车辆工程毕业设计论文-车用盘式电磁制动器设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-车用盘式电磁制动器设计(编辑修改稿)内容摘要：

是，需要对制动距离过程有一个全面的了解。 图 接受紧急制动信号后，制动 压 力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线。 图 驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动 ,而要经过 39。 1 后才意识到应进行 紧急制动，并移动右脚，再经过 39。 1 后才踩着制动踏板。 从 a 点到 b 点所经过的时间39。 39。 139。 11   称为驾驶员反映时间。 1 一般为 ~ 之间。 在 b 点以后，随着驾驶员踩踏板的动作， 制动压 力迅速增大，至 d 点到达最大值。 不过由于制动 衬块 与制动盘之间 存在间隙，所以要经过 39。 2 ，即至 c 点 ，制动力才起作用，使汽车开始产生减速度。 由 c 点到 e 点是制动器制动力增长过程所需的时间 39。 2。 39。 39。 239。 22   总称为制动 6 器的作用时间。 制动器作用时间一方面取决于驾驶员踩踏板的速度，另外更重要的是受制动系统结构形式的影响。 2 一般为 ~ 之间。 由 e 到 f 为持续制动时间 3 ，其减速度基本不变。 到 f 点式驾驶员松开 踏板，但制动力的消除还需要一段时间 4。 从制动的全过程来看，总共包括驾驶员见到信号 后作出行动反映、制动器起作用、持续制动和放松制动器四个阶段。 一般所指制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。 故总的制动距离为 ： as 2uu)239。 (20039。 39。 22   （ ） 式中： 39。 2 —— 制动系统反应时间，取 39。 2  ； 39。 2 —— 制动作用时间，取 39。 39。 2  ； 0u —— 制动初速度， smhkmu / ； a —— 制动加速度，取路面附着系数为 ，则 2/ sma 。 故总的制动距离为 mm 2  ）（ 因此 设计满足 GB\72582020《机动车运行安全技术条件》中 关于 制动器制动性能的规定。 从式中 可以看出，决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用的时间、最大制动减速度 、 附着力以及起始制动车速。 附着力越大、起始制动车速越低，制动距离越短 ]2[。 制动力矩的 计算 车轮滚动周长 ： RC 2 () 在制动距离内车轮转过的圈数 ： CSN （ ） 制动过程中车轮 转 过总的角度  ：  = N2 （ ） 车子的总动能为 ： 7 1 0 6 1 1 2 . 6 6 J1 3 . 8 91 3 . 8 91 1 0 0 20  （ ） 制动力分配系数 ： 2111 FF FFFf  （ ） 式中 ： 1F —— 前轴车轮 的制动器制动力 ； 2F —— 后轴车轮的制动器制动力 fF —— 汽车总制动器制动力。 通常，轿车的  值取 ~ ，取  每个前轮要分担的动能为 : JE 1 8 3 3%602E 1  （ ） 每个后轮要分担的动能为 : JE 1 2 2 2%402E 2  （ ） 则每个前轮所需总制动力矩为 : mNSREET   （ ） 每个后轮所需总制动力矩为 : mNS REET  2 4222  （ ） 后轮制动器制动负荷较小， 所 以 电磁盘式制动器的设计以 制动负荷较大的前制动器设计为例 ]3[。 盘式制动 器的主要参数选择 制动 盘直径 D 制动盘直径 D 应 尽量取大些，这样 制动盘的有效半径增大，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。 制动盘直径受轮辋直径的限制。 通常 ，制动盘的 直径为轮辋直径的 70%~ 79%。 查阅轮胎规格，滚动半径为 286mm的轮胎，轮辋尺寸为 14inch， 1mm  ， 则轮 辋直 径为 ， 制 动盘 直径mmD ~ ， 取 mmD 280。 制动盘 厚度 h 8 制动盘 的 厚度对制动盘 的质量和温升有影响。 为使质量小些，厚度不宜太大，为了减少温升，厚度又不宜过小。 通常实心制动盘厚度可取 10mm~ 20mm； 具有通风孔道的制动盘多采用 20mm~ 30mm。 本设计选用厚度为 22mm的 具有通风孔道的 制动盘。 