帕薩特B5鉗盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【三維PROE模型】【7張CAD圖紙+PDF圖】

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學(xué)校為了使我們更多了解機(jī)電產(chǎn)品、設(shè)備以及工藝加工方法和設(shè)計(jì)，提高對(duì)機(jī)電工程制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)，加深機(jī)電在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)，開(kāi)闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意安排了我們到幾個(gè)擁有較多類型的機(jī)電一體化設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)較先進(jìn)的工廠進(jìn)行實(shí)習(xí)。為期幾個(gè)星期的實(shí)習(xí)，了解了工廠的生產(chǎn)情況，加深了與專業(yè)有關(guān)的各種知識(shí)，各廠工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學(xué)知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用，電子技術(shù)在機(jī)械制造工業(yè)的應(yīng)用，精密機(jī)械制造在機(jī)器制造的應(yīng)用，等等理論與實(shí)際的相結(jié)合，讓我們大開(kāi)眼界,也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審.通過(guò)這次實(shí)習(xí)，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)以前單一理論教學(xué)的不足，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打好了基礎(chǔ)。一、實(shí)習(xí)目的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，畢業(yè)實(shí)習(xí)是本科教學(xué)計(jì)劃中非常重要的一個(gè)教育環(huán)節(jié)，是我們機(jī)械專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，是增強(qiáng)學(xué)生群眾觀點(diǎn)、勞動(dòng)觀點(diǎn)、工程觀點(diǎn)和建設(shè)有中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的責(zé)任心和使命感的過(guò)程。通過(guò)畢業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)生能增長(zhǎng)實(shí)踐知識(shí)、培養(yǎng)自身各方面能力，將理論知識(shí)同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合；還可以了解本專業(yè)發(fā)展前沿，涉獵相關(guān)學(xué)科知識(shí)，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生初步具有科學(xué)研究與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)應(yīng)用型人才。 畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)本科專業(yè)學(xué)習(xí)中不可缺少的重要部分，通過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)習(xí)后，使自己具備足夠的技能，應(yīng)付將來(lái)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)并保持強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)其目的在于通過(guò)實(shí)習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；同時(shí)專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會(huì)、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國(guó)情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識(shí)，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)和以后的工作生活，都是十分必要的基礎(chǔ)。二、實(shí)習(xí)公司簡(jiǎn)介湘潭江麓精密機(jī)械有限公司座落在一代偉人毛澤東主席的故鄉(xiāng)湖南省湘潭市，是一家由中國(guó)兵器-江麓機(jī)械集團(tuán)控股的專門從事粉末冶金、非標(biāo)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的有限責(zé)任公司。 公司主要產(chǎn)品有全自動(dòng)粉末、碳刷等系列壓力設(shè)備；粉末冶金行業(yè)專用系列設(shè)備及冶金非標(biāo)、航空高速傳動(dòng)裝置等。其中FZJ160全自動(dòng)粉末壓力機(jī)在1989年榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；TZJ160碳刷壓力機(jī)為國(guó)內(nèi)首家生產(chǎn)的集送線、壓制、剪線為一體的碳刷成型設(shè)備；ZN-FZJ160型智能壓力機(jī)又開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)自主研制、開(kāi)發(fā)數(shù)字化粉末成型設(shè)備的先河，填補(bǔ)了國(guó)家空白。多年來(lái)產(chǎn)品遍布全國(guó)各地，遠(yuǎn)銷美國(guó)，以良好的設(shè)備性能、一流的服務(wù)，深受用戶好評(píng)。 該公司以江麓機(jī)械集團(tuán)的機(jī)械加工能力、技術(shù)力量為依托，堅(jiān)持應(yīng)用最新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及嚴(yán)格的軍工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)際先進(jìn)科技接軌，致力于生產(chǎn)高、精設(shè)備，追求國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際同步的技術(shù)，崇尚沒(méi)有最好、只有更好的設(shè)備使用效果和質(zhì)量?？焖俚陌l(fā)展，持續(xù)的專業(yè)經(jīng)營(yíng)使湘潭江麓精密機(jī)械有限公司迅速壯大為擁有多個(gè)核心產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的多元化企業(yè)。以設(shè)計(jì)、制造為主，兼顧高、精設(shè)備的維修，在粉末冶金、機(jī)械傳動(dòng)行業(yè)深得用戶的信賴。 三、實(shí)習(xí)過(guò)程1.主要實(shí)習(xí)流程1)安全第一。對(duì)于任何機(jī)械廠，安全始終是重中之重，所以在實(shí)習(xí)老師的帶領(lǐng)下，首先對(duì)我們進(jìn)行了一些安全教育和以及在實(shí)習(xí)過(guò)程中的安全事項(xiàng)和需注意的項(xiàng)目。比如在進(jìn)加工車間時(shí)了，不允許穿涼鞋進(jìn)廠;進(jìn)廠必須穿長(zhǎng)褲;禁止在廠里吸煙，進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開(kāi)，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠;人在廠里不要成堆，不要站在生產(chǎn)主干道上;在沒(méi)有實(shí)習(xí)老師的允許情況下，不準(zhǔn)亂按按扭、開(kāi)關(guān);2)毛坯選擇。首先我們來(lái)到了零件的原始毛坯加工車間，在老師的指導(dǎo)作用下，我們了解到了下面知識(shí)，零件一般是由毛胚加工而成。而在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，毛胚主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾個(gè)種類。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預(yù)先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機(jī)械中，鑄件的重量大都占總機(jī)重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來(lái)源。