盘式制动器本科毕业设计论文(编辑修改稿)

盘式制动器本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

................................. 45 致 谢 ................................................................. 46 参考文献 .............................................................. 47 附录 A 外文翻译 ........................................................ 48 附录 B 制动器 装配图及 三维建模 .......................................... 57 附录 C MATELAB 编制制动力分配曲线 ...................................... 63 沈阳理工大学学士学位论文 1 1 绪论 制动系统 的基本概念 ： 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动 ， 这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。 这种用以使行 驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。 这两个制动系是每辆汽车必须具备的。 图 汽车制动系组成 1制动助力器； 2制动灯开关； 3驻车制动与行车制动警示灯； 4驻车制动接触装置； 5后轮制动器； 6制动灯； 7驻车制动踏板； 8制动踏板； 9制动主缸； 10制动钳； 11发动机进气管； 12低压管； 13制动盘 沈阳理工大学学士学位论文 2 任何制动系都具有以下四个基本组成部分 （如图 ） ： 供能装置 ： 包括供给、调节制动所需能量以及改 善传能介质状态的各种部件。 控制装置 ： 包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 传动装置 ： 包括将制动能量传输到制动器的各个部件 制动器 ： 产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。 按制动能源来分类，行车制动系可分为，以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系称为人力制动系；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的则是动力制动系，其制动源可以是发动机驱动的空气压缩机或油泵；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系称为伺服制动系。 驻车制动系 可以是人力式或动力式。 专门用于挂车的还有惯性制动系和重力制动系。 按照制动能量的传输方式，制动系可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。 同时采用两种以上传能方式的制动系可称为组合式制动系。 制动系统是评价汽车安全性的一个重要因素，也是汽车的重要组成部分之一。 当今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能要求也越来越高。 一款安全、轻便、环保、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。 这也是汽车设计人员不断追求的目标。 制动系统 研究现状： 目前 ，车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。 虽然盘式制动器的使用经济 性现在有所提高，但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。 当然，气压盘式制动器的性能更优越，内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也进一步提升。 摩擦材料现在更大程度的向有机材料类型转变，这对盘式制动器的发展来说是一个契机，可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行，而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。 鼓式制动器的发展已经达到了最高限度。 因此，汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。 尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。 另外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式 双盘式制动器将是未来发展的方向。 在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。 随着 BBW 技术的发展，盘式电动制动器是未来发展的重点方向。 在材料选择方面： 80 年代之前，国内外都主要采用有石棉树脂型摩擦材料用于汽车制动，但因石棉摩擦产生有毒粉尘吸入人体后对肺产生影响，以及产生环境污染，同时沈阳理工大学学士学位论文 3 在高速、高温下，石棉材料的强度、摩擦系数、耐磨性能等均下降，因此，汽车制动 系无石棉化 已 是一种必然的发展趋势。 国外从 70年 代 就开始禁止采用石棉用做制动材料，我国在 1999 年修改的 GB126761999 法规也明确规定 “20xx 年 10月 1 日之后，制动衬片应不含石棉 ”。 目前国际上第三代摩擦材料 诞生 —— 无石棉有机物 NAO 片。 主要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其它纤维（碳、陶瓷等）作为加固材料。 其主要优点是：无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。 目前国内多以半金属纤维增强复合摩擦材料应用最为普遍。 但一些企业和地方根据本身的特点，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工业大学所承担的科研项目 “ 替代石棉制品汽车制动摩擦片的研制 ” 中，采用 当地的海泡石纤维来研制摩擦材料取得初步成功；西安交大与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制采用剑麻作为增强纤维也初步取得成功，据报道该制动器的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准、具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、刹车噪音小、使用寿命长、低成本等优点。 另外，国内 还 有人研究采用水镁石做摩擦材料。 不同的纤维有不同的优缺点，因此研制一种比较符合各种要求的摩擦材料也就成为人们的追求。 但不管如何，未来汽车制动摩擦材料必须是环保化、 安全化 、轻量化以及低成本的原则。 另外，现代汽车制动控制技术正朝着电子 制动控制方向发展。 全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。 同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。 汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个 ECU 中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。 