畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
設(shè)計(論文)題目： 汽車制動系設(shè)計
學(xué)生姓名：
二級學(xué)院：
班 級：
提交日期：
目錄
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1課題研究目的與意義 1
1.2課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢 1
1.2.1研究現(xiàn)狀 1
1.2.1發(fā)展趨勢 1
1.3課題研究方法與技術(shù)手段 1
2 制動系概述 2
2.1分類和組成 2
2.2制動系統(tǒng)工作原理 2
2.3制動器和制動操縱系統(tǒng) 2
3 制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的確定 3
3.1制動操縱系統(tǒng)的選擇 3
3.2制動系統(tǒng)液壓回路的確定 3
3.3制動器的選擇 4
3.4設(shè)計思路 4
4 制動系統(tǒng)設(shè)計 5
4.1整車基本參數(shù) 5
4.2制動力計算 5
4.3制動力分配系數(shù) 7
4.4同步附著系數(shù) 8
4.5制動強度 8
4.6汽車制動器最大制動力矩 9
4.7鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 9
4.8制動輪缸與主缸參數(shù)的計算 11
5制動系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的校核 13
5.1制動踏板力計算 13
I
5.2汽車制動減速度 13
5.3制動距離的計算 14
5.4摩擦襯片的磨損特性 15
5.5汽車制動器的熱容量和溫升的校核 16
5.6駐車制動校核 17
6 利用應(yīng)用軟件進行建模 20
6.1制動器零件的三維建模 20
6.2制動器的裝配 24
7 結(jié) 論 28
參考文獻 29
致 謝 30
II
摘要
汽車制動系設(shè)計
摘 要
近年來我國的汽車行業(yè)發(fā)展特別快，尤其是商用或者家用轎車方面。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車的行駛安全性這一塊被人們重點關(guān)注，那么汽車制動系統(tǒng)的制動性則變成了人們關(guān)注的汽車性能指標。
本文首先介紹汽車制動系統(tǒng)的定義、研究目的與意義、研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢等；然后對制動系統(tǒng)的分類、組成部分及其功用進行大概的總述；根據(jù)各種制動器以及制動操縱系統(tǒng)各自的工作原理，選擇合適的類型，確定設(shè)計方案；除此之外，結(jié)合汽車自身參考數(shù)據(jù)，通過計算得出制動器以及制動主缸的相關(guān)參數(shù)，校核汽車的制動性能；最后利用計算機軟件繪制工程圖，并進行建模與裝配。
關(guān)鍵詞：研究現(xiàn)狀；操縱系統(tǒng)；設(shè)計方案；相關(guān)參數(shù)
III
Abstract
Automobile Brake System Design
Abstract
In recent years, the development of China’s automobile industry very fast, especially in terms of commercial or family sedan. With the development of automobile industry, vehicle safety of this piece is the focus on people, then the braking vehicle braking system of the car into a performance index of attention.
The paper first introduces definition of automobile brake system purpose and significance, research status and development trend; then overview the classification of the braking system components and their functions; according to various brake and brake control system of their respective works, select the appropriate type, determine the design plan; in addition to, combined with the car’s own reference data, obtain relevant data of the brakes and a brake master cylinder by calculating, checking the car’s braking performance; finally, the use of computer software to engineering drawing and modeling .
