轎車制動器的結構類型設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 為。由式（）、式（）、式（）和式（）得（）（）（）當時：解得的最大總制動力和前輪剛抱死有關，為。由式（）、式（）、式（）和式（）得（）（）（）本次畢設轎車的的大小不變，它的值比最大附著系數小。 制動器最大制動力矩確保轎車有好的制動效能和穩定性，要合適地選定計算出前后輪制動器的制動力矩的大小。最大制動力是在轎車附著條件被充分發揮下得到的，這個時候制動力和作用在車輪的法向力,成正比例關系。因為上面可知，兩軸汽車前后車輪同時抱死時的制動力之比是=式中：,——汽車質心離前、后軸距離。——同步附著系數；——汽車質心高度。制動器有的制動力矩為；式中：——前軸制動器的制動力，；——后軸制動器的制動力，；——前輪上的地面法向反力；——后輪上的地面法向反力；——車輪有效半徑。當經常在壞的道路上行駛時，它的低車速導致選定了小的同步附著系數的轎車，為了確保在好的道路上能夠制動到后輪使前輪先后抱死（制動強度），前后軸的車輪制動器所能有的最大制動力力矩是：3705N1665N當選定大的同步附著系數的轎車，為了轎車剎車時的穩定性，校定每個軸的最大制動力矩。在時候，對應極限制動強度，所以后軸和前軸的最大制動力矩是()()本次畢設選定小的同步附著系數值的轎車，在的好的道路上能使后軸和前軸先后抱死滑移（此時制動強度），前后軸的車輪制動器產出的最大制動力力矩是（）（）式中：——該車所能遇到的最大附著系數——制動強度——車輪有效半徑 制動器因數上面有制動器因數BF的式子，它表明制動器的效能，是制動器效能因數。它的本質是制動器在單位力下的所能給出的力，用來評價不一樣結構類型的制動器。制動器因數是在制動鼓或制動盤的作用半徑上產生的摩擦力和給的力之比，公式為()式中：——制動器的摩擦力矩；r——制動鼓或制動盤的作用半徑；P——給的輸入力得出鉗盤式制動器的制動器因數是()式中：f為摩擦系數，本設計中取f=；則BF= 盤式制動器主要參數的確定（1）制動盤直徑D制動盤直徑D要選擇大的，它會使制動盤的有效半徑便大，從而減小制動鉗的夾緊的力，減少制動襯塊的單位壓力，由于它受到輪輞直徑的制約，制動盤的直徑往往選定為70％～79％之間。在本設計中：D=70%Dr==320mm（2）制動盤厚度h制動盤的厚關系到制動盤好壞和它工作時的溫升。為了使它的質量不大，所以得制約制動盤厚度。制動盤能成實心的，但是為了通風和散熱，需要在制動盤的兩工作面之間弄出通風孔道。一般，實心制動盤厚度能選擇10mm20mm；有通風孔的制動盤的兩工作面之間的尺寸厚度為20mm50mm,但是一般用20mm30mm的范圍。在本次畢設：前輪制動器用通風盤，選定厚度為h=24mm；后輪制動盤采用實心盤，選定厚度為h=14mm（3）摩擦襯塊內徑和外徑。如果它過大，運行時襯塊的外緣與內側圓周速度差得多，會使磨損不均勻，而且它接觸的面積減轎小，從而導致制動力矩變化范圍大。在本次設計中：取=123mm,=146mm（4）摩擦襯塊工作面積A ，想到如今摩擦材料的愈來愈好，它的范圍可以變大些。本次畢設用的是半金屬材料，它的摩擦系數要比其他材料好。所以選定前輪制動器摩擦襯塊工作面積100，后輪制動器摩擦襯塊工作為100。 本章小結通過計算盤式制動器的制動力矩，制動強度等相關參數，確定了轎車盤式制動器的直徑大小，以及摩擦襯塊的內外徑大小。5 制動器的設計計算 摩擦襯塊的磨損特性計算摩擦襯塊的損壞，和摩擦部位的材質、表面粗糙度、工作溫度、工作壓力以及滑磨速率等有關系，所以在書面上要準確算出損壞性能是很難的。但試驗的結果表示，摩擦面的溫度、壓力、摩擦系數和表面粗糙度等會影響磨損的程度。