,汽车轻型制动器的设计 姓名：霍小波 专业：车辆工程 班级：08级（4）班 学号：1608080409 指导教师：李同杰,一、设计的意义,随着中国汽车工业的快速发展，汽车作为一种交通工具越来越深入到国民生活的各个方面，而汽车的安全性则是衡量汽车性能的一个重要方面。本次设计的鼓式制动器就是汽车主动安全系统的一个主要组成部分，有着不可替代的地位，而人们对安全性、可靠性要求也是越来越高，因此本次设计具有非常现实的意义。,三、设计思路,先初步熟悉设计内容、要求； 然后到图书馆、实验室及老师处查找关于制动系，鼓式制动器的资料； 再借助实验室解剖车上鼓式制动器等多方面的资料基础上进行总体方案选择、论证，再选定相关参数并进行计算，确定同步附着系数、制动力矩、制动系统性能分析及校核，最终确定主要尺寸和制造材料； 最后应用CAD绘图软件绘制出制动器的零件的零件图和制动器装配图。,四、设计参数,本次设计的原始参数参考于桑塔纳3000型轿车。 整车质量： 空载： 1100kg 满载： 1520 kg 质心位置： a=L1=1. 5288m b=L2=1.0192m 质心高度： 空载： hg=0.9m 满载： hg=0.8m 轴 距： L=2.548m 轮 距: 轮 距 1.414/1.422 m（前/后） 最高车速： 160km/h 车轮工作半径：390mm 轮毂尺寸： 6J x 14 轮 胎： 195/60 R14,五、设计的主要内容,1. 轻型汽车制动器的研究、发展现状； 2. 制动系统的工作原理及鼓式制动器的介绍和优选； 3. 制动器的设计计算； 4. 鼓式制动器的结构参数； 5. 鼓式制动器主要零部件的设计 ； 6. 制动性能分析及一些相关计算 ； 7. 校核； 8. 绘图。,1.轻型汽车之东西的研究及发展现状,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。,2.制动系统的工作原理及鼓式制动器的介绍和优选,2.1 制动系统的工作原理,2.制动系统的工作原理及鼓式制动器的介绍和优选,2.2 鼓式制动器的介绍 2.3 制动驱动机构的结构形式选择 2.4 本设计中鼓式制动器方案的优选,3.制动器的设计计算,3.1 地面对车轮的法向反作用力 法向反力Z1，Z2为：,3.制动器的设计计算,3.2 汽车前后轴制动力 由 经计算得,3.制动器的设计计算,3.3 同步附着系数的确定 同步附着系数的选取原则： （1）、路面状况好，可以取大一点； 路面差，取小一些。 （2）、单胎，抗滑性能差，取大些；双胎，抗侧滑强取小一些。 （3）、车速高，取大些；车速低取小些。 （4）、平原地区，取大些；山区取小些。 综上所述，选择此轻型汽车的 空载时制动力分配系数,3.制动器的设计计算,3.4 制动器最大制动力矩 一个车轮制动器应有的最大制动力矩为按上列公式计算结果的半值。,4. 鼓式制动器的结构参数,4.1 制动鼓内径D 取 则制动鼓内径直径 取,4. 鼓式制动器的结构参数,4.2 制动鼓厚度 轿车制动鼓壁厚取为712mm。 本设计取制动鼓厚度为 n=10mm。 4.3 摩擦村片宽度b和包角 试验表明，摩擦衬片包角=90100时，磨损最小 取 对于（1.52.5）t的轿车，单个制动器总的摩擦面积为（200300）cm2,这里取： 取b =50mm。,4.4 摩擦衬片起始角 4.4 制动器中心到张开力P作用线的距离a a=0.8R=0.8x130=104mm 4.6 制动体制动蹄支撑点位置坐标k和c 4.7 摩擦片摩擦系数 f本设计取,4. 鼓式制动器的结构参数,5. 鼓式制动器主要零部件的设计,5.1 制动鼓 5.2 制动蹄 制动蹄腹板厚度：5mm 制动蹄翼缘厚度：5mm 摩擦衬片厚度：5mm 5.3 制动底板 5.4 制动蹄的支承 5.5 制动轮缸 5.6 制动器间隙,6. 制动性能分析及一些相关计算,6.1 制动性能评价指标 6.2 制动效能 6.3 制动效能的恒定性 6.4 制动时汽车的方向稳定性 6.4 制动时汽车的方向稳定性 6.5 制动器制动力分配曲线分析 6.6 制动减速度j 6.7 制动距离S 6.8 摩擦衬片（衬块）的磨损特性计算 6.9 驻车制动计算,6. 制动性能分析及一些相关计算,6.10 中央制动器的计算 6.11 压力沿衬片长度方向的分布规律 6.12 制动蹄片上的制动力矩,6.5制动器制动力分配曲线分析,当I线与线相交时，前、后轮同时抱死。 当I线在线下方时，前轮先抱死。 当I线在线上方时，后轮先抱死。 通过该图可以看出相关参数和制动力分配系数的合理性。,6.6制动减速度j,在不同的路面上，由于地面制动力为 故汽车能达到的减速度（m/s）为 若允许汽车的前、后轮同时抱死，则 式中： 滑动附着系数 重力加速度 制动初速度 代入数据得到,6.7制动距离S,在匀减速度制动时，制动距离S为 式中，:消除蹄与制动鼓间隙时间，取0.1s 制动力增长过程所需时间取0.2s 故 轿车的最大制动距离为： V取30km/h。 所以符合要求,7. 校核,4.1 校核制动器的热容量和温升的核算 4.2 制动器的校核,7.1校核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： 制动鼓的总质量；初选 与制动鼓相连的受热金属件(如轮毂、轮辐、轮辋、制动鼓等)的总质量； 初选制动鼓材料的比热容， 制动鼓的温升。一次由=30kmh到完全停车的强烈制动，初选 温升不应超过15,7.1校核制动器的热容量和温升的核算,L汽车制动时由动能转变的热能，因制动过程迅速，可以认为制动生成的热能全部为前、后制动器所吸收，并按前、后轴制动力的分配比率分配给前、后制动器，即 汽车整备质量 汽车制动时的初速度，可取 汽车制动器制动力分配系数,而263172 JK 123750JK 符合要求 所以制动器的热容量与升温符合要求。,7.1校核制动器的热容量和温升的核算,8. 绘图,装配图,8. 绘图,制动蹄及摩擦片总成,8. 绘图,零件图如下 制动蹄筋 制动蹄摩擦片,8. 绘图,后轮轴 制动鼓,8. 绘图,驻车制动推杆,六、总结,本次设计收获巨大，主要体现在： 1.在查阅资料设计分析的过程中学到了大量的知识，这些知识是在平时的课程中学不到的； 2.对汽车鼓式制动器及汽车制动系统有了深刻的认.识，积累了大量的理论经验； 3.掌握了怎样去设计和分析一个零件甚至是总成的步骤； 4.对CAD绘图软件的学习掌握提升了一个大的层次。,谢谢各位老师！,请大家多多指教！,