作為鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)。本次是設(shè)計采用禮帽式，如圖3.1.2所示： 圖3.1.2 禮帽式制動盤 （2）.散熱形式 制動盤在制動過程中發(fā)熱嚴(yán)重，所以制動盤需要良好的散熱形式。制動盤一般分為實心式和一體通風(fēng)式、打孔通風(fēng)式，如表3.1.3所示 表3.1.3 不同形式盤類對比 實體盤 通風(fēng)盤 打孔通風(fēng)盤 熱衰退性能 較鼓式制動器稍好 較實體盤稍好 最好 制動性能 一般 高速制動時表現(xiàn)優(yōu)越 激烈駕駛時，較其他兩種較好 價格 最低，市場占有率大 居中 最高，應(yīng)用于高級轎車 根據(jù)表3.1.3，本次鉗盤式制動器選擇通風(fēng)盤類型，如圖3.1.4所示： 圖3.1.4 通風(fēng)式制動盤 3.2制動鉗 制動鉗屬于制動器中較為重要的部件，因為在制動過程中制動鉗的強度決定了制動器的穩(wěn)定性。當(dāng)今汽車上的制動鉗材料主要采用以下三種：球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和鋁合金材料壓鑄而成。 制動鉗主要分為兩種形式：整體式和分體式，其中分體式是通過螺栓連接。而制動油缸一般與制動鉗是一體的，在鑄件過程中將兩者合并，在機加工過程中一起加工出來。也有小部分制動器將制動鉗和制動或油缸組成分體件，制動油缸嵌入制動鉗中。 制動鉗可安裝在半軸前方也可安裝在半軸后方，安裝在半軸前方時，可有效避免汽車行駛時，車輪甩出的污泥和污水進入制動鉗，安裝在半軸后方時，可減少車輪輪轂軸承的合成載荷。 本次設(shè)計制動鉗位于車軸前，制動油缸位于制動鉗里側(cè)，隨制動鉗一起加工出來，這樣活塞制作成圓柱形，減小接觸面積，如圖3.1.5所示： 圖3.1.5制動鉗 3.3制動塊 制動塊是的組成及組裝方式：由摩擦襯塊和背板組成；兩者的組裝方式是鉚接式。 其中，大多數(shù)的摩擦襯塊形狀為扇形，為避免摩擦襯塊外圍發(fā)生卷角產(chǎn)生噪音，活塞應(yīng)盡可能多的壓住制動塊。制動塊背板大多由鋼板材料制成，為了降低熱傳導(dǎo)和減少噪音，通常會在摩擦襯塊與背板中間噴涂層隔熱減震膠，如圖3.1.6所示 背板 摩擦襯塊 圖3.1.6制動塊 3.4摩擦材料 針對車輛的摩擦材料的選擇，一般有以下幾點要求： 1）材料穩(wěn)定性：制動盤從開始制動到制動結(jié)束時會產(chǎn)生較大的溫度變化，在這一系列的操作過程中，要始終保證車輛的摩擦系數(shù)不會出現(xiàn)大幅度變化，否則會出現(xiàn)剎車失效情況。所以要求摩擦材料穩(wěn)定性要好。 2）材料耐磨性：制動盤工作時，摩擦襯片會受到制動鉗的作用力和制動盤的反作用力，必須保證在制動過程中摩擦襯片無變形。 3）材料吸水性：車輛在使用過程中涉水現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，必須保證車輛在涉水后制動性能的穩(wěn)定性，所以要求摩擦材料的吸水率要低； 4）環(huán)保要求：車輛在制動過程中，不能出現(xiàn)分貝過高的聲音和刺激性氣味以及對人體有害的無色無味氣體。 通過查找資料得到不同材料的性能對比，如表3.1.7所示: 表3.1.7摩擦材料性能對比 材料 性能 有機類 無機類 材料 編織物 石棉 半金屬 金屬 金屬陶瓷 硬度 軟 硬 硬 極硬 極硬 密度 小 小 中 大 大 承受負(fù)荷 輕 中 中-重 中-重 重 摩擦系數(shù) 中-高 低-高 低-高 低-中 低-高 摩擦系數(shù)穩(wěn)定性 差 良 良 良-優(yōu) 優(yōu) 耐磨性（常溫） 良 良 良 中 中 耐磨性（高溫） 差 良 良 良-優(yōu) 優(yōu) 機械強度 中-高 低-中 低-中 高 高 熱傳導(dǎo)性 低-中 低 中 高 高 抗震鳴 優(yōu) 良 中-良 差 差 抗顫振 中-良 中 對偶性 優(yōu) 良 中-良 差 差 成本 中-高 低-中 中-良 高 高 各種摩擦材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為0.3～0.5，少數(shù)可達0.7。設(shè)計計算制動器時一般取0.3～0.5。本設(shè)計的摩擦材料的摩擦系數(shù)取f=0.4。綜合材料的要求及價格等各方面的考慮，本次設(shè)計摩擦襯塊材料選擇為半金屬材料粉。 3.5制動器工作間隙 在車輛的正常行駛情況下，需要保證制動盤和與摩擦襯塊之間存在相對距離，此距離不能過大也不宜過小，在生產(chǎn)加工過程中需要使用加工中心進行精加工，制動盤與摩擦塊的整體厚度偏差值不得過大，這樣才能保證摩擦襯塊和制動盤之間的間隙，本次單側(cè)間隙設(shè)置為5mm，如圖3.1.8所示： 圖3.1.8制動盤總裝圖 結(jié) 論 本文第一章介紹制動器的功能和分類、制動器的性能要求，同時介紹一下本文的研究思路；第二章和第三章主要是進行鉗盤式制動器的關(guān)鍵零部件選型，關(guān)鍵尺寸設(shè)計，完成此步驟后，通過整車參數(shù)計算各種數(shù)據(jù)來驗證所設(shè)計的鉗盤式制動器各類參數(shù)是否符合要求進而得出的以下結(jié)論。 1.在進行資料查閱和學(xué)習(xí)的過程中，從車輛配置方面來說，我國現(xiàn)在還無法普及穩(wěn)定性和可靠性最好的制動器類型，無論是從技術(shù)角度還是制造成本角度來說，該項技術(shù)均與國外存在著差距，這樣的問題不僅給我們當(dāng)代大學(xué)生提供了挑戰(zhàn)，更是給我們提供了機遇，對于機械化工程畢業(yè)的我來說，我以后將會投身到車輛發(fā)展行業(yè)，奉獻出自己的力量，爭取為我國車輛工程的發(fā)展添磚增瓦。 