轎車的剎車過程會將它的機械能變成熱量從而散發出來。在制動強度為很大的緊急制動中，制動器承擔了大部分消除轎車動力。這個時候因為在較短時間內大量熱來不及散到空氣中，使制動器的溫度上升。這就是制動器的能量負荷。比能量耗散率的計算。制動器的能量負荷用它的比能量耗散率來評價。比能量耗散率又是單位功負荷或能量負荷，這個顯示了單位摩擦面積在單位時間內耗散的能量，它的單位是。兩軸轎車的單個前后輪制動器的比能量耗散率是（）式中：——汽車回轉質量換算系數；——汽車總質量；，——汽車制動初速度與終速度，；計算時總商務車取=；——制動減速度，m／s2，計算時取j=0．6g；——制動時間，；——前輪和后輪制動器摩擦襯塊面積；——制動力分配系數。在緊急制動到時，并可近似地認為，則有；（）把個參數值代入上式得比能量耗散率太高會使摩擦襯塊快速損壞，還會使制動盤產生裂紋。選定減速度j=，制動初速度：式中t為100Km/h時的制動時間。為前后制動器摩擦襯片面積。β=，求得e1=，e2=，符合要求。 制動器的熱容量和溫升核算要校定制動器的熱容量和溫升：(mdcd+mhch)?t≥L（）式中：——制動盤的總質量，——制動盤連接件的總質量，——制動盤比容熱，鋁合金的C=880 J/(kg?K)——制動盤連接件的比容熱；?t——制動盤的溫升——轎車剎車時動能變為的熱能前后輪分別為（）（）求得： L1=1660=104J L2=1660=104J所以：L=L1+L2=104J式中——汽車質量，為1660Kg——汽車制動時的初速度——轎車制動器制動力分配系數，核算：(mdcd+mhch)?t=880+48215=104JL=104J故，滿足以下條件：(mdcd+mhch)?t≥L 盤式制動器制動力矩的計算假如制動襯塊的表面和制動盤接觸良好，而且每個地方的單位壓力分布得平均，得（）式中：——摩擦系數，；N——單側制動塊對制動盤施加的壓緊力R——作用半徑我們選定的扇形摩擦襯塊，它的徑向尺寸不至于過大，計算平均半徑是（）式中：，——摩擦襯塊內徑，外徑。（R1=123mm。R2=146mm）在一個單元面積為RdR的部位上，求得摩擦力力矩為，其中為摩擦襯塊和制動盤之間的單位壓力，那么單邊制動塊在制動盤上的制動力矩是單邊摩擦襯塊在制動盤的摩擦力是得有效半徑為令，則有：=因，故。當。當它的值過小，也稱作扇形的徑向寬度太大時，表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，損壞會不平均。本次設計取有效半徑為135mm。 駐車制動計算轎車在上坡時的受力圖如下所示。由此可以求出轎車上坡停止的車輪附著力是：以此類推可得出轎車下坡停駐時后面車輪的附著力是：圖 依據后面車輪附著力和制動力相同的條件可以得出轎車在斜坡上停駐時的坡度極限傾角為，如下解出轎車在斜坡上會有的極限上坡路傾角是：（）在本設計中： 解出轎車在斜坡上會有的極限下坡路傾角是：()在本設計中： 給出的要求是轎車的最大駐坡度大于16%~20%(176。~176。），滿足畢設要求。 本章小結主要校核了摩擦襯塊和制動器由于摩擦產生的熱量符不符合要求，以及計算了最大爬坡度。6 制動器主要零部件的結構設計 制動盤制動盤通常用珠光體的鑄鐵制作，或者用添加等相關元素的合金鑄鐵制作。它的結構樣式有平板形和禮貌形。制動盤在運作時不僅要受著摩擦塊給的法向力和切向力，還要受著熱負荷。要提高冷卻的效用，鉗盤式制動器的制動盤得要鑄成中間有徑向通風槽的雙層盤，這么做能地提高散熱面積，降低溫升在20%30%左右，這樣的話制動盤的厚度增加。制動盤運作的表面要干凈平滑，生產要嚴格制約表面的跳動量，兩邊表面的平行度和制動盤的不平衡量的大小。 