1、目錄第一章概要11.1鼓式制動器的介紹11.2鼓式制動器的構(gòu)成固件11.3鼓式制動器的工作原理11.4鼓式制動器的產(chǎn)品特性21.5設(shè)計基本要求和整車性能參數(shù)2第二章鼓式制動器的設(shè)計計算22.1車輛前后輪制動力的分析22.2前，后輪制動力分配系數(shù)的確定52.3制動器最大制動扭矩6第三章制動結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算63.1制動鼓的壁厚的確定63.2制動鼓厚度n63.3動蹄摩擦襯里的包角和寬度b7從3.4 P作用線到制動器中心的距離73.5制動片的銷中心的坐標位置為k和c83.6摩擦板摩擦系數(shù)8第四章制動器主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計84.1制動鼓84.2制動片84.3制動器底板94.4制動片的支撐94.5制動輪缸94

2、.6制動間隙9第五章核對105.1制動器的熱量和溫度上升的計算105.2制動器的摩擦襯片檢查115.3停車制動計算11第一章概要1.1鼓式制動器的介紹鼓式制動器也稱為塊式制動器，通過制動墊按壓制動輪來制動。 鼓式制動器是初期設(shè)計的制動系統(tǒng)，制動鼓的設(shè)計于1902年被用于馬車，到1920年左右才被廣泛用于汽車工業(yè)。 目前鼓式制動器的主流是內(nèi)部式的，剎車片(制動片)位于制動輪的內(nèi)側(cè)，制動時制動墊向外側(cè)打開，摩擦制動輪的內(nèi)側(cè)，達到制動的目的。 近30年來，鼓式制動器在轎車領(lǐng)域逐漸退位，開始向盤式制動器讓位。 但是，由于成本比較低，還在一些經(jīng)濟的轎車上使用，主要用于制動負荷小的后輪和停車制動。1.2鼓

3、式制動器的構(gòu)成固件鼓式制動器的旋轉(zhuǎn)元件是制動鼓，固定元件是制動片。 制動時，制動片的鼓式制動器通過執(zhí)行器向外旋轉(zhuǎn)，外面的摩擦板推壓制動鼓的內(nèi)圓筒面，鼓上產(chǎn)生制動摩擦扭矩。對蹄端施力使蹄旋轉(zhuǎn)的裝置總稱為制動片促動器，制動片促動器有輪缸、凸輪、楔。把液壓制動器的輪缸作為制動片的作動器，把制動器稱為輪缸式制動器，把凸輪作為作動器，把制動器稱為凸輪式制動器，把楔子作為作動器，把制動器稱為v形肋帶。鼓式制動器復(fù)雜的一點是很多鼓式制動器自我作用。 制動片接觸滾筒時，會產(chǎn)生某種楔形動作，具有以更大的制動力將制動片壓入滾筒的效果。 楔形動作產(chǎn)生的多馀制動力，可以使鼓式制動器使用比盤式制動器小的活塞。 但是，因

4、為有楔形動作，放松制動時，必須使制動片從滾筒上脫離。 這就是我們需要彈簧的原因。 彈簧有助于將制動片固定在規(guī)定位置，調(diào)整臂的驅(qū)動后恢復(fù)。1.3鼓式制動器的工作原理轎車的制動鼓一般只有一個輪缸，制動時，如果輪缸接受來自總泵的流體，則輪缸兩端的活塞同時向左右制動片的蹄端推壓，力相等。 但是，由于車輪旋轉(zhuǎn)，制動鼓作用于制動片的壓力左右不對稱，具有自力加倍力，或自力減少力的作用。 因此，在行業(yè)中，將自主增力側(cè)的制動片稱為蹄，自主增力側(cè)的制動片稱為從蹄，蹄的摩擦扭矩為從蹄的22.5倍，兩制動片的摩擦襯片的磨損程度也不同。為了維持良好的制動效率，制動片和制動鼓之間需要最佳的間隙值。 隨著摩擦襯片的磨損，制