鑄件的突出優(yōu)點(diǎn)是它可以是各種形狀復(fù)雜的零件毛胚，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。據(jù)指導(dǎo)我們實(shí)習(xí)的師傅說(shuō)，我們廠主要就是靠這種方式制作毛坯。但其缺點(diǎn)是在其生產(chǎn)過(guò)程中，工序多，鑄件質(zhì)量難以控制，鑄件機(jī)械性能較差，而鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內(nèi)部組織，從而具有良好的機(jī)械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機(jī)器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。3)加工車間。來(lái)到加工車間，這里給我的第一感覺(jué)就是太大了車間共分為五部分，分別為車削加工，銑削及其他加工，鉗工，數(shù)控加工，焊接，幾乎是涵蓋機(jī)械加工的各個(gè)方面，大概有五六百人同時(shí)在里面進(jìn)行各種零件加工，雖然我們?cè)趯W(xué)校的時(shí)候也進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)，做過(guò)一些零件，對(duì)機(jī)床也有一定認(rèn)識(shí)，但是真的處于那種加工零件的氣氛下，有很大的不同，一是我們學(xué)校的機(jī)床都是有一定年代的，很少近年出來(lái)的新型加工機(jī)床二是在速度上，我們的加工速度也太慢了，加工同一個(gè)零件，我們需要的時(shí)間大概是這些加工師傅的五六倍，根本不能進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)。在此次對(duì)加工車間的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，我更加明白了機(jī)械加工一些流程;胚料-劃線 -刨床(工藝上留加工余量)-粗車-熱處理,調(diào)質(zhì)-車床半精加工-磨-齒輪加工-淬火(齒面)-磨面;齒輪零件加工工藝:粗車-熱處理-精車-磨內(nèi)孔-磨芯,軸端面-磨另一端面-滾齒-鉗齒-剃齒-鍘鍵槽-鉗工-完工。4)裝配車間。任何機(jī)器都是有一個(gè)又一個(gè)零件裝配而來(lái)，在裝配車間，這里大概有接近一百多人在進(jìn)行零件的收集和裝配，以及包裝，再發(fā)送至儲(chǔ)貨廠，在這個(gè)車間，工人師傅首先將起所收集的零件進(jìn)行飛類，一便于進(jìn)行組裝，確定裝配方法，裝配順序，所需工具;再進(jìn)行清洗零件，去除油污，銹蝕，涂油，確保機(jī)器組裝以后，表面整潔美觀。在產(chǎn)品裝配完成以后，還要對(duì)零件各方面進(jìn)行調(diào)試，檢查運(yùn)動(dòng)件的靈活性，密封性等性能能，再轉(zhuǎn)箱入庫(kù)。5)質(zhì)保，銷售和售后處理最后，我們來(lái)到質(zhì)檢部門，他們主要是對(duì)所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)性的抽查，記錄其數(shù)據(jù)，并返回到加工車間，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修正和修改，更好的生產(chǎn)儲(chǔ)合格產(chǎn)品。至于銷售部分，據(jù)銷售相關(guān)部門介紹，由于該企業(yè)采取的訂單式生產(chǎn)，所以銷路一路看好。2.重點(diǎn)實(shí)習(xí)區(qū)在加工車間我們實(shí)習(xí)時(shí)間最長(zhǎng)，重點(diǎn)了解各機(jī)床的使用范圍及使用方式。1)車車床在一般機(jī)器制造廠的金屬切削機(jī)床中所占的比重最大，約占機(jī)床總臺(tái)數(shù)的40%。車 床的種類很多，按其結(jié)構(gòu)及用途可分為：臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、仿形車床、單軸縱切自動(dòng)車床、多軸棒料自動(dòng)車床等，另外還有曲軸及A輪軸車床、鏟齒車床及其他車床。各種車床中，普通車床是用途最廣的一種通用機(jī)床，它的傳動(dòng)和構(gòu)造也很典型，幾乎所有形式的通用機(jī)床，都有其相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床存在，兩類機(jī)床的要求有所不同。數(shù)控車床是目前使用較廣泛的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡(jiǎn)稱，它集通用性好的萬(wàn)能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。 2)鉗 鉗工作業(yè)主要包括鏨削、銼削、鋸切、劃線、鉆削、鉸削、攻絲和套絲、刮削、研磨、矯正、彎曲和鉚接等。鉗工是機(jī)械制造中最古老的金屬加工技術(shù)。在機(jī)械制造過(guò)程中鉗工是廣泛應(yīng)用的基本技術(shù)，其原因是：劃線、刮削、研磨和機(jī)械裝配等鉗工作業(yè)，至今尚無(wú)適當(dāng)?shù)臋C(jī)械化設(shè)備可以全部代替；某些最精密的樣板、模具、量具和配合表面(如導(dǎo)軌面和軸瓦等)，仍需要依靠工人的手藝作精密加工；在單件小批生產(chǎn)、修配工作或缺乏設(shè)備條件的情況下，采用鉗工制造某些零件仍是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。鉗工的常用設(shè)備有：鉗工工作臺(tái)、臺(tái)虎鉗、砂輪機(jī)、臺(tái)式鉆床立式、鉆床搖臂鉆床。 3)磨 磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。 大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋光機(jī)等。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。 4) 銑 銑床是指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件（和）銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。銑床是一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí)，工件裝在工作臺(tái)上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，輔以工作臺(tái)或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，銑床就是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。 5)刨 刨床是用刨刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床。使用刨床加工，刀具較簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，因而主要用于單件，小批量生產(chǎn)及機(jī)修車間，在大批量生產(chǎn)中往往被銑床所代替。刨床是用刨刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的機(jī)床。刨床是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到刨削工件表面的目的。往復(fù)運(yùn)動(dòng)是刨床上的主運(yùn)動(dòng)。機(jī)床除了有主運(yùn)動(dòng)以外，還有輔助運(yùn)動(dòng)，也叫進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，刨床的進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)（或刨刀）的間歇移動(dòng)。在刨床上可以刨削水平面、垂直面、斜面、曲面、臺(tái)階面、燕尾形工件、T形槽、V形槽，也可以刨削孔、齒輪和齒條等。如果對(duì)刨床進(jìn)行適當(dāng)?shù)母难b，那么，刨床的適應(yīng)范圍還可以擴(kuò)大。 用刨床刨削窄長(zhǎng)表面時(shí)具有較高的效率，它適用于中小批量生產(chǎn)和維修車間。刨床是用刨刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床。四、 實(shí)習(xí)總結(jié) 轉(zhuǎn)眼幾周的實(shí)習(xí)結(jié)束了,雖然實(shí)習(xí)的時(shí)間比較短，但是在該次實(shí)習(xí)中,我們算是真正到達(dá)機(jī)械制造業(yè)的第一前線,粗步了解了機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天,它必將更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切也將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。