2.在進行盤式制動器設(shè)計的過程中，我采用的方法是選取適當(dāng)?shù)能囕v參數(shù)，根據(jù)參數(shù)計算出相應(yīng)零部件的尺寸，在計算完尺寸后進行制動力矩的驗證，以確保設(shè)計的制動器符合國標(biāo)要求，在這一過程中，雖然走了很多彎路，反反復(fù)復(fù)的選型和計算，但是為以后的道路增加了經(jīng)驗，讓我更加深刻的體會到作為一個設(shè)計師的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。 3.在應(yīng)用計算機輔助軟件進行建模，發(fā)現(xiàn)零件建模的方法很多。怎樣才能發(fā)現(xiàn)最優(yōu)方法，這是關(guān)鍵。如果你選的方法好，你就會少用許多的時間，甚至?xí)僖槐兜臅r間。經(jīng)過近兩個月的時間將所有的三維實體生成雛形，同時也由于對有些操作的不熟悉，導(dǎo)致費了很多時間查詢資料，了解相應(yīng)的操作步驟。后生成雛形，雖有些不足，到經(jīng)過后來的修改，盡可能的完善了模型，雖還是耗了很多時間，但相對SolidWorks建模速度已經(jīng)有了一定程度的提高，同時也學(xué)習(xí)了新的操作命令。完成所有零件的建模并出具二維工程圖。 參考文獻 [1]劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社, 2001. [2]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社 ,1999. [3]劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[M].北京：清華大學(xué)出版社,2004 [4]林 寧.汽車設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1999. [5]李景俊.客車制動系統(tǒng)發(fā)展趨勢[J].世界汽車，2003. [6]中國市場研究報告組.2009-2013年汽車制動器總成行業(yè)市場報告[J].中國報告網(wǎng)，2009. [7]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機械工業(yè)出版社 ,2000. [8]王望予.汽車設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004. [9]張元才.制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].汽車研究與開發(fā)，2005. [10]馬瀚明. 客車盤式制動器普及勢在必行[J].中國客車網(wǎng)，2011. [11]程楨.工程力學(xué)[M].北京：中國計量出版社,2008. [12]汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊-設(shè)計篇[M].北京：人民交通出版社,2001. [13]吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室[M].汽車設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社,1981. [14]臧杰.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社,2005. [15]王振軍.汽車典型結(jié)構(gòu)圖冊[M].北京：人民交通出版社,2008. [16]張洪欣.汽車設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999. [17]Marcus Bobrner.Harald Straky,Thomas Weispfenning,etal.Model Based Fault Detection of Vehicle Suspension and Hydraulic Brake Systems[J]. Mechatronics,2002. [18]Bijwe Jayashree.Composites as friction materials:Recent developme Nts fiber reinforced friction materials-areview[J].PolymerComposi tes,1997. [19]付百學(xué).汽車試驗技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社.2007. [20]陳效華,昌慶齡,制動器參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)概念設(shè)計[J].南京理工大學(xué)學(xué)報,2001,8. [21]A.?Belhocine?,?M.?Bouchetara?Thermal?behavior?of? full?and?ventilated?disc?brakes?of?vehicles? [J].? Journal?of?Mechanical?Science?and?Technology 17