5、動片和制動鼓之間的間隙變大，需要調(diào)整間隙的機構(gòu)。 以往的鼓式制動器的間隙需要手動調(diào)整，調(diào)整到間隙。 目前，轎車的鼓式制動器采用自動調(diào)整方式，摩擦襯片磨損后，與制動鼓的間隙自動調(diào)整。 間隙變大時，在制動片的推出量超過一定范圍的情況下，調(diào)整間隙機構(gòu)通過將調(diào)整桿(棘輪)拉至與調(diào)整齒的下一個齒卡合的位置，延長連桿的長度，使制動片的位置位移，返回到正常的間隙。轎車的鼓式制動器一般用于后輪(前輪用盤式制動器)。 鼓式制動器除了成本較低之外，還具有與停車(停車)制動器組合容易，如果后輪是鼓式制動器的轎車，則停車制動器也與后輪制動器組合的優(yōu)點。 這是一個機械系統(tǒng)，與汽車制動液壓系統(tǒng)完全分離。 用把手桿和停車踏

6、板(美國車)拉緊拉索，操作鼓式制動器的桿，展開制動靴，發(fā)揮停車制動的作用，為了使車不動，松開拉索，復(fù)位彈簧使制動靴回到原來的位置，沒有制動力1.4鼓式制動器的產(chǎn)品特性優(yōu)點鼓式制動器成本低廉，而且符合傳統(tǒng)設(shè)計。 四輪轎車在制動中，由于慣性的作用，前輪的負荷通常占汽車總負荷的70%-80%，前輪的制動力比后輪大，后輪能發(fā)揮輔助制動作用，因此轎車廠家為了節(jié)省成本，采用了前鼓的制動方式。 但是，在重型機車中，由于車速不太高，制動片的耐久性也比盤式制動器高，因此很多重型機車至今仍使用四輪鼓式的設(shè)計。缺點鼓式制動器的制動性能和散熱性相當差，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，因路面不同制動力變化大，難以控制。 由

7、于散熱性能差，制動過程中會聚集大量的熱。 剎車片和鼓在高溫的影響下容易發(fā)生非常復(fù)雜的變形，容易發(fā)生制動衰減和震動現(xiàn)象，引起制動效率的降低。 另外，鼓式制動器在使用一段時間后，定期調(diào)整制動片的間隙，取下制動鼓整體，去除蓄積的制動粉。1.5設(shè)計基本要求和整車性能參數(shù)整車性能參數(shù)驅(qū)動形式4X2前輪軸距2471mm毫米車輪間距前/后1429X1442mm保養(yǎng)質(zhì)量1060kg公斤空載時前后軸分配負荷60%最高車速180km/h最大上坡度35%制動距離(初始速度30km/h) 5.6m最小轉(zhuǎn)向直徑11m最大功率/轉(zhuǎn)速74/5800kW/rpm最大扭矩/轉(zhuǎn)速150/4000Nm/rpm輪胎型號185/60R

8、14T手動五速具體的設(shè)計任務(wù)1 )查閱汽車制動器的相關(guān)資料，根據(jù)后輪的制動要求，確定后輪鼓式制動器的結(jié)構(gòu)。在=0.7的路面上制動時，計算地板制動力、制動器制動力、制動扭矩等3 )設(shè)計制動操作機構(gòu)(包括停車制動操作機構(gòu))，選擇主缸、輪缸，制作液壓配管圖等。4 )制作所有的零件圖和組裝圖第二章鼓式制動器的設(shè)計計算2.1車輛前后輪制動力的分析汽車制動時，如果無視路面對車輪的滾動阻力扭矩和汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任意角速度0的車輪的扭矩平衡方程式為：式中： -制動器作用于車輪的制動扭矩，即制動器的摩擦扭矩，其方向與車輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，nm；地面作用于車輪的制動力，即地面與輪胎的摩擦力也稱為地面制動力