它的發(fā)展趨勢(shì)可以歸結(jié)為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過(guò)程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀看各種工種的工作情況，我們了解到許多設(shè)備的實(shí)際操作和運(yùn)行原理，大致知道了一些操作工藝過(guò)程與方法，當(dāng)然也能更好的將書(shū)本學(xué)的知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來(lái)。對(duì)我的專業(yè)素養(yǎng)和技能的提升有著重要的作用，算是讓我真正的把在學(xué)校學(xué)習(xí)到的知識(shí)聯(lián)系到了實(shí)踐上。當(dāng)然本次實(shí)習(xí)也讓我意識(shí)到自己本身還是存在著很大的欠缺，這不僅表現(xiàn)在專業(yè)知識(shí)有所欠缺，同時(shí)也表現(xiàn)在理論聯(lián)系實(shí)際的能力較差。將來(lái)的我不僅僅要是優(yōu)秀的畢業(yè)大學(xué)生，更應(yīng)該是一名合格的基層工人，只有這樣定位自己才能不斷地提升自身的素質(zhì)、素養(yǎng)，不斷地改進(jìn)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)水平，讓自己投入到理論學(xué)習(xí)中，好好積累基礎(chǔ)理論知識(shí)，才有機(jī)會(huì)在將來(lái)的工作中更好的理論聯(lián)系實(shí)際，也只有這樣才能成為一名合格的基層工人或者一名合格的技術(shù)人員。 雖然通過(guò)這次實(shí)習(xí)所學(xué)到的知識(shí)有限的，但通過(guò)這次實(shí)習(xí)讓我們明白了我在實(shí)際操作、技能等方面還存在很大的不足。 “紙上談來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，所以說(shuō)這種實(shí)習(xí)對(duì)我們這種在理論學(xué)習(xí)下了大功夫的學(xué)生面前顯的是那么重要。只有通過(guò)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的不斷實(shí)習(xí)，才能讓我們將理論和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，也只有這樣才能讓我們不斷進(jìn)步，最后成為一名實(shí)干型專業(yè)人才。10 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）題目帕薩特B5盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作者學(xué)院專業(yè)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師 摘 要本文首先對(duì)汽車制動(dòng)器原理和對(duì)各種各樣的制動(dòng)器進(jìn)行分析,詳細(xì)地闡述了各類制動(dòng)器的結(jié)構(gòu),工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。再根據(jù)轎車的車型和結(jié)構(gòu)選擇了適合的方案。根據(jù)市場(chǎng)上同系列車型的車大多數(shù)是滑鉗盤式制動(dòng)器,而且滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能居中,設(shè)計(jì)規(guī)范,所以我選擇滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器。本文探討的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器,對(duì)這種制動(dòng)器的制動(dòng)力,制動(dòng)力分配系數(shù),制動(dòng)器因數(shù)等進(jìn)行計(jì)算.對(duì)制動(dòng)器的主要零件如制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、支架、摩擦襯片、活塞等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算,從而比較設(shè)計(jì)出一種比較精確的制動(dòng)器。本文所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式均來(lái)自參考資料。關(guān)鍵詞: 盤式制動(dòng)器；制動(dòng)力； 制動(dòng)力分配系數(shù)； 制動(dòng)器因數(shù) ABSTRACTThis paper first principle of the car brake and brake on a wide range of analysis,a detailed exposition of the structure of various types of brake, and the advantages and disadvantages of working principle. Accordance with Minibus models and structure chosen for the program me. Under series models on the market with most of the cars leading trailing, and leading trailing simple structure, performance, middling, design specifications, so I chose to receive from the Sliding Disc brake. This paper is a simple structure recipients from the Disc brake, the brake system of this power, braking force distribution coefficient, such as brake factor calculation. brake on the main parts such as brake pan, brake caliper, bracket, friction linings, piston for structural design and design, design and comparison A more precise brake used in the design of this formula are calculated from the reference. Key words: disc brakes, power system, power distribution coefficient system, brake factor目 錄第一章 緒論- 1 -1.1研究意義- 1 -1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀- 1 -1.3 制動(dòng)系的功能和要求- 2 -1.4課題任務(wù)- 3 -1.5整車參數(shù)- 3 -第二章 制動(dòng)器方案選擇- 4 -2.1制動(dòng)器的主要類型- 4 -2.2 制動(dòng)器的工作原理及其特點(diǎn)- 4 -2.2.1鼓式制動(dòng)器- 4 -2.2.2盤式制動(dòng)器- 5 -2.3 盤式制動(dòng)器方案比較- 6 -2.3.1 固定鉗式盤式制動(dòng)器- 6 -2.3.2 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器- 7 -2.3.3 全盤式制動(dòng)器- 8 -第三章盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定- 10 -3.1制動(dòng)盤直徑D- 10 -3.2制動(dòng)盤厚度h- 10 -3.3制動(dòng)塊- 10 -第四章盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算- 14 -4.1制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)- 14 -4.2理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線- 18 -4.3同步附著系數(shù)計(jì)算- 19 -4.4 制動(dòng)力、制動(dòng)強(qiáng)度、附著系數(shù)利用率的計(jì)算- 22 -4.4.1滿載時(shí)的情況- 22 -4.4.2 空載的情況- 24 -4.5制動(dòng)最大力矩- 25 -4.6 制動(dòng)器因數(shù)及制動(dòng)距離的計(jì)算- 27 -4.6.1制動(dòng)器因數(shù)的計(jì)算- 27 -4.6.2制動(dòng)器距離的計(jì)算- 28 -4.7利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率- 28 -4.7.1利用附著系數(shù)- 28 -4.7.2制動(dòng)效率E、E- 29 -4.8制動(dòng)器制動(dòng)性能核算- 30 -4.9 校核計(jì)算- 30 -4.9.1 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算- 30 -4.9.2 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算- 32 -4.9.3 盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的校核- 33 -第五章 總結(jié)- 36 -參 考 文 獻(xiàn)- 37 -致謝- 38 -第一章 緒論1.1研究意義隨著社會(huì)的不斷向前發(fā)展，汽車在人們的生活中的作用也日趨明顯，人們從事生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)汽車，日常生活中，汽車尤其是乘用車成為經(jīng)常使用的交通工具。