毕业论文终稿-起亚K2轿车前轮制动器的设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑摘要汽车制动系统是汽车各个系统中最为重要的。如果制动系统失灵，那么结果将会是毁灭性的。制动器实际上是一个能量转化装置，这种转化实际上是把汽车的动能转换为汽车的热能挥发出去，当制动器制动时，驱动程序来命令十倍于以往的力来使汽车停止下来。制动系统可以发挥上千磅的压力来分配给四个制动器。本次设计的盘式制动器参考起亚K2前轮盘式制动器结构。盘式制动器又称为碟式制动器，这种制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便，特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热，提高制动效率。由制动器设计的一般原则，综合考虑制动效能、制动效能稳定性、制动间隙调整简便性、制动器的尺寸和质量及噪声等诸多因素设计本产品。在设计中涉及到同步系数的选取、制动器效能因素的选取、制动力矩的计算，以及制动器主要元件选取，最后对设计的制动器进行校核计算。关键词制动系统，盘式制动器，同步系数需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑ABSTRACTTHEBRAKINGSYSTEMISTHEMOSTIMPORTANTSYSTEMINCARIFTHEBRAKESFAIL,THERESULTCANBEDISASTROUSBRAKESAREACTUALLYENERGYCONVERSIONDEVICES,WHICHCONVERTTHEKINETICENERGYOFTHEVEHICLEINTOTHERMALENERGYWHENSTEPPINGONTHEBRAKES,THEDRIVERSCOMMANDSASTOPPINGFORCETENTIMESASPOWERFULASTHEFORCETHATPUTSTHECARINMOTIONTHEBRAKINGSYSTEMCANEXERTTHOUSANDSOFPOUNDSOFPRESSUREONEACHOFTHEFOURBRAKESTHEDISCBRAKEISCALLEDTHESMALLDISHTYPEBRAKE,THISKINDOFBRAKERADIATESQUICKLY,THEWEIGHTLIGHT,THESTRUCTURESIMPLE,THEADJUSTMENTISCONVENIENT,SPECIALLYWHENHIGHLOADTHEPERFORMANCEISGOOD,APPLIESTHEBRAKETHEEFFECTTOBESTABLE,MOREOVERDIDNOTFEARTHESPATEATTACK,UNDERTHEWINTERANDTHEBADSTATEOFROADSTHEDRIVING,THEDISCTYPEAPPLIESTHEBRAKECOMPAREDTOTHEDRUMTYPETOAPPLYTHEBRAKETOSTOPEASILYINTHESHORTTIMETHEVEHICLEONSOMEDISCBRAKEDISCHASALSOOPENEDMANYEYELETS,ACCELERATESTOVENTILATETHERADIATION,ENHANCESTHEBRAKEEFFICIENCYTHEPRINCIPLEOFTHEDESIGNTOTHEBRAKESYSTEMSYNTHESIZETHECONSIDERATIONOFTHEEFFECTTOTHEBRAKESYSTEM,THESTABILITYOFTHEEFFECTTOTHEBRAKESYSTEM,THESIMPLEANDCONVENIENTOFTHEBRAKECLEFTADJUSTING,THESIZEANDQUANTITYOFTHEBRAKESYSTEM,THESAMEOFTHEBRAKESYSTEMANDSOONTODESIGNTHEPRODUCTINTHISDESIGN,ADHERETOSYNCHRONOUSLYTHECOEFFICIENTSELECTSBYEXAMINATIONS,AFFECTFACTORSELECTSOFTHEBRAKESYSTEMTHECALCULATIONOFTHEBRAKEMOMENT,ANDTHESELECTSOFTHEIMPORTANTPARTSOFTHEBRAKESYSTEM,CHECKTHEWHOLEDESIGNATLASTKEYWORDSBRAKESYSTEM,DISCBRAKE,SYNCHRONOUSCOEFFICIENT需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111研究意义112盘式制动器的介绍与特点113国内外汽车盘式制动器应用情况2131国内应用情况2132国外应用情况3第二章制动器的结构原理及设计原则421盘式制动器的分类422盘式制动器的结构及工作原理523制动器设计的一般原则6231制动效能7232制动效能稳定性7233制动间隙调整简便性7234制动器的尺寸及质量7235噪音的减轻824行车制动器的标准和法规8第三章盘式制动器设计931设计参数选定932主要元件尺寸及结构设计9321制动盘9322制动块11323制动钳11324衬块报警装置设计11325摩擦材料11326制动器间隙及调整1233液压制动驱动机构的设计12331制动轮缸直径D与工作容积V12332制动主缸直径与工作容积13333制动踏板力14334踏板工作行程14PS34制动力分配分析14需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑35同步附着系数的选取1736制动器制动力矩的计算1937制动系统性能要求20371制动时汽车的方向稳定性20372制动减速度J20373制动距离S21374制动力矩21376对比摩擦力21377对热流密度21378对衬块吸收功率PQ21379对平均摩擦力FM213710紧急制动时踏板力的计算213711制动踏板行程的计算2238摩擦衬片的磨损特性22381比能量耗散率22382比滑磨功LF23第四章盘式制动器设计校核2441制动器的热容量和温升的核算2442制动器制动性能核算25结论26参考文献27致谢28需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605一章绪论11研究意义随着社会的不断向前发展，汽车在人们的生活中的作用也日趋明显，人们从事生产活动离不开汽车，日常生活中，汽车尤其是乘用车成为经常使用的交通工具。