摩擦 衬块 内半径 R1和外 半径 R2 制动 衬 块由摩擦块和金属背板 构成，两者直接牢固地压嵌或 粘合在一起，轻型汽车摩擦块厚度在 ~ 16mm之间，取厚度为 10mm 衬 块 的 外半径 与内半径之比不大于。 若比值偏大，摩擦衬块外缘内缘速度相差较大，磨损不均匀，接触面积将减小，导致制动力矩变化大。 选取 衬 块内半径 mmR 901  ,外半径 mmRR 12  ，选取 衬 块圆心角为 80o ]4[。 摩擦衬 块工作面积 A 22122 )(92 cmRRA   （ ） 在确定盘式制动器制动衬块的工 作面积时， 根据制动衬快单位面积占有的汽车质量， 推荐在 ～。 . 50 . 50 . 61 1 0 0 cmaA  （ ） 求得单位衬块面积占有汽车质量 2/ cmkga  ，符合 设计 要求。 制动衬块上 压 紧 力的计算 单侧制动衬块 作用于制动盘上的制动力矩为： )(322 3132 RRfqT  （ ） 压紧力： qAF  （ ） 式中： q —— 摩擦衬块与制动盘之间单位面积上的压力 ； f —— 摩擦片摩擦系数，取 f。 94)(43)(9231322122RRfTRRqAF NfRR TRR 3)(8 )(3 3132 2122  液压缸的 设计 计算 9 制动器工作时 ，内侧制动衬块与 外侧制动衬块 ， 同时压靠在制动盘两侧，使制动盘停止转动。 在电磁制动器中，为了使经增力机构放大的电磁力， 能够 顺利地 作用在制动盘两侧，在设计中， 选 用液压缸 ， 液压缸两侧油压相等，在制动过程中液压缸只起到传力作用。 汽车制动时，在油压的作用下，活塞推动内侧制动衬块压靠到制动盘上，而反作用力则推动制动钳体连同固定与其上的外侧制动衬块压想制动盘的另一侧，直到制动盘两侧的制动衬块受力均等为止。 液压缸的工作容积 ： 32 mmldV   （ ） 式中： l—— 制动间隙 ； d—— 制动钳体中活塞的直径，取 d=33mm。 液压缸直径应在 GB 7524— 87 标准规定的尺寸中选取，选取液压缸直径为 16mm则 液压缸活塞行程 ： mmdVS 2   本章小结 本章确定了制动器的基本参数，首先 选取 制动力分配系数，然后进一步确定制动器的制动力矩，确定了盘式制动器主要参 数包括制动盘直径、制动盘厚度、摩擦衬块内半径 外半径 、摩擦块工作面积，制动间隙。 10 第 3 章 制动器主要零件的结构设计 制动盘的结构设计 制动盘一般用珠光体灰铸铁制成，或用添加 Cr， Ni 等的合金铸铁制成。 其结构形状有平板形（用于全盘式制动器）和礼帽形（用于钳盘式制动器）两种。 礼帽形制动盘的圆柱部分长度取决于布置尺寸。 制动盘在工作时不仅承受着制动衬块作用的法向力和切向力，而且承受着热载荷。 为了改善冷却效果，钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间有径向通风槽的双层盘，这样可大大地增加散热面积，降低温升约 20%~ 30%，但盘的整体厚度较厚。 国 产引进车型 — 奥迪、桑塔纳 20富康（ AL， GL型）轿车和切诺基吉普车均采用带有通风槽的制动盘，其厚度在 20mm~ 之间。 而一般不带通风槽的轿车制动盘，其厚度约在 10mm~ 13mm之间。 制动盘的工作表面应光洁平整，制造时应严格控制表面的跳动量、两侧表面的平行度（厚度差）及制动盘的不平衡量。 有的文献认为：制动盘两侧表面不平行度不应大于 ；盘的表面摆差不应大与 ；制动盘表面粗糙度不应大于。 在本设计中采用带有通风槽的礼帽形制动盘。 制动钳的结构 设计 按照制动钳的结构形式，可分为固定钳式和浮动钳式两种。 固定式制动钳体固定在转向节或桥壳上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。 当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动两个活塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。 当放松制动踏板时，回位弹簧将两侧制动衬块总成及活塞推离制动盘。 浮动钳式的制动钳体是浮动的。 其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动，另一种的制动钳体可绕一支撑销摆动。 故有滑动钳式与 摆动钳式之分。 但它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动衬块总成为活动的，而另一侧的制动衬块总成则固定在钳体上。 