擁有一輛轎車是人們生活質(zhì)量水平提高的標(biāo)志。而制動(dòng)系統(tǒng)是汽車安全系統(tǒng)當(dāng)中最重要的一項(xiàng)，其結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)劣直接影響車輛和人身安全。因此人們對(duì)其提出了更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)代社會(huì)，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)以提高其工作性能是十分重要的。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)汽車制動(dòng)系統(tǒng)行業(yè)主要以生產(chǎn)盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器、真空助力器、液壓制動(dòng)總泵及液壓制動(dòng)分泵等制動(dòng)器產(chǎn)品為主。我國(guó)ABS產(chǎn)品正處于發(fā)展階段，特別是液壓ABS的研究難度較大，因?yàn)橐簤篈BS主要針對(duì)轎車，而國(guó)內(nèi)的大部分轎車是以合資為主，其技術(shù)主要由外方控制。重慶聚能汽車技術(shù)有限公司是目前國(guó)內(nèi)唯一能同時(shí)生產(chǎn)液壓制動(dòng)ABS和氣壓制動(dòng)ABS系列產(chǎn)品的企業(yè)，其技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。目前，ABS已成為歐、美和日本的成熟產(chǎn)品，形成了完整的評(píng)估檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并以ABS為基礎(chǔ)，延伸出許多更優(yōu)越的電子制動(dòng)系統(tǒng)，如：ASR、EBD、BAS、ESP、EBA、TCS、VDC及ACC等等。目前主要集中在ESP及電子制動(dòng)領(lǐng)域的研究方面，如凱西一海斯(KH)公司在1輛實(shí)驗(yàn)車上安裝了1種電一液(EH)制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)徹底改變了制動(dòng)器的操作機(jī)理。通過(guò)采用4個(gè)比例閥和電力電子控制裝置，KH公司的EBM就能考慮到基本制動(dòng)、ABS、牽引力控制及巡航控制制動(dòng)干預(yù)等情況，而不需另外增加任何一種附加裝置。EBM系統(tǒng)潛在的優(yōu)點(diǎn)是比標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器能更加有效地分配基本制動(dòng)力，從而使制動(dòng)距離縮短5。一種完全無(wú)油液和完全電路制動(dòng)BBW 的(BrakeByWire)的開(kāi)發(fā)使傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)裝置成為歷史。德國(guó)BPW公司還開(kāi)發(fā)了一種電子報(bào)警系統(tǒng)。它收集如輪胎氣壓、摩擦片磨損、制動(dòng)溫度等些參數(shù)，然后傳送給駕駛員或運(yùn)輸公司，可監(jiān)視制動(dòng)摩擦片的磨損情況。一旦發(fā)現(xiàn)制動(dòng)摩擦片需要送維修站處理時(shí)，它可立即告知，并以黃、紅報(bào)警燈顯示制動(dòng)摩擦片損壞程度。對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的研究一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)所特備關(guān)注的問(wèn)題。由于人們對(duì)制動(dòng)安全性的不斷重視，許多新興的設(shè)計(jì)和電子技術(shù)被應(yīng)用到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中去，如ABS防抱死系統(tǒng)、BSA制動(dòng)輔助系統(tǒng)、ESP電子穩(wěn)定程序等均是為了提高制動(dòng)系統(tǒng)的安全性；計(jì)算機(jī)技術(shù)和CAD技術(shù)在制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程的應(yīng)用也大大提高了其質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)的周期。以前乘用車以“前盤后鼓”式制動(dòng)器為主的現(xiàn)象現(xiàn)在已逐漸被“前盤后盤”式所代替?？萍嫉娜招略庐惻c不同新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展提供了新的設(shè)計(jì)思路和發(fā)展方向。1.3 制動(dòng)系的功能和要求汽車制動(dòng)系是用于使行駛中的汽車減速或停車，使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。汽車制動(dòng)系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。行車制動(dòng)裝置用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車下短坡時(shí)保持的適當(dāng)穩(wěn)定車速。其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)常采用雙回路或多回路結(jié)構(gòu)，以保證其工作可靠。駐車制動(dòng)裝置用于使汽車可靠而無(wú)時(shí)間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而不用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)，以免其產(chǎn)生故障。汽車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備以上的功能。這些功能是設(shè)置在汽車上的一套專門的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些裝置是由制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)組成的。也就是由供能裝置、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器、調(diào)節(jié)制動(dòng)力裝置、制動(dòng)防抱裝置、報(bào)警裝置和壓力保護(hù)裝置等組成。汽車制動(dòng)系統(tǒng)必須具備如下功能：1）在汽車行駛過(guò)程中能以適當(dāng)?shù)臏p速度使車降速到所需值，甚至停車；2）使汽車在下坡行駛時(shí)保持穩(wěn)定的速度;3）使汽車可靠在原地（包括斜坡）停駐;4）制動(dòng)系應(yīng)滿足的要求:5）應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定;6）具有足夠的制動(dòng)效能，包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能;7）工作可靠;8）制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好;9）制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好;10）制動(dòng)時(shí)汽車操縱穩(wěn)定性好;11）制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)要求;12）作用滯后的時(shí)間要盡可能短;13）制動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生噪聲和振動(dòng);14）與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng);15）能全天侯使用;16）制動(dòng)系機(jī)件的使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害人體的石棉纖維。