拥有一辆轿车是人们生活质量水平提高的标志。而制动系统是汽车安全系统当中最重要的一项，其结构和性能的优劣直接影响车辆和人身安全。因此人们对其提出了更严格的要求，现代社会，对制动系统的研究设计以提高其工作性能是十分重要的。12盘式制动器的介绍与特点现在，盘式制动器在汽车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。汽车制动系可分为行车、驻车、应急、辅助内部分装置。任何制动装置都具有供能装置、控制装置、传动装置和制动器四个部分组成。较为完善的制动系还具有制动力调节装置，以及报警装置、压力保持装置。盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮级上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。现在，盘式制动器在汽车上已经越来越多地被采用，特别是在轿车上已被广泛采用，在很多中高级轿车上，前后轮都已经采用盘式制动器。盘式制动器在液力助力下制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，其制动效能远高于鼓式制动器，而且空气直接通过盘式制动盘，故盘式制动器的散热性很好。但是盘式制动器结构相对于鼓式制动器来说比较复杂，对制动钳、管路系统要求也较高，而且造价高于鼓式制动器。按摩擦副中固定元件结构，盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。固定钳盘式在汽车上用的最早（50年代就开始使用），优点是除活塞和制动块外无滑动件，这易保证钳的刚度，易实现从鼓式到盘式的改进，也能适用分路系统的要求。近年来，由于汽车性能要求的提高，固定钳盘式的缺点，暴露较明显，因需要CAD图纸，Q咨询414951605导致浮动钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先，固定钳至少要有两个油缸分置于制动盘两侧，所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通，这就使制动器的径向和轴向尺寸加大，布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸，可将制动器进一步移进轮毂；其次，在严酷的使用条件下，固定钳容易使制动液温度过高而汽化，浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会。所以制动温度可以比固定钳低3050，又采用浮动钳可将活塞和油缸等精密件减去一半，造价大为降低。13国内外汽车盘式制动器应用情况131国内应用情况随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进，国外先进技术的进入，汽车上采应用盘式制动器配置才逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性，满足人们不断提高的生活物质需求、改善生活环境等方面都发挥了很大的作用。1）在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面在从经济与实用的角度出发，一般采用了混合的制动形式，即前车轮盘式制动，后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的7080，所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本，就采用了前轮盘式制动，后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器，这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为汽车在紧急制动时，轴荷前移，对前轮制动性能的要求比较高，这类前制动器主要以液压盘式制动器为主流，采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器以液压式双泵双作用缸制动蹄匹配。目前大部分轿车等采用前盘后鼓式混合制动器。2004年我国共产此类车计110万辆以上。但随着高速公路等级的提高，乘车档次的上升，特别上国家安全法规的强制实施，前后轮都用盘式制动器是趋势。2）在大型客车方面气压盘式制动器产品技术先进性明显，可靠性总体良好，具有创新性和技术标准的集成性。欧美国家自上世纪90年代初开始将盘式制动器用于大型公交车。至2000年，盘式制动器（前后制动均为盘式）已经成为欧美国家城市公交车的标准配置。我国从1997年开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及ABS防抱死系统，因进口产品价格太高，主要用于高端产品。2004年7月1日交通部强制在712米高型客车上“必须”配备后，国产盘式制动器得以大行其道。