轎車制動盤工作表面跳動量等數據車的種類 工作表面跳動量/mm 兩邊表面的不平行度/mm 靜不平衡量/奧迪、紅旗 ≤ ≤ ≤云雀 ≤ ≤ ≤根據有關文獻規定：,；。本次畢設用的材料合金鑄鐵，前輪用通風盤，后輪用實心盤。 制動鉗制動鉗用鑄鐵KTH37012或者球墨鑄鐵QT40018鑄造都行，也可以用輕合金鑄造。例如用鋁合金壓鑄。可做成整體的，也可做成兩半并由螺栓連接。它的周邊有口子，為了方便不檢查和換制動塊。制動鉗體要有一定的強度以及剛度。在鉗體上要做出制動油缸。把活塞的開口端頂到制動塊的外側可以減少制動液的熱量。活塞用鑄造的鋁合金構成，把活塞的工作表面鍍鉻可以增強抗損壞的效能。制動鉗在轎車里裝的位子能是車軸的前方和后方。制動鉗在車軸前面能阻止輪胎甩出來的泥水，在車軸后面便可以降低輪轂軸承產生的載荷。本次畢設用可鍛鑄鐵，整體式和鍍鉻處理的制動鉗。 制動塊制動塊用背板及制動襯塊組成，它們緊密地連接在一塊。制動襯塊有扇形，也有矩形以及其他形狀。很多盤式制動器配有制動襯塊被損壞到極值時的警報部分，為了可以及時發現更換制動襯片。本次畢設選定制動襯塊厚度是14mm，并且有隔熱減震墊和報警部分。 摩擦材料有關剎車的材料要有較高并且穩定的摩擦系數，抗熱衰退效能也要好，它的耐磨效能要好，吸水率要低，要有一定的抗擠壓和抗沖擊效能，剎車時不能有噪聲及不好的味道，要極可能少污染和無公害的摩擦材料。 摩擦材料的對比性能 有機類 無機類 編織物 石棉 半金屬 金屬 金屬陶瓷制法 模壓 模壓 模壓 燒結 燒結硬度 軟 硬 硬 極硬 極硬密度 小 小 中 大 小承受載荷 輕 中 中重 中重 重摩擦系數 中高 低高 低高 低中 低高穩定性 差 良 良 良優 優常溫耐磨性 良 良 良 中 中高溫耐磨性 差 良 良 良優 優機械強度 中高 低中 低中 高 高熱傳導率 低中 低 中 高 高抗震鳴 優 良 中良 差 差抗顫振 中 中良 中 良 良對偶性 優 良 中良 差 差價格 中高 低中 中良 高 高帶式中央制動器采用編織材料，它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經干燥后輥壓制成。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上。在100℃～120℃溫度下，它具有較高的摩擦系數(=)，沖擊強度比模壓材料高4～5倍。但耐熱性差，在200℃～250℃以上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。以前車輪制動器大家都喜歡用模壓材料，因為它的撓性不好，所以要按制動襯塊規格來模壓，它的優點是能選擇各種各樣的聚合樹脂材料，從而讓制動襯塊有不一樣的摩擦效能及其他的。此次畢設使用性能較好、環保效果更好的半金屬材料。它的摩擦系數是f= 制動輪缸制動輪缸的缸體用灰鑄鐵鑄造成。它的缸筒是通孔，且要鏜孔及細磨。 制動器間隙如下圖所示。 制動間隙的自動調整1制動鉗體；2活塞；3活塞密封圈另外，制動器在工作過程中會由于摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制動器必須設有間隙調整機構。當前，盤式制動器的調整機構已自動化剎車盤和摩擦襯塊之間在還沒有制動的情形下要有工作間隙，從而能使剎車盤能夠自由的旋轉。（單邊除以2即可）。它的間隙會使踏板或者手柄的行程發生變化，所以間隙要盡可能的小。想到制動過程中摩擦部分會產出的受熱變形和機械變形，因而制動器在冷的情形下間隙要由試驗來確定。 本章小結主要選定了制動鉗，制動盤等主要零件的材料。7 制動驅動機構的結構形式選擇與設計