1.4課題任務(wù) （1）了解固定鉗盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)的基本步驟，（2）學(xué)會(huì)如何確定固定鉗盤式制動(dòng)器的相關(guān)參數(shù)，（3）使用Proe繪制固定鉗盤式制動(dòng)器三維模型，（4）分析固定鉗盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。 1.5整車參數(shù)車型：帕薩特轎車基本參數(shù)：1）車長(zhǎng)：4870mm；2）車高：1472mm；3）車寬：1834mm；4）軸距：L=2803mm； 5）最高車速：Vmax=200 Km/h；6）汽車空載質(zhì)量：ma =1435Kg； 汽車滿載總質(zhì)量：ma =1930Kg； 7）空載時(shí)汽車的質(zhì)心高度：hg =800mm； 滿載時(shí)汽車的質(zhì)心高度為hg=930mm；8）汽車空載時(shí)的軸荷分配：前軸60%，后軸40%； 9）汽車滿載時(shí)的軸荷分配：前軸52%，后軸48%； 10）汽車前軸的距離：L1= 1577mm； 11）汽車后軸的距離：L2=1550mm； 前后輪胎規(guī)格： 215/60R15 則：輪輞直徑約為381mm；最大功率：96kw。第二章 制動(dòng)器方案選擇2.1制動(dòng)器的主要類型制動(dòng)器是具有使運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)件停止或減速的機(jī)械零件。俗稱剎車、閘。制動(dòng)器主要由制架、制動(dòng)件和操縱裝置等組成。目前，廣泛使用的是摩擦式制動(dòng)器。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式、盤式和帶式三種。鼓式制動(dòng)器分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩類。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩。盤式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。當(dāng)制動(dòng)盤被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤上的摩擦力矩以阻止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。鼓式制動(dòng)器的帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器，這里不做考慮。2.2 制動(dòng)器的工作原理及其特點(diǎn)2.2.1鼓式制動(dòng)器典型的鼓式制動(dòng)器主要由底板、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄、輪缸（制動(dòng)分泵）、回位彈簧、定位銷等零部件組成。底板安裝在車軸的固定位置上，它是固定不動(dòng)的，上面裝有制動(dòng)蹄、輪缸、回位彈簧、定位銷，承受制動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭力。每一個(gè)鼓有一對(duì)制動(dòng)蹄，制動(dòng)蹄上有摩擦襯片。制動(dòng)鼓則是安裝在輪轂上，是隨車輪一起旋轉(zhuǎn)的部件，它是由一定份量的鑄鐵做成，形狀似園鼓狀。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，輪缸活塞推動(dòng)制動(dòng)蹄壓迫制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓受到摩擦減速，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在轎車制動(dòng)鼓上，一般只有一個(gè)輪缸，在制動(dòng)時(shí)輪缸受到來(lái)自總泵液力后，輪缸兩端活塞會(huì)同時(shí)頂向左右制動(dòng)蹄的蹄端，作用力相等。但由于車輪是旋轉(zhuǎn)的，制動(dòng)鼓作用于制動(dòng)蹄的壓力左右不對(duì)稱，造成自行增力或自行減力的作用。因此，業(yè)內(nèi)將自行增力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄，自行減力的一側(cè)制動(dòng)蹄稱為從蹄，領(lǐng)蹄的摩擦力矩是從蹄的22.5倍，兩制動(dòng)蹄摩擦襯片的磨損程度也就不一樣。 為了保持良好的制動(dòng)效率，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間要有一個(gè)最佳間隙值。隨著摩擦襯片磨損，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙增大，需要有一個(gè)調(diào)整間隙的機(jī)構(gòu)。過(guò)去的鼓式制動(dòng)器間隙需要人工調(diào)整，用塞尺調(diào)整間隙?，F(xiàn)在轎車鼓式制動(dòng)器都是采用自動(dòng)調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后會(huì)自動(dòng)調(diào)整與制動(dòng)鼓間隙。當(dāng)間隙增大時(shí)，制動(dòng)蹄推出量超過(guò)一定范圍時(shí)，調(diào)整間隙機(jī)構(gòu)會(huì)將調(diào)整桿（棘爪）拉到與調(diào)整齒下一個(gè)齒接合的位置，從而增加連桿的長(zhǎng)度，使制動(dòng)蹄位置位移，恢復(fù)正常間隙。2.2.2盤式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來(lái)一樣。這種制動(dòng)器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。 圖 2.1 制動(dòng)器原理與鼓式制動(dòng)器比較，盤式制動(dòng)器有以下優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好。原因是一般無(wú)自行增力作用，摩擦襯塊表面壓力分布較鼓式中的襯塊更為均勻。此外制動(dòng)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(dòng)效能，這稱之為機(jī)械衰退。制動(dòng)盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無(wú)關(guān)，古無(wú)機(jī)械衰退問(wèn)題。因此，前輪采用盤式制動(dòng)器，汽車制動(dòng)時(shí)不易跑偏。水穩(wěn)性好。制動(dòng)塊對(duì)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(duì)盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)機(jī)能恢復(fù)正常。鼓式制動(dòng)器則需要經(jīng)過(guò)十余次才能恢復(fù)正常。制動(dòng)力矩與汽車制動(dòng)方向無(wú)關(guān)。易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系，是系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。尺寸小、質(zhì)量小、散熱性良好。壓力在制動(dòng)塊上分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻更換襯塊簡(jiǎn)單容易。襯塊與制動(dòng)盤之間的間隙小，從而縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。方案初步選?。夯谝陨媳容^盤式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)，以及轎車對(duì)制動(dòng)器安全性要求較高，其效能穩(wěn)定性要好，所以不能選擇效能穩(wěn)定性較差的鼓式制動(dòng)器，所以可以初步確定為盤式制動(dòng)器。2.3 盤式制動(dòng)器方案比較盤式制動(dòng)器分為固定鉗式盤式制動(dòng)器、浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器、全盤式盤式制動(dòng)器，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。2.3.1 固定鉗式盤式制動(dòng)器固定鉗式盤式制動(dòng)器如下圖所示，其制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)（或橋殼）上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤上，從而將車輪制動(dòng)。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減少時(shí)，回位彈簧則將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤。這種結(jié)構(gòu)形式又稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式固定鉗式盤式制動(dòng)器。固定鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗剛度好，除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件。但由于需采用兩個(gè)油缸并分置制動(dòng)盤的兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤的內(nèi)部油道或外部油管來(lái)連通。這就使得制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸都較大，因而在車輪中，特別是車輪輪距小的微型車的前輪中的布置比較困難；需兩組高精度的液壓缸和活塞，成本較高；制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)制動(dòng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生氣泡，影響制動(dòng)效果。微型客車從結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性上考慮都不適用固定鉗式盤式制動(dòng)器。近年來(lái)，由于汽車性能要求的提高，固定鉗式固有的弱點(diǎn)使之不能完全適應(yīng)這些要求，故不采納固定鉗式盤式制動(dòng)器。活塞制動(dòng)鉗體制動(dòng)塊車橋進(jìn)油口制動(dòng)盤缺點(diǎn)：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)鉗尺寸大。油路中的制動(dòng)液受制動(dòng)盤加熱易汽化。 圖2.2 固定鉗式盤式制動(dòng)器2.3.2 浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)，另一種的制動(dòng)鉗體可繞一支撐銷擺動(dòng)。但它們的制動(dòng)油缸都是單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成為活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)總成則固定在鉗體上。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下，活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)塊總成壓靠到制動(dòng)盤，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成的受力均等為止。浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可將制動(dòng)器近一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。由于浮動(dòng)鉗沒(méi)有跨越制動(dòng)盤的油道或油管，減少了油液受熱機(jī)會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽較小，使冷卻條件較好。另外單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng)，也增大了油缸的散熱面積，因此制動(dòng)油液溫度比固定鉗式的低30 50，汽化的可能性較小。相比于固定鉗式浮動(dòng)鉗式可將油缸和活塞等精密件減去一半，造價(jià)大為降低。圖2.3 浮鉗式制動(dòng)器2.3.3 全盤式制動(dòng)器全盤式制動(dòng)器由固定摩擦圓盤和旋轉(zhuǎn)圓盤組成。定圓盤通過(guò)導(dǎo)向平鍵或花鍵聯(lián)接(見(jiàn)鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接)于固定殼體內(nèi)，而動(dòng)圓盤用導(dǎo)向平鍵或花鍵裝在制動(dòng)軸上，并隨軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)受到軸向力時(shí),動(dòng)、定圓盤相互壓緊而制動(dòng)。為增多盤數(shù)和在圓盤表面覆蓋一層石棉等摩擦材料可增大制動(dòng)力矩。其工作原理如摩擦離合器，故又稱離合器式制動(dòng)器。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦面積大，制動(dòng)力矩大，但散熱條件差，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價(jià)成本高，故不予以采用。圖2.4 全盤式制動(dòng)器綜上所述：選擇方案三浮動(dòng)盤式制動(dòng)器最為理想?；瑒?dòng)鉗式制動(dòng)器由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小和耐高溫，它既滿足了制動(dòng)安全實(shí)用性也具有較低的生產(chǎn)成本，得到了廣泛的應(yīng)用，所以我考慮選用滑動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器做為轎車的制動(dòng)器。第三章盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定3.1制動(dòng)盤直徑D制動(dòng)盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效直徑得到增加，可以減少制動(dòng)盤的夾緊力，降低襯塊的單位面積壓力和工作溫度。由于受到輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%-79%。總質(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限。我所設(shè)計(jì)的汽車，滿載時(shí)的總質(zhì)量有1920kg,我對(duì)該車前輪制動(dòng)器制動(dòng)盤的直徑選擇為輪輞直徑的75%，給定的輪胎參數(shù)為：215R15，這就是說(shuō)輪輞直徑為381mm。那么:制動(dòng)盤直徑D=d74%=38174%=280mm式中d輪輞直徑，d=15英寸=381mm3.2制動(dòng)盤厚度h制動(dòng)盤厚度h直接影響著制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為了使質(zhì)量不至于太大，制動(dòng)盤的厚度應(yīng)取得適當(dāng)小些，為了降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，制動(dòng)盤厚度又不宜過(guò)小。制動(dòng)盤可以做成實(shí)心的，為了通風(fēng)散熱，降低制動(dòng)工作時(shí)的溫升，又可以在制動(dòng)盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為1020mm,具有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤兩工作面之間的尺寸一般取2030mm。我所設(shè)計(jì)的汽車制動(dòng)盤為了降低溫升，增加散熱，我選用通風(fēng)式的制動(dòng)盤。 厚度為：H=28mm3.3制動(dòng)塊制動(dòng)塊有背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接壓嵌在一起?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。 圖3.1 摩擦塊1）摩擦襯塊內(nèi)半徑R1與外半徑R2一般摩擦襯塊的外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不應(yīng)偏大。因?yàn)椋绻戎灯?，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不均勻，接觸面積將減少，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。經(jīng)過(guò)計(jì)算參考，選擇R1=86mm，R2=134mm。Rm=R1+R2/2=110mm；Re=4/3（1-m/（1+m）（1+m）Rm=115mm。m=R1/R2=0.6。2）摩擦襯塊的工作面積A確定盤式制動(dòng)器摩擦襯塊工作面積A時(shí)，根據(jù)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量，推薦在1.6-3.5kg/cm。選取a=60 ；則：?jiǎn)纹r塊作用面積 A=（60/360）（）=6047mm。檢驗(yàn)：143540%0.5/（26047）=2.37kg/cm0的車輪，其力矩平衡方程為: (4.1)式中， 制動(dòng)器對(duì)車輪作用的制動(dòng)力矩，即制動(dòng)器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反，Nm； 地面作用于車輪上的制動(dòng)力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱地面制動(dòng)力，其方向與汽車行駛方向相反，N； 車輪有效半徑，m。 