3）重型汽车方面作为重型汽车行业应用型新技术，气压盘式制动器的已经属成熟产品，目前具有广泛应用的前景。2004年3月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压盘式制动器总成的开发。2005年元月份中国重汽卡车事需要CAD图纸，Q咨询414951605部在提升和改进卡车底盘的过程中，在桥箱事业部配合下，将225英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥上。综合以上各项，参照所给参数以现代汽车上实际采用的型式，确定设计的浮动钳盘式制动器在市场是有很大的开发前景的。132国外应用情况国外汽车研发机构经过多年的研究和试验气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于传统的鼓式制动器并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽车上均已开始大量使用气压盘式制动器总成（这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的前后车桥总成上）。经过几十年来的发展生产气（液）压盘式制动器的技术目前已经比较成熟形成了系列产品。例如博世BOSCH公司、WABCO制动器制造公司、阿文美驰公司等每年的产量都在2050万台以上；在欧、美、日等发达国家已把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国在此项目上起步较晚大部分是随着欧系、日系轿车的引进而上马的轿车、微型车用液压盘式制动器各厂家产品单一配套市场狭窄。气压盘式制动器则大部分是在19992002年间汽车热中上马的生产厂家国内目前真正形成规模化生产企业寥寥无几如武汉元丰、淅江万向、一汽四环等。但开发气压盘式制动器的热火朝天的局面大有愈演愈烈的趋势。需要CAD图纸，Q咨询414951605二章制动器的结构原理及设计原则21盘式制动器的分类按摩擦副中固定元件结构盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。按制动钳结构形式分钳盘式制动器可分为固定钳盘式和浮钳盘式。固定钳盘式制动器结构如图21所示，浮钳盘式制动器结构如图22所示。图21固定钳盘式制动器图22浮钳盘式制动器固定钳盘式在汽车上用的最早（50年代就开始使用）优点是除活塞和制动块外无滑动件这易保证钳的刚度易实现从鼓式到盘式的改进也能适用分路系统的要求。近年来由于汽车性能要求的提高固定钳盘式的缺点暴露较明显因而导致浮动钳（特别是滑动钳）的迅速发展。首先固定钳至少要有两个油缸分置于制动需要CAD图纸，Q咨询414951605两侧所以须有横跨的内部油道或外部油道来连通这就使制动器的径向和轴向尺寸加大布置也较难；而浮动钳的外侧无油缸可将制动器进一步移进轮毂；其次在严酷的使用条件下固定钳容易使制动液温度过高而汽化浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管减少了受热机会。所以制动温度可以比固定钳低3050度又采用浮动钳可将活塞和油缸等精密件减去一半造价大为降低21。全盘式制动器的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形制动时各盘摩擦表面全部接触。其工作原理如摩擦离合器故又称为离合器式制动器。用得较多的是多片全盘式制动器以便获得较大的制动力。但这种制动器的散热性能较差故多为油冷式结构较复杂。浮钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单造价低廉，易于布置结构尺寸紧凑，可以将制动器进一步移近轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动，在兼用于行车和驻车制动的情况下不需要加设驻车制动钳，只需要在行车制动钳液压缸的附近加装一些用于推动液压缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管减少了受热机会单侧油缸又位于盘的内侧受车轮遮蔽较少使冷却条件较好另外单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长也增大了油缸的散热面积因此制动液温度比用固定钳时低3050气化的可能性较小。但由于制动钳体是浮动的必须设法减少滑动处或摆动中心处的摩擦、磨损和噪声22。22盘式制动器的结构及工作原理本次设计的轿车参考起亚K2前轮盘式制动器它采用单缸浮动钳式结构图24制动器由制动盘、制动钳、车轮轴承及制动摩擦罩盘组成。浮钳盘式制动钳的工作原理如图24和25所示制动钳壳体2用螺栓5与支架1相连接,螺栓5兼作导向销。支架1固定在前悬架焊接总成亦称车轮轴承壳体，法兰板上壳体2可沿导向销与支架作轴向相对移动。支架固定在车轴上，摩擦块11和12布置在制动盘13的两侧。制动分泵设在制动钳内。制动时，制动钳内油缸活塞8在液压力作用下推动内摩擦块12压靠到制动盘内侧表面作用于分泵底部的液压力使制动钳壳体在导向销上移动推动外摩擦块11压向制动盘的外侧表面。内、外摩擦块在液压作用下将制动盘的两侧面紧紧夹住。由于制动盘是紧固在前轮毂上的因此实现了前轮的制动。前制动器的制动间隙是自动调节的。它是利用分泵活塞密封圈4的弹性变形来实现的。制动时橡胶密封圈变形制动一结束，密封圈恢复原状，活塞在弹性作用下回到原位。在制动盘和内、外摩擦块磨损后引起制动间隙变大超过活塞8的设定行程时，活塞在制动液压力作用下，克服密封圈的摩擦阻力继续向前移，直到完全制动为止。活塞和密封圈之间的相对位移补偿了过量的间隙制需要CAD图纸，Q咨询414951605间隙，一般单边为005015MM。内、外摩擦块的材料采用非石棉半金属材料与钢板牢牢粘在一起制成的23。