【有全套CAD图和WORD论文】制动器毕业设计(鼓式).pdf
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1、Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) I 摘 要 国内汽车市场迅速发展,而轿车是汽车发展的方向。然而随着汽车保有量的 增加,带来的安全问题也越来越引起人们的注意,而制动系统则是汽车主动安全 的重要系统之一。因此,如何开发出高性能的制动系统,为安全行驶提供保障是 我们要解决的主要问题。另外,随着汽车市场竞争的加剧,如何缩短产品开发周 期、提高设计效率,降低成本等,提高产品的市场竞争力,已经成为企业成功的 关键。 本说明书主要介绍了 s a
2、 n t a n a 2 0 0 0 轿车制动系统的设计。 首先介绍了汽车制 动系统的发展、结构、分类,并通过对鼓式制动器和盘式制动器的结构及优缺点 进行分析。最终确定方案采用液压双回路前盘后鼓式制动器。除此之外,它还介 绍了前后制动器、制动主缸的设计计算,主要部件的参数选择及制动管路布置形 式等的设计过程。 关键字:制动;鼓式制动器;盘式制动器;液压 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) II Abstract The rapid d
3、evelopment of the domestic vehicle market, saloon car is an important tendency of vehicle. However, with increasing of vehicle, security issues are arising from increasingly attracting attention, the braking system is one of important system of active safety. Therefore, how to design a high- perform
4、ance braking system, to provide protection for safe driving is the main problem we must solve. In addition, with increasing competition of vehicle market, how to shorten the product development cycle, to improve design efficiency and to lower costs, to improve the market competitiveness of products,
5、 and has become a key to success of enterprises. This paper mainly introduces the design of braking system of the santana2000 type of car. Fist of all, braking system s development, structure and category are shown, and according to the structures, virtues and weakness of drum brake and disc brake,
6、analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two- backway brake with front disc and rear drum. Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear brake, braking cylinder, parameter s choice of main components braking and channel settings. Key words: braking; br
7、ake drum; brake disc; hydroid pressure Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) III 目 录 第 1 章 绪 论1 1.1 制动系统设计的意义.1 1.2 制动系统研究现状.1 1.3 本次制动系统应达到的目标.2 1.4 本次制动系统设计要求.2 第 2 章 制动系统方案论证分析与选择3 2.1 制动器形式方案分析.3 2.1.1 鼓式制动器3 2.1.2 盘式制动器5 2.2 制动驱动机构的结构
8、形式选择.6 2.2.1 简单制动系6 2.2.2 动力制动系7 2.2.3 伺服制动系8 2.3 液压分路系统的形式的选择.8 2.3.1 II 型回路8 2.3.2 X型回路 .9 2.3.3 其他类型回路9 2.4 液压制动主缸的设计方案.9 第 3 章 制动系统设计计算.11 3.1 制动系统主要参数数值11 3.1.1 相关主要技术参数.11 3.1.2 同步附着系数的分析.11 3.2 制动器有关计算.12 3.2.1 确定前后轴制动力矩分配系数12 3 . 2 . 2 制动器制动力矩的确定12 3.2.3 后轮制动器的结构参数与摩擦系数的选取12 Generated by Unr
9、egistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) IV 3.2.4 前轮盘式制动器主要参数确定14 3.3 制动器制动因数计算.15 3.3.1 前轮盘式制动效能因数15 3.3.2 后轮鼓式制动器效能因数15 3.4 制动器主要零部件的结构设计.16 第 4 章 液压制动驱动机构的设计计算19 4.1 后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算.19 4 . 2 前轮盘式制动器液压驱动机构计算20 4.3 制动主缸与工作容积设计计算.21 4.4 制动踏板力与踏板行程.21 4.4.