令 (4.2) 并稱之為制動(dòng)器制動(dòng)力，與地面制動(dòng)力的方向相反，當(dāng)車輪角速度0時(shí)，大小亦相等，且僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。即取決于制動(dòng)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(dòng)踏板力即制動(dòng)系的液壓或氣壓成比例。當(dāng)加大踏板力以加大，和均隨之增大。但地面制動(dòng)力受著附著條件的限制，其值不可能大于附著力，即 （4.3） 或 （4.4）式中 ， 輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z地面對(duì)車輪的法向反力，N。 圖4.1 制動(dòng)力分配曲線 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力和地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑移。此后制動(dòng)力矩即表現(xiàn)為靜摩擦力矩，而即成為與相平衡以阻止車輪再旋轉(zhuǎn)的周緣力的極限值。當(dāng)制動(dòng)到=0以后，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力值后就不再增大，而制動(dòng)器制動(dòng)力由于踏板力的增大使摩擦力矩增大而繼續(xù)上升如圖(4.1)。 根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)的整車受力分析如圖4.2，考慮到制動(dòng)時(shí)的軸荷轉(zhuǎn)移，可求得地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力Z1，Z2為： (4.5) （4.6） 圖4.2 汽車受力分析式中， G汽車所受重力，N； L汽車軸距，mm； 汽車質(zhì)心離前軸距離，mm； 汽車質(zhì)心離后軸的距離，mm； 汽車質(zhì)心高度，mm； g重力加速度，m/s； 汽車制動(dòng)減速度, m/s。汽車總的地面制動(dòng)力為: （4.7） 式中， q（）制動(dòng)強(qiáng)度，亦稱比減速度或比制動(dòng)力； ,前后軸車輪的地面制動(dòng)力，N。由以上兩式可求得前、后軸車輪附著力為: （4.8） （4.9） 上式表明：汽車在附著系數(shù)為任意確定值的路面上制動(dòng)時(shí)，各軸附著力即極限制動(dòng)力并非為常數(shù)，而是制動(dòng)強(qiáng)度q或總制動(dòng)力的函數(shù)。當(dāng)汽車各車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力足夠時(shí)，根據(jù)汽車前、后軸的軸荷分配，前、后車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、道路附著系數(shù)和坡度情況等，制動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的情況有三種，即(1)前輪先抱死拖滑，然后后輪再抱死拖滑；(2)后輪先抱死拖滑，然后前輪再抱死拖滑；(3)前、后輪同時(shí)抱死拖滑。在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。由式(4.7)、式(4.8)和式(4.9)求得在任何附著系數(shù)的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是： (4.10) （4.11） 式中，前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，N，； 后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力，N，； 前軸車輪的地面制動(dòng)力，N； 后軸車輪的地面制動(dòng)力，N； ，地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力，N； G汽車重力，N； ，汽車質(zhì)心離前、后軸距離,mm； 汽車質(zhì)心高度，mm。圖4.3 轎車的I曲線和曲線由式(4.10)可知，前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)，前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，是的函數(shù)。 將上式繪成以，為坐標(biāo)的曲線，即為理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線，如圖4.3所示。如果汽車前、后制動(dòng)器的制動(dòng)力，能按I曲線的規(guī)律分配，則能保證汽車在任何附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，都能使前、后車輪同時(shí)抱死。然而，目前大多數(shù)兩軸汽車尤其是貨車的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力之比值為一定值，并以前制動(dòng)與汽車總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配的比例，稱為汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)： 又由于在附著條件所限定的范圍內(nèi)，地面制動(dòng)力在數(shù)值上等于相應(yīng)的制動(dòng)周緣力，故又可通稱為制動(dòng)力分配系數(shù)。4.2理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線前面已經(jīng)指出，制動(dòng)時(shí)前、后輪同時(shí)抱死，對(duì)附著條件的利用、制動(dòng)時(shí)汽車方向的穩(wěn)定性均較為有利。此時(shí)的前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力和的關(guān)系曲線，常稱為理想的前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力分配曲線。在任何附著系數(shù)的 路面上，前、后輪同時(shí)抱死的條件是：前后輪的動(dòng)力之和等于附著力，并且前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力分別等于各自的制動(dòng)力，即 += G = = （4.13）或 += G = （4.14）代入上式，得 += G = （4.15） 由式（4.13）畫(huà)成的曲線，即為前后輪同時(shí)抱死時(shí)前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力的關(guān)系曲線；理想的錢后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，簡(jiǎn)稱I曲線。I曲線可有作圖法直接求得。先將式（4.13）中的第一式按不同的 值（ =0.1,0.2,0.3,）作圖畫(huà)在4.3上，得到與坐標(biāo)軸成45度、與坐標(biāo)截距依次為 g（0.1g，0.2g，0.3g）的平行線；再對(duì)式（4.14）第二式按不同的 值（ =0.1,0.2,0.3，）帶入，也做與圖4.3上；得到一組通過(guò)原點(diǎn)、斜率不同的（斜率等于/，其值大小與有關(guān)，隨著值增大，斜率減?。┑纳渚€。這兩組直線中，對(duì)于某一值，均可以找到兩組直線，著兩條直線的交點(diǎn)即可滿足值和值。把對(duì)不同值的兩直線交點(diǎn)A,B,C連接起來(lái)便得到了I曲線。曲線上任意一點(diǎn)代表在該附著系數(shù)路面上前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力應(yīng)有的數(shù)值。由此可見(jiàn)，只要給出汽車總質(zhì)量、汽車質(zhì)心的位置，就能做出I曲線。另外I曲線隨著負(fù)載增加而上移。應(yīng)當(dāng)指出，I曲線是踏板力增長(zhǎng)到前后輪同時(shí)抱死拖滑時(shí)的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配曲線。車輪同時(shí)抱死時(shí)，=，=，所以I曲線也是前后輪同時(shí)抱死時(shí)和的關(guān)系曲線。還要進(jìn)一步指出，汽車前后制動(dòng)器制動(dòng)力長(zhǎng)不能按I曲線來(lái)分配。制動(dòng)過(guò)程中嘗試一根車軸先抱死，隨著踏板力的進(jìn)一步增加，接著另一根軸接著抱死。4.3同步附著系數(shù)計(jì)算由 (4.12) 可知分配曲線表達(dá)為： = (4.16)上式在圖4.3中是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且斜率為(1-)/的直線，它是具有制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)為的汽車的實(shí)際前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，簡(jiǎn)稱線。