9、，其方向與汽車的行駛方向相反，n；-車輪的有效半徑，m。令也稱為制動器制動力，是在輪胎周緣克服制動器摩擦扭矩所需要的力，因此也稱為制動器周緣力。 與地面制動力的方向相反，車輪角速度為0時，大小也相等，僅由制動結(jié)構(gòu)參數(shù)決定。 也就是說，根據(jù)制動器的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、摩擦副的摩擦系數(shù)、車輪的有效半徑等，與制動踏板力即制動系統(tǒng)的油壓和氣壓成比例。 加大踏板的力度，和也就大了。 但是，地面制動力受附著條件限制，其值不能大于附著力即，或者式中的輪胎與地面的附著系數(shù)Z面對車輪的法線反作用力。 制動力和踏板力的關(guān)系制動制動力和地板制動力達到附著力值時，車輪被緊緊抱住在地板上滑動。 之后，制動扭矩表現(xiàn)為靜止摩擦

10、力扭矩，成為為了阻止車輪再次旋轉(zhuǎn)而平衡的周緣力的極限值。 制動器=0時，地板制動力達到附著力值時不增大，但制動制動力由于踏板力的增大而摩擦扭矩持續(xù)增大(圖)?？梢耘袛酁檩喿?1236mm=1235mm根據(jù)汽車制動時整車的受力分析，考慮到制動時的軸負荷的推移，地面面對前、后軸車輪的法線反作用力Z1、Z2如下求出=(1235 5609.8)=5427.83N=(1236-)=4960.10N汽車躍進式中G汽車受到的重力L汽車軸距汽車重心與前軸之間的距離從汽車重心到后軸的距離汽車重心高度g重力加速度汽車制動減速度。汽車的總地板制動力是式中q()的制動強度也稱為比減速度或比制動力前后軸車輪的地板制動力

11、。根據(jù)以上2式，能夠求出前、后軸車輪的附著力的是根據(jù)上式，汽車在附著系數(shù)任意確定的值的路面上制動時，各軸的附著力即極限動力不是常數(shù)，而是制動強度q和總制動力的函數(shù)。 在汽車各車輪制動器的制動力充分的情況下，根據(jù)汽車前、后軸的軸負荷分配、前、后車輪制動器的制動力分配、道路附著系數(shù)和坡度狀況等，有三種可能出現(xiàn)制動過程(1)前輪先抱住滑動，后輪抱住后輪滑動(2)后輪先抱住并滑動，然后前輪先抱住并滑動(3)前、后輪同時擁抱滑動。顯然，以上的三個情況中，最后的情況的附著條件被最好地利用。=(1)1212I線(無負載)線0PK1/PS某轎車的I曲線和線PK2/PSj=0.7乙級聯(lián)賽線(滿)(2)式中前軸車

12、輪的制動制動力灬后軸車輪的制動制動力灬前軸車輪的地板制動力后軸車輪的地板制動力地面面對前、后軸車輪的法線反作用力G 汽車重力從汽車重心到前后軸的距離汽車的重心高度。因為設(shè)計的轎車是輕型轎車的后輪鼓式制動器，所以現(xiàn)代轎車的行駛狀況特別是對高級公路的高速要求，如果選擇j=0.7作為同步耦合系數(shù)，則=7271.6N根據(jù)式(1)、式(2)，無論什么樣的附著系數(shù)的路面，都能夠容易地求出前、后車輪同時擁抱，即同時充分利用前、后軸車輪的附著力的條件。從式(2)中得到：/=從式(1)(2)變成/=2.904 (3)=4767.6N、=2504N2.2前，后輪制動力分配系數(shù)的確定式：=(L hg)/L取得：=(