10、1 制动踏板力 p F.21 4.4.2 制动踏板工作行程22 第 5 章 制动性能分析23 5.1 制动性能评价指标.23 5.2 制动效能.23 5.3 制动效能的恒定性.23 5.4 制动时汽车的方向稳定性.23 5.5 制动器制动力分配曲线分析24 5.6 制动减速度 j 25 5.7 制动距离 S25 5.8 摩擦衬片(衬块)的磨损特性计算26 5.9 驻车制动计算27 第 6 章 总 论29 参考文献30 致 谢31 附 录 1.32 附 录 2.41 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1
11、629, please register! 本科生毕业设计(论文) 1 第1 章 绪 论 1 . 1 制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多,最普遍,也是最方便的交通运输工具。汽 车制动系是汽车底盘上的一个重要系统, 它是制约汽车运动的装置。 而制动器又是 制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置,是汽车上最重要的安全件。汽 车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的 日益增大, 人们对安全性、可靠性要求越来越高,为保证人身和车辆的安全, 必须 为汽车配备十分可靠的制动系统。本次毕业设计题目为 S a n t a n a 2 0 0 0 轿车制动系 统设
12、计。 通过查阅相关的资料,运用专业基础理论和专业知识,确定 S a n t a n a 2 0 0 0 轿 车制动系统的设计方案,进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求: 具有足够的制动效能以保证汽车的安全性;本系统采用 X 型双回路的制动管路以 保证制动的可靠性;采用真空助力器使其操纵轻便;同时在材料的选择上尽量采 用对人体无害的材料。 1 . 2 制动系统研究现状 车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作,由于制动性能的好坏直接关系到交 通和人身安全,因此制动性能是车辆非常重要的性能之一,改善汽车的制动性能始 终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。 当车辆制动时,由于车辆受到与行驶方 向
13、相反的外力,所以才导致汽车的速度逐渐减小至 0,对这一过程中车辆受力情况 的分析有助于制动系统的分析和设计,因此制动过程受力情况分析是车辆试验和 设计的基础,由于这一过程较为复杂,因此一般在实际中只能建立简化模型分析,通 常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价: 1)制动效能:即制动距离与制动减速度; 2)制动效能的恒定性:即抗热衰退性; 3)制动时汽车的方向稳定性; 目前,对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行,由于在汽车道路试 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, pleas
14、e register! 本科生毕业设计(论文) 2 验中车轮扭矩不易测量,因此,多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进 行汽车在道路上行驶,其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据,在汽车道路 试验中,如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化,则可为汽车整车制动系统性能 研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1 . 3 本次制动系统应达到的目标 1 )具有良好的制动效能 2 )具有良好的制动效能的稳定性 3 )制动时汽车操纵稳定性好 4 )制动效能的热稳定性好 1 . 4 本次制动系统设计要求 制定出制动系统的结构方案,确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要 参数设计和液压驱动系统的参数
15、计算。利用计算机辅助设计绘制装配图,布置图 和零件图。最终进行制动力分配编程,对设计出的制动系统的各项指标进行评价 分析。 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) 3 第2 章 制动系统方案论证分析与选择 2 . 1 制动器形式方案分析 汽车制动器几乎均为机械摩擦式,即利用旋转元件与固定元件两工作表面间 的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车。一般摩擦式制动器按其旋转元件的形 状分为鼓式和盘式两大类。 2 . 1 . 1 鼓式制动器 鼓式制
16、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
17、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: 1 、领从蹄式制动器 如图所示,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
18、Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) 4 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
19、、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 2 5 ( 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
20、附着力大于后轴,而倒车时则相反。 3 、双向双领蹄式制动器 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。 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本科生毕业设计(论文) 5 4 、单向增力式制动器 单向增力式制动器如图所示两蹄下端以顶杆相
21、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、中型货车和轿车上作为前轮制动器。 5 、双向增力式制动器 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
22、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动,而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳 及杠杆等机械操纵系统进行操纵。双向增力式制动器也广泛用作汽车的中央制动 器,因为驻车制动要求制动器正向、反向的制动效能都很高,而且驻车制动若不 用于应急制动时也不会产生高温,故其热衰退问题并不突出。 但由于结构问题使它在制动过程中散热和排水性能差,容易导致制动效率下 降。因此,在轿车领域上己经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低, 仍然在一些经济型车中使用,主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。本次 设计最终采用的是领从蹄式制动器。 2 . 1 . 2 盘式制动器 盘式制动器
23、按摩擦副中定位原件的结构不同可分为钳盘式和全盘式两大类。 (1 )钳盘式 钳盘式制动器按制动钳的结构型式又可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动 器等。 定钳盘式制动器:这种制动器中的制动钳固定不动,制动盘与车轮相联并 在制动钳体开口槽中旋转。具有下列优点:除活塞和制动块外无其他滑动件,易 于保证制动钳的刚度;结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多,容易实现从 鼓式制动器到盘式制动器的改革;能很好地适应多回路制动系的要求。 Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012.4.816.1629, please register! 本
24、科生毕业设计(论文) 6 浮动盘式制动器:这种制动器具有以下优点:仅在盘的内侧有液压缸,故 轴向尺寸小,制动器能进一步靠近轮毂;没有跨越制动盘的油道或油管加之液压 缸冷却条件好,所以制动液汽化的可能性小;成本低;浮动钳的制动块可兼用于 驻车制动。 (2 )全盘式 在全盘式制动器中,摩擦副的旋转元件及固定元件均为圆形盘,制动时各盘 摩擦表面全部接触,其作用原理与摩擦式离合器相同。由于这种制动器散热条件 较差,其应用远没有浮钳盘式制动器广泛。 通过对盘式、鼓式制动器的分析比较可以得出盘式制动器与鼓式制动器比较 有如下均一些突出优点: (1 )制动稳定性好. 它的效能因素与摩擦系数关系的 K - p
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