圖中線與I曲線交于B點(diǎn)，可求出B點(diǎn)處的附著系數(shù)=,則稱線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。它是汽車制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定。同步附著系數(shù)的計(jì)算公式是：對(duì)于前、后制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)器才會(huì)同時(shí)抱死。當(dāng)汽車在不同值的路面上制動(dòng)時(shí)，可能有以下情況： (1)當(dāng)，線位于I曲線上方，制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，這時(shí)容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。(3)當(dāng)=，制動(dòng)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。為了防止汽車的前輪失去轉(zhuǎn)向能力和后輪產(chǎn)生側(cè)滑，希望在制動(dòng)過(guò)程中，在即將出現(xiàn)車輪抱死但尚無(wú)任何車輪抱死時(shí)的制動(dòng)減速度，為該車可能產(chǎn)生的最高減速度。分析表明，汽車在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)(前、后車輪同時(shí)抱死)時(shí)，其制動(dòng)減速度為du/dt=qg=g，即q=，q為制動(dòng)強(qiáng)度。而在其他附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死時(shí)的制動(dòng)強(qiáng)度q時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛首先抱死的條件，即FB2=F。若取=0.9，則制動(dòng)力FB可以寫(xiě)為 （4.23）制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為 （4.24）附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為 （4.25）可得后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB2為 （4.26） F=F-F F=F1/2 T=F*re從以上的計(jì)算結(jié)果均通過(guò)Matlab編程運(yùn)算得出，詳見(jiàn)運(yùn)算表格，從結(jié)果可知路面條件越好，車輪與路面間的附著系數(shù)越高，則前輪制動(dòng)器所承受的制動(dòng)力和制動(dòng)力矩就越大。4.4.2 空載的情況1）當(dāng)=時(shí)，有： =F，=F （4.27）故 FB=G=mag q=0.47； =q/=1 （4.28） =F=G(L2+qhg)/L （4.29） = Ff1=FB1/2 Tf1=Ff1re2）當(dāng) 時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于前輪剛剛首先抱死的條件，即=F。若取=0.3則制動(dòng)力可以寫(xiě)為 （4.30） 制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為 （4.31）附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為 （4.32）可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB1為 （4.33） Ff1=Ff1/2 Tf1=Ff1*re3）當(dāng) 0時(shí)，汽車可能得到的最大總制動(dòng)力取決于后輪剛剛抱死的條件，即FB2=F2。若取=0.6，則制動(dòng)力FB可以寫(xiě)為 （4.34） 制動(dòng)強(qiáng)度q可以寫(xiě)為 （4.35）附著系數(shù)利用率可以寫(xiě)為 （4.36）可以算出前輪制動(dòng)器的制動(dòng)力FB2為 （4.37） FB1=FB-FB2 Ff1=FB1/2 Tf1=Ff1*re4.5制動(dòng)最大力矩最大制動(dòng)力是在滿載時(shí)汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的法向力,成正比。由式(4.5)可知，雙軸汽車前、后車輪附著力同時(shí)被充分利用或前、后輪同時(shí)抱死時(shí)的制動(dòng)力之比為： =2.7 （4.38）式中， ,汽車質(zhì)心離前、后軸距離，mm; 同步附著系數(shù)； 汽車質(zhì)心高度，mm。制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，受車輪的計(jì)算力矩所制約，即： 式中， 前軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N ; 后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力，N ; 作用于前軸車輪上的地面法向反力，N； 作用于后軸車輪上的地面法向反力，N； 車輪有效半徑，mm。對(duì)于常遇到的道路條件較差、車速較低因而選取了較小的同步附著系數(shù)值的汽車，為了保證在的良好的路面上（例如=0.7）能夠制動(dòng)到后軸和前軸先后抱死滑移（此時(shí)制動(dòng)強(qiáng)度），前、后軸的車輪制動(dòng)器所能產(chǎn)生的最大制動(dòng)力力矩為： （4.39） （4.40）對(duì)于選取較大值的各類汽車，則應(yīng)從保證汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，來(lái)確定各軸的最大制動(dòng)力矩。為了保證在的良好路面上能制動(dòng)到后軸車輪和前、后車輪先后抱死滑移，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度，故所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為： (4.41) (4.42)式中， 該車所能遇到的最大附著系數(shù)； q制動(dòng)強(qiáng)度; 車輪有效半徑，m。因?yàn)樗x取的車型為帕薩特轎車，所遇道路路面較好，同步附著系數(shù)也較高。所以采取公式（4.41）和（4.42）計(jì)算制動(dòng)器在路面附著系數(shù)為0.8時(shí)的后軸和前軸最大制動(dòng)力矩：后軸： =753(Nm)前軸：=1676(Nm)式中 ，該車所能遇到的最大附著系數(shù)，=0.8； q制動(dòng)強(qiáng)度； 車輪有效半徑，=0.28m。一個(gè)車輪制動(dòng)器應(yīng)有的最大制動(dòng)力矩為按上公式計(jì)算所得結(jié)果的半值。4.6 制動(dòng)器因數(shù)及制動(dòng)距離的計(jì)算4.6.1制動(dòng)器因數(shù)的計(jì)算制動(dòng)器因數(shù)又稱為制動(dòng)器效能因數(shù)，它表示制動(dòng)器的效能，用BF表示。其實(shí)質(zhì)是制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于比較不同結(jié)構(gòu)型式的制動(dòng)器的效能。制動(dòng)器因數(shù)可以定義為在制動(dòng)盤的作用半徑上所能產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 （4.43）式中，R制動(dòng)盤的作用半徑； P輸入力，一般取加于兩制動(dòng)塊的壓緊力； 因?yàn)槲覍?duì)微型客車前輪制動(dòng)器選用的是鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均為P，則制動(dòng)盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為2fP，那么鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 （4.44） 式中，f盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)。 利用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，我們可以取f=0.35,那么，該車前輪制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù)為 （4.45）4.6.2制動(dòng)器距離的計(jì)算制動(dòng)距離是制動(dòng)效能的一個(gè)重要指標(biāo)，即 （4.46）式中：制動(dòng)初速度，在這里取=80則該車的制動(dòng)距離為 =50.67m （4.47）4.7利用附著系數(shù)與制動(dòng)效率為了防止前軸失去轉(zhuǎn)向能力和后軸側(cè)滑，汽車在制動(dòng)過(guò)程中最好不要出現(xiàn)前輪先抱死的危險(xiǎn)情況，也不要出現(xiàn)后輪先抱死