图24起亚K2型轿车浮钳盘式制动器1支架2制动钳壳体3活塞防尘罩4活塞密封圈5螺栓6导套7导向防尘罩8活塞9止动弹簧10放气螺栓11外摩擦块12内摩擦块13制动盘图25浮钳盘式制动器的作用原理23制动器设计的一般原则汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成24。为了使汽车制动性能更好的符合使用要求设计制动器时应全面考虑以下问题。需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397637231制动效能制动器在单位输入压力或力作用下所输出的力或力矩称为制动器效能。常用一种称为制动器效能因素的无因次指标进行评价。制动器效能因素定义为在制动鼓或盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。就钳盘式制动器而言如图26所示两侧制动块尺寸对制动盘压紧力F0制动盘之间两个作用半径上所受摩擦力为此外F为制动衬块与制动盘之OFF2间的摩擦系数。所以钳盘式制动器效能因素为21FFFFKOO/2/式中K制动器效能因素MU制动力矩，F0输入力显然有N个旋转制动盘的多片全盘效能因数为NFK2232制动效能稳定性制动效能稳定性取决于其效能因数K对摩擦系数F的敏感性（DK/DF）。而F是一个不稳定因数。影响摩擦系数的因数除摩擦副材料外主要是摩擦副表面温度和水湿程度其中经常起作用的是温度因而制动器热稳定性尤为重要。从上面分析可知盘式制动器效能稳定。所以应效能因数K对F敏感性低的制动型式还要摩擦材料有好的抗衰退性和恢复性还应使制动盘（鼓）有足够的热容量及散热能力。233制动间隙调整简便性制动间隙调整是汽车保养中较频繁的作业之一所以选择调整装置的结构形式和安装位置须简便所以最好用自动调整装置。234制动器的尺寸及质量随着车速的提高行车稳定性就很重要这就导致了轮胎尺寸要小为保证足够制动力矩往往制动器难以以在轮毂内安装这就要求设计若在小型化轻量化的前提下通过精心设计达到所需制动力矩。F0F0FF图26制动块受力分析需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397638235噪音的减轻制动噪声大致分为两种低频（1HZ以下）和高频（111KHZ）。低频主要是制动盘或鼓共振所导致25。摩擦材料的摩擦特征性是主要影响因素输入压力温度也有影响。在制动器设计中可用某些结构消除特别是低频噪声不过应注意到这些措施有可能导致制动力矩下降和踏板行程损失加大等副作用26。24行车制动器的标准和法规行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定，它是制动性能最基本的评价指标。下表给出了中、欧、美等国的有关标准或法规对这两项指标的规定。表21制动距离和制动稳定性要求综合国外有关标准和法规，可以认为进行制动效能试验时的制动减速度J，轿车应为587M/S2（制动初速度V80KMH）；载货汽车应为4455MS2制动初速度见表1。相应的最大制动距离ST轿车为ST01VV2/150；货车为ST015VV2/115，式中第一项为反应距离；第二项为制动距离，ST单位为M；V单位为KMH。我国一般要求制动减速度J不小于06G588MS2，其条件如下轿车制动初速度5080KM/H、踏板力不大于400N；小型客车（9座以下）和轻型货车（总重35T以下）制动初速度5080KM/H、踏板力不大于500N其它汽车制动初速度3060KM/H、踏板力不大于700N。但实际上踏板力值比法规规定小，要考虑操纵轻便性与同类车比较来确定。项目中国GB7258EC71/32瑞典F18美国联邦105试验路面07附着良好08SKIDNO81载重空载（满载）1人或满载任何载荷轻载、满载制动初速50KM/H80KM/H80KM/H80KM/H方向稳定性偏出25不抱死跑偏不抱死跑偏不抱死，偏出37距离或减速度1920M65/S2507M,8/S258M/S2658M21FT踏板力0N490N490N676N需要CAD图纸，Q咨询414951605三章盘式制动器设计31设计参数选定本次设计的原始参数参考于起亚K2型轿车，参数如下轴距L2600MM轮距轮距1500/1500MM（前/后）最大功率78KW最大扭矩153NM最高车速180KM/H轮胎型号185R14整车质量空载1085KG满载1465KG32主要元件尺寸及结构设计321制动盘盘式制动器的制动盘有两个主要部分轮毂和制动表面。轮毂是安装车轮的部位内装有轴承。制动表面是制动盘两侧的加工表面。它被加工得很仔细为制动摩擦块提供摩擦接触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为外侧另一侧朝向车轮中心称为内侧。按轮毂结构分类制动盘有两种常用型式。带毂的制动盘有个整体式毂。在这种结构中轮毂与制动盘的其余部分铸成单体件。另一种型式轮毂与盘侧制成两个独立件。轮毂用轴承装到车轴上。车轮凸耳螺栓通过轮毂再通过制动盘毂法兰配装。这种型式制动盘称为无毂制动盘。这种型式的优点是制动盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。本设计采用的是第二种型式。制动盘一般用珠光体灰铸铁制成，钳盘式制动器用礼帽形结构其圆柱部分长度取决与布置尺寸为了改善冷却有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘可大大增加散热面积但盘的整体厚度较大由于此次设计的车型属于中级轿车所以设计时选择带有通风口制动盘式设计方案。制动盘用添加CRNI等的合金铸铁制成。制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法向力和切向力而且承受着热负荷27。