但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。 有一个 巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。 同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。 课题主要内容： 题目简介：后轮驱动；总长 4300mm； 总宽 1790mm； 轴距 2576mm； 前轮距 1460mm；后轮距 1473mm；整备质量 1598kg； 发动机排量 ，最大功率 85kw/5500r/min，最大沈阳理工大学学士学位论文 4 转矩 158 N m /4000r/min，压缩比 :1；五档手动 变速器，推荐 传动比： 1i =，2i =， 3i =， 4i =， 5i =， Ri =；推荐主减速比： ； 最高车速：200km/h。 根据所给商务车的技术参数及性能参数，并综合考虑制动器的设计要求，如下： 1）具有足够的制动效能。 2）工作可靠。 3）在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性。 4）防止水和污泥进入制动器工作表面。 5）制动能力的热稳定性良好。 6）操纵轻便，并具有良好的随动性。 7）制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有还的石棉纤维等物质，以减少公害。 8）作用滞后性应尽可能好。 9）摩擦衬片应有足够的使用寿命。 10）摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。 11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并是使基本功能遭到破坏时，汽车制 动系应有音响或光信号等报警提示。 结合以上参数及要求，适当考虑经济因素，设计一款合适的汽车制动器并通过绘图软件将该制动器布置图绘出。 课题研究方案： 1）制动器的结构方案分析及选择。 分析该商务车制动器的设计要求，通过比较、计算以及查阅相关资料，选出适合的结构方案。 2）制动系的主要参数及其选择。 选择制动力、制动力分配系数、制动强度、最大制动力矩等。 3）制动器的设计和计算。 根据所选方案与参数，分析计算制动器的制动因数、摩擦衬 块 的磨损特性，核算制动器热容量和温升等 4）制动器主要零部件的结构设 计与计算 5）制动驱动机构的结构形式选择与设计计算 6）综合上述设计与计算，用绘图软件绘制该制动器的零部件图及总布置图 沈阳理工大学学士学位论文 5 2 制动 器 的结构形式选择 鼓式制动器 结构形式简介 鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。 鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。 内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。 车轮制动器的制动鼓均 固定在轮鼓上。 制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。 外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。 在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。 所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。 鼓式制动器按蹄的类型 分为： 图 鼓式制动器简图 （ a）领从蹄式（用凸轮张开）；（ b）领从蹄式（用制动轮缸张开）；（ c）双领蹄式（非双向，平衡式）；（ d）双向双领蹄式；（ e）单向增力式；（ f）双向增力式 沈阳理工大学学士学位论文 6 （ 1） 领从蹄式制动器 如图 （ a） (b)所示，若图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向 (制动鼓正向旋转 )，则蹄 1 为领蹄，蹄 2 为从蹄。 汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转，则相应地使领蹄与从蹄也就相互对调了。 这种当制动鼓正、反方向旋转时总具有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓 式制动器称为领从蹄式制动器。 领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧，即摩擦力矩具有 “ 增势 ” 作用，故又称为增势蹄；而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有 “ 减势 ” 作用，故又称为减势蹄。 “ 增势 ” 作用使领蹄所受的法向反力增大，而 “ 减势 ” 作用使从蹄所受的法向反力减 小。 领从蹄式制动器的效能及稳定性均处于 中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单 造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构仍广泛用于中、 重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。 （ 2） 双领蹄式制动器 若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器。 显然，当汽车倒车时这种制动器的两制动蹄又都变为从蹄故它又可称为单向双领蹄式制动器。 如图(c)所示，两制动蹄各用一个单活塞制动轮缸推动，两套制动蹄、制动轮缸等机件在制动底板上是以制动底板中心作对称布置的，因此，两蹄对制动鼓作用的合力恰好相互平衡，故属于平衡式制动器。 双领蹄式制动器有高的正向制动效能，但倒车时则变为双从蹄式，使制动效能大降。 这种结构常用于中级轿车的前轮制动 器，这是因为这类汽车前进制动时，前轴的动轴荷及 附着力大于后轴，而倒车时则相反。 （ 3） 双向双领蹄式制动器 如图 （ d） 当制动鼓正向和反向旋转时，两制动助均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。 它也属于平衡式制动器。 由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。 （ 4） 单向增力式制动器 如图 （ e） 单向增力式制动器如图所示两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。 由于制动时两蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一种非平衡式制动器。 单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能却是最低的。 因此，它仅用于少数轻、沈阳理工大学学士学位论文 7 中型货车和轿车上作为前轮制动器。 （ 5） 双向增力式制动器 如图 （ f） 将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器。 对双向增力式制动器来说，不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。 双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常 常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制。