13、1235 0.7550)/2471=0.656式中：同步附著系數(shù)l :從汽車重心到后軸中心線的距離l :輪座hg:汽車重心高度2.3制動器最大制動扭矩制動產(chǎn)生的制動扭矩受到車輪的計算扭矩的限制=1466.1N*m=770.0N*m式中前軸制動器的制動力；后軸制動器的制動力；車輪制動所需的最大制動扭矩是上述公式計算結(jié)果的一半。后輪制動器的最大扭矩為385N*m第三章制動結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3.1制動鼓的壁厚的確定輸入p一定的情況下，制動鼓的直徑越大，制動扭矩也越大，散熱性能也越好。 但是，直徑d的尺寸受輪圈內(nèi)徑限制，d的增大增加了制動鼓的質(zhì)量，增大了汽車的非懸掛質(zhì)量，不利于汽車的行駛平滑性。 制動鼓和

14、輪輞之間需要相當?shù)拈g隙，該間隙一般必須在2030mm以下。 有利于散熱通風(fēng)，也避免了輪輞過熱而損壞輪胎。 根據(jù)該間隙的要求和輪圈的尺寸可以求出制動鼓直徑d的尺寸。 另外，制動鼓直徑d與輪圈直徑之比的一般范圍轎車D/=0.640.74卡車D/=0.700.83轎車的輪輞為14in，=1425.4=355.6mm(1 in=25.4mm )表3-1輪輞直徑/in1213141516制動鼓內(nèi)徑/mm轎車180200240260-卡車220240260300320參考上表結(jié)合實際情況，設(shè)定D/=0.65。 由于得到的制動鼓內(nèi)徑D=230mm，所以制動鼓半徑為115mm。3.2制動鼓厚度n制動鼓壁厚的選

15、定主要從剛性和強度方面考慮。 增大壁厚也有助于增大熱容量，但壁厚從11mm增加到20mm，摩擦表面的平均最高溫度的變化并不那么大。 一般鑄造制動鼓的壁厚：乘用車為712mm毫米，中、大型卡車為1318mm毫米。因為本設(shè)計的對象是轎車，所以制動鼓的厚度為n=10mm。3.3制動片摩擦襯片的包復(fù)角和寬度b實驗表明，摩擦襯片的復(fù)蓋角可以在=90120的范圍內(nèi)選擇，摩擦襯片的復(fù)蓋角=90100時，磨損最小，制動鼓溫度也最低，制動性能最高。 進一步縮小雖然有利于散熱，但單位壓力過高會加速磨損。 一般不能超過120。 如果太大，不僅不利于散熱，而且制動作用不順暢，也有發(fā)生自鎖的可能性。這次設(shè)計的摩擦襯里的

16、復(fù)蓋角為110。摩擦襯片的寬度b大可以降低單位壓力，減少磨損，但過大則難以保證與制動鼓全面接觸。 通常，襯里寬度b在緊急制動時單位壓力不超過2.5MPa的條件下選定。 請盡量根據(jù)摩擦板的產(chǎn)品規(guī)格選擇b值進行設(shè)計。 另外，根據(jù)海外的統(tǒng)計資料，各個鼓式車輪制動器的總襯片的摩擦面積隨著汽車總質(zhì)量的增大而增大，各個摩擦襯片的摩擦面積a表示制動鼓半徑r、襯片寬度b及卷板角，即在式中，以弧度(rad )為單位，a、r、確定后，上式中也可首先選擇襯底寬度b的尺寸。制動器各蹄摩擦襯片的總摩擦面積越大，制動時產(chǎn)生的每單位面積的正壓越小，磨損也越小。摩擦襯片的摩擦面積a為200cm，襯片寬度b為45mm。 看表汽車的種類汽車總質(zhì)量米/t單一制動器的襯里摩擦面積轎車0.91.51.52.51002002003003.4摩擦襯里的開始角鼓式制動器的主要幾何參數(shù)摩擦襯片的開始角如圖所示。 通常，襯片配置在制動片的外緣的中央，并發(fā)出命令。 為了適應(yīng)單位壓力的分布情況，可以相對于