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2030但盘的整体厚度较厚。而一般不带通风槽的轿车制动盘其厚度约在L0MM13MM之间。本次设计采用的材料为HT250。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310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。根据有关文献规定制动盘两侧表面不平行度不应大于008MM，盘的表面摆差不应大于01MM；制动盘表面粗糙度不应大于006MM。1制动盘直径D制动盘直径D希望尽量大些这时制动盘的有效半径得以增大就可以降低制动钳的夹紧力降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D受轮毅直径的限制通常制动盘的直径D选择为轮毅直径的7079，总质量大于2T的车辆应取其上限。通常制造商在保持有效的制动性能的情况下尽可能将零件做的小些轻些。轮辋直径为14英寸又因为M1085KG。在本设计中，制动盘直径为D7079DR0791425424892809MM，取D256MM2制动盘厚度H制动盘厚度H直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大制动盘厚度应取得适当小些为了降低制动工作时的温升制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的而为了通风散热可以在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片28。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。车轮转动时盘内扇形叶片的选择了空气循环有效的冷却制动。通常实心制动盘厚度为L0MM20MM具有通风孔道的制动盘厚度取为20MM50MM但多采用20MM30MM。在本设计中选用实心制动盘H取14MM。3摩擦衬块外半径R2与内半径R1推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1的比值不大于15。若比值偏大工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多磨损不均匀接触面积减少最终将导致制动力矩变化大。在本设计中取外半径为R2129MM，则内半径R1105MM。512R4内通轴直径初选为65MM5摩擦衬块工作面积A摩擦衬块单位面积占有的车辆质量在16KG/35KG/范围内选取故2CM2C摩擦衬块的工作面积为72320的车轮，其力矩平衡方程为310EBFRFT式中制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方FT向与车轮旋转方向相反，NM；地面作用于车轮上的制动力，即地面与轮胎之间的摩擦力，又称地BF面制动力，其方向与汽车行驶方向相反，N；车轮有效半径，M。ER令32EFFRTF需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315并称之为制动器制动力，与地面制动力的方向相反，当车轮角速度0FFBF时，大小亦相等，且仅由制动器结构参数所决定。即取决于制动器的结FF构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成比例。当加大踏板力以加大，和均随之增大。但地FTFFB面制动力受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力，即BF（33）BFZ或（34）MAX式中轮胎与地面间的附着系数；Z地面对车轮的法向反力，N。当制动器制动力和地面制动力达到附着力值时，车轮即被抱死并FFBF在地面上滑移。此后制动力矩即表现为静摩擦力矩，而即成为与FTEFFRTF/相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到0以后，地面制动BF力达到附着力值后就不再增大，而制动器制动力由于踏板力的增大FFP使摩擦力矩增大而继续上升如图31。FT根据汽车制动时的整车受力分析如图32，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴车轮的法向反力Z1，Z2为21DTUGHLGZ312T5式中G汽车所受重力，N；L汽车轴距,MM；汽车质心离前轴距离，MM；汽车质心离后轴的距离，MM；12L需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316汽车质心高度，MM；GHG重力加速度，M/S；2汽车制动减速度,DTUM/S。2汽车总的地面制动力为GQDTUGFBB2136式中Q（）制动强度，亦称比减速度或比制动力；GDTU，前后轴车轮的地面制动力，N。1BF2由以上两式可求得前、后轴车轮附着力为（37）221GGBQHLGHL（38）112GGBF上式表明汽车在附着系数为任意确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度Q或总制动力的函数。当汽车各车BF轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现的情况有三种，即1前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；2后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；3前、后轮同时抱死拖滑。在以上三种情况中，显然是最后一种情况的附着条件利用得最好。