制动时在油液压力作用下，活塞推动该侧活动的制动衬块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动衬块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动衬块总成的受力均等为止。 对摆动式制动钳来说，钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。 这就要求制动摩擦衬块为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜率为 06 左右。 11 制动钳由可锻铸铁 KTH37012 或球墨铸铁 QT40018 制造，也有用轻合金制造的，例如用铝合金压铸。 可做成整体的，也可以做成两半并由螺栓连接。 其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动衬块。 制动钳体应有高的强度和刚度。 一般多在钳体中加工出制动油缸，也有将单独制造的油缸装嵌入钳体中的。 钳盘式制动器油缸直径比鼓式制动器中的轮缸 大 得多，日本轿车钳盘式制动器油缸的直径最大可达（ 单缸）或 （双缸），客车和货车可达 （单缸）或 （双缸）。 为了减少传给制动液的热量，多将杯形活塞的开口端顶靠制动衬块的背板。 有的将活塞开口端部切成阶梯状，形成两个相对且在同一平面内的小半圆环形端面。 活塞由铸铝合金制造或由钢制造。 为了提高其耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。 当制动钳体由铝合金制造时，减少传动给制动液的热量则成为必须解决的问题。 为此，应减小活塞与制动衬块背板的接触面积，有时，也可采用非金属活塞。 制动钳在汽车上的安装位置可在车轴的恰恰前方或后方。 制动钳位于车方轴前可避免轮胎甩出来的泥、水进入制动钳，位于车轴后方则可减小制动时轮毂轴承的合成载荷。 在设计中采用整体的单缸浮动式制动钳。 制动衬块的结构 设计 制动衬块 由背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌或铆接或粘接在一起。 衬块多为扇形，也有举行、正方形或长圆形的。 活塞应能压住尽量多的制动衬块面积，以免衬块发生卷角而一起尖叫声。 制动块背板由钢板制成。 为了避免制动时产生的热量传给制动钳而引起制动液气化和减小制动噪声，可在摩擦衬块与背板之间或在背板后粘（或喷涂）一层隔热减振垫（胶）。 由于单位压力大和工作温度高等原因，摩擦衬块的磨损较快，因此其厚度较大。 据统计，日本轿车和轻型汽车摩擦衬块的厚度在~ 16mm之间，中、重型汽 车的摩擦衬块的厚度在 14mm~ 22mm 之间。 一些盘式制动器装有摩擦衬块磨损达到极限时的报警装置，以便能及时更换制动衬块。 设计中的制动衬块厚度为 15mm，背板与摩擦衬片粘接在一起。 摩擦材料的 选择 制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能要好，不应在温升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降，材料应有好的耐磨性，低的吸水（油、制动液）率，低的压缩率、低的热传导率（要求制动衬块在 C0300 的 加热板上作用 30min 后，背板的 温度不超过 C0190 ）和低的热膨胀率，高的抗压、抗拉、抗剪切、抗弯曲性能和耐冲击性能；制动时应不产生噪声、不产生不良气味，应尽量采用污染小和对人体无害的摩擦材料。 12 当前，在制动器中广泛采用这模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂、调整摩擦性能的填充剂（由无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成）与噪声消除剂（主要成分为石墨）等混合后，在高温下模压成型的。 模压材料的挠性较差，故应按衬片或衬块规格模压，其优点是可以选用各种不同的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不同的摩擦性能及其它性能。 另一种为编织材料，它是用长纤维石棉与铜丝或锌丝的合丝编织的布，浸以树脂结合剂经干燥后辊压制成。 其挠性好，剪切后可以直接铆到任何半径的制动蹄或制动带上。 在 C0100 ~ C0120 温度下，它具有较高的摩擦系数（ f ），冲击强度比模压材料高 4~ 5 倍。 但其耐热性差， 在 C0200 ~ C025。