由式36、式37和式38求得在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是GFFBFF212139/12121GGFFHL需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976317式中前轴车轮的制动器制动力，N，；1FF111ZFBF后轴车轮的制动器制动力，N，；2F222F前轴车轮的地面制动力，N；1B后轴车轮的地面制动力，N；2F，地面对前、后轴车轮的法向反力，N；1ZG汽车重力，N；，汽车质心离前、后轴距离,MM；1L2汽车质心高度，MM。GH由式39可知，前、后车轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力，1FF是的函数。由式39中消去，得2FF3102411122FGFGGFFHGLLHG将上式绘成以，为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力1FF2F分配曲线，简称I曲线，如图33所示。如果汽车前、后制动器的制动力，能按I曲线1F2F的规律分配，则能保证汽车在任何附着系数的路面上制动时，都能使前、后车轮同时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比值为一定值，并以前制动与1FF汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为FF汽车制动器制动力分配系数（311）211FFFF又由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，故又可通称为制动力分配系数。需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397631835同步附着系数的选取通过对汽车的受力分析可知制动时前后轮同时抱死对附着条件的利用制动时汽车的方向稳定性等均有利此时的前后轮制动器制动力FU1和FU2的关系曲线称为理想的前后轮制动器制动力分配曲线。在任何附着系数的路面上前后轮同时抱死的条件是前后轮制动器制动力之和等于附着力；并且前后轮制动器制动力分别等于各自的附着力即FU1FU231GFU1FZ132FU2FZ233图36受力分析图查表得空载时前轴载荷占车重的60后轴占40满载时前轴载荷占车重的55后轴占45由力矩平衡知340MA其中重力GFU1，FU2前后制动力FZ1，FZ2地面对前后轮法向反作用力前后制动器的理想制动力的分配关系式为3511222/41UGGUGUFHGBLFHBF其中L轴距；A汽车质心距前轴距离；B汽车质心距后轴距离附着系数现在不少汽车的前后制动器制动力之比为一固定值常用前制动力与总需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319制动力之比来表明分配比例称为制动器动力分配系数用表示即36UF/1式中FU汽车制动器总制动力所以FU1/FU2（1）/37若用FU2（FU1）为一直线通过坐标原点且其斜率为38/1TG将34代入36得LHG02因为所设计的轿车制动器为轻型轿车的盘式制动器而现代轿车的行使状况较好特别是高级公路的高速要求同步附着系数可选大些在此选取07由于已0经确定同步附着系数代入数据得分配系数0691所以FU1/FU069139FUFU1FU2310FU1FU2GFU1FU207202598138915N311由37、9、10、11得FU144863NFU294052N36制动器制动力矩的计算由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩312EGRQHLGM1MAX2式中该车所能遇到的最大附着系数；Q制动强度；车轮有效半径；ER后轴最大制动力矩；MAX2MG汽车满载质量；L汽车轴距；其中Q073313GHA050794810需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976320故后轴9945NMMAX2M21590750732167305后轮的制动力矩为9945/24972NM前轴T0732/10732994527163NM314MAX1AX1FMAX2F前轮的制动力矩为27163/2135815NM37制动系统性能要求对制动系统的要求有足够的制动能力包括行车制动和驻车制动；行车制动至少有两套独立的驱动器的管路；用任意制动速度制动汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性；防止水和污泥进入制动器工作表面；要求制动能力的热稳定性好；操纵轻便。371制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性常用制动时汽车给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力。则汽车将偏离原来的路径。制动过程中汽车维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况32。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时汽车将偏离给定的行驶路径。因此常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验。制动跑偏的原因有两个1汽车左右车轮特别是转向轴左右车轮制动器制动力不相等。2制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）前者是由于制动调整误差造成的是非系统的。而后者是属于系统性误差。侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象33。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死34。372制动减速度J制动系的作用效果可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。假设汽车是在水平的坚硬的道路上行驶并且不考虑路面附着条件因此制动力是由制动器产生。此时315/81EMRMJ总式中汽车前、后轮制动力矩的总合。总M需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632127163994537108NM总M21U4318MM0432MERM汽车总重M2025KG代入数据得J76M/S2轿车制动减速度应在大于5M/S，所以符合要求。2373制动距离S在匀减速度制动时制动距离S为S1/36（T1T2/2）VV2/2592J316式中T1消除制动盘与衬块间隙时间，取01ST2制动力增长过程所需时间，取02SV30KM/H故S1/36（0102/2）3030/259276582M2轿车的最大制动距离为ST01VV/150ST013030/1509MSST2所以符合要求。374制动力矩设计的制动器的制动力矩应足够满足其实际所需的力矩。375对车轮制动器的比能量耗散率轻型轿车制动减速度取，此时比能量耗散率不得大于60W/MM2。G60376对比摩擦力根据有关文献规定对鼓式制动器而言在时但对盘GJ602/48MNFO式制动器而言可取大些。377对热流密度热流密度一般不能大于41CAL/CM2防止制动盘出现热裂纹。378对衬块吸收功率PQPQ应小于185KW/H防止制动盘出现热衰退。379对平均摩擦力FMPFPM的值不能大于2480KPA防止出现过大摩擦。需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763223710紧急制动时踏板力的计算踏板力3171P2KD40PF其中操纵机构传动比取74I5IP制动主缸直径D056MM总管路中油压P1082MPA真空助力器的增力倍数K46取K5。效率082086取084则N82394726840171082046PF可见踏板力符合法律要求（350550范围）。符合法律的要求。而且操纵较为轻便。3711制动踏板行程的计算制动踏板工作行程3180210PIS其中（操纵机构传动比）取47；主缸活塞行程SA（0812）D0PI依机械设计手册（五）。第七章液压缸。表3773取SA25MM；主缸推杆与活塞间隙02MM；01主缸活塞空行程2MM；则得制动踏板行程为（47）（25MM02MM2MM）10881904MM法规要求不大于150200MM故符合法规要求。38摩擦衬片的磨损特性摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。汽车的制动过程是将其机械能（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内制动摩擦产生的热量来不及逸散到大气中致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323381比能量耗散率比能量耗散又称为单位功负荷或能量负荷它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量38。双轴汽车的单个前轮制动器的比能量耗散率为31914/211TAVMEA320JT2式中汽车回转质量换算系数1；MA汽车总质量；V1、V2汽车制动初速度与终速度。计算时轿车取V1278M/S，V20制动减速度计算时取J06G；T制动时间按下式计算SGJVT6408271A1前制动衬片的摩擦面积；制动分配系数。则137732069428150212TAVMEA2W/M轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于60W/MM2。比能量耗散率过高不仅会加速制动衬片衬块的磨损而且可能引起制动鼓或盘的龟裂27。382比滑磨功LF磨损和热的性能指标可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的滑磨功（设车辆的动能都消耗在制动器的滑磨功上）即比滑磨功LF来衡量3212MAXFFLAVL式中MA汽车总质量；车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积初选A13702CM1478CM；A212369702VAMAX180KM/H50M/S；需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976324许用比滑磨功轿车取1000J/CM1500J/CMFL22LF13955J/CM2属于1000J/CM21500J/CM2的范围147825062内故符合要求。第四章盘式制动器设计校核41制动器的热容量和温升的核算应核算制动器的热容量和温升是否满足如下条件41LTCMHD式中制动盘的总质量；初选20KGDMH与制动盘相连的受热金属件如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳体等的总质量；初选30KGHDC制动盘材料的比热容对铸铁482JKGK对铝合金DCC880JKGK；482J/KGKDCHC与制动盘相连的受热金属件的比热容；482J/KGKHC制动鼓盘的温升一次由20KM/H到完全停车的强烈制动初选TAV14温升不应超过15；需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763253