Key words: Research status; control system; design scheme
IV
第1章 緒論
1 緒 論
1.1課題研究目的與意義
在這個交通發(fā)達的21世紀，汽車已經(jīng)融入到我們的生活當(dāng)中。隨著現(xiàn)代汽車行駛速度越來越高，對汽車制動系統(tǒng)其各方面性能要求也越來越高。
大部分的交通事故都是由于汽車制動器故障所造成的。為了保證汽車行駛的安全性，制動系統(tǒng)必須要滿足以下幾點：良好的制動性能；制動效能的恒定性；制動時的方向穩(wěn)定性好；制動平順性好；操縱輕便、舒適；工作可靠；環(huán)保；散熱性好，能全天候使用。
1.2課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢
1.2.1研究現(xiàn)狀
隨著汽車技術(shù)不斷的發(fā)展，人們對汽車行駛速度和乘坐舒適性等要求越來越高，汽車動力系統(tǒng)也進行了很大的改進，因此對制動系統(tǒng)的各項指標有了更嚴格的要求，這樣才能夠在保證汽車行駛速度和乘坐舒適性的同時確保行車的安全性。
目前汽車制動器主要是摩擦式，根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可以分為兩種，一種是鼓式制動器，還有一種是盤式制動器。出于安全性和經(jīng)濟性的雙重考慮，大部分汽車上采用前盤后鼓的組合形式。
1.2.1發(fā)展趨勢
汽車制動系統(tǒng)有較多的形式，有電磁式、氣壓式、電液混合式等。尤其是電液復(fù)合制動系統(tǒng)，它既有傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)的特點，又降低了排放，減少了污染，節(jié)約了汽車的燃料使用量。但是由于這種制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致維護和保養(yǎng)難度增加。
1.3課題研究方法與技術(shù)手段
根據(jù)課題內(nèi)容，查閱與汽車制動系相關(guān)書籍資料，了解汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理。查閱相關(guān)論文并收集制動系統(tǒng)設(shè)計的資料，學(xué)習(xí)關(guān)于課題領(lǐng)域的研究方法。制定項目，預(yù)定目標，確定研究步驟并實施。為更好的去完成畢業(yè)設(shè)計，我特地花了一個寒假的時間學(xué)習(xí)計算機繪圖軟件，并能熟練運用，畫出符合標準的設(shè)計圖紙進行研究分析。與指導(dǎo)老師和專業(yè)人士交流，探討并解決遇到的問題。
30
第2章 制動系概述
2 制動系概述
2.1 分類和組成
制動系統(tǒng)的種類比較多，可按照制動的功能、能源、回路多少進行分類。
按制動系統(tǒng)的功用可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制統(tǒng)、第二制統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)。
按制動系統(tǒng)能量來分可分為人力系統(tǒng)，動動系統(tǒng)和服制動系統(tǒng)。
按回路多少分為單回路制統(tǒng)和雙回路制動系統(tǒng)。
按制動能源的傳輸方式分類可分為電磁式、液壓式等。如果采用兩種以上傳輸方式組合而成的系統(tǒng)，稱為組合式制動系統(tǒng)。其性能會比只采用單個形式的要好很多。
汽車制動系統(tǒng)都是由兩個部分組成：制動器和制動操縱系統(tǒng)。
2.2制動系統(tǒng)工作原理
根據(jù)力學(xué)原理，汽車在以一定的速度制動時，需要一股與汽車行駛方向相反的力來阻止汽車行駛，而這股力量就是路面施加給汽車的力，我們稱其為地面制動力。
制動系統(tǒng)的一般工作原理：當(dāng)制動系不工作時，蹄和鼓之間必須要有間隙，所以車輪和制動鼓是可以各自轉(zhuǎn)動的。當(dāng)駕駛員用腳輕輕踩動剎車踏板，通過推桿的推動，制動主缸中的液壓油以一定壓力進入制動輪缸，制動蹄在輪缸活塞推動下繞支承銷轉(zhuǎn)動，制動蹄的上端向兩邊分開，摩擦片與制動鼓的內(nèi)圓柱面相互擠壓，制動鼓受到制動蹄的摩擦力矩，此力矩方向與車輪轉(zhuǎn)向相反，從而產(chǎn)生制動。駕駛員輕輕松開剎車踏板，制動蹄被回位彈簧拉回原來的位置，活塞在制動蹄推動下歸位，將制動液推回到制動主缸，制動解除。
2.3制動器和制動操縱系統(tǒng)
制動器是制動系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件。目前汽車上所用的制動器總共就兩種，分別是鼓式制和式制動器。前者摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件為制動盤，工作表面為其端面。
汽車上的制動操縱系統(tǒng)有兩種，分別是液壓和氣壓制動操縱系統(tǒng)。氣壓制動操縱系統(tǒng)的制動能源是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機產(chǎn)生的。由此可知，發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機是制動器制動的唯一能源。液壓制動操縱系統(tǒng)按操縱能源不同可以分為人力液壓制動操縱系統(tǒng)、動力式液壓制動操縱系統(tǒng)和液壓伺服式制動操縱系統(tǒng)。人力液壓制動操縱系統(tǒng)的制動能源是駕駛員的肌體，動力式液壓制動操縱系統(tǒng)的制動能源是由發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵而產(chǎn)生的液壓能，液壓伺服式制動操縱系統(tǒng)的制動能源兼用人力和發(fā)動機動力。
第3章 制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的確定
3 制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的確定
3.1制動操縱系統(tǒng)的選擇
常見的汽車制動操縱系統(tǒng)有兩種：制動操縱系統(tǒng)和制動操縱系統(tǒng)。
氣壓制動操縱系統(tǒng)中，發(fā)動機動力空氣壓縮機，空氣壓縮機產(chǎn)生的作為氣壓制動操縱系統(tǒng)的制動能源。雖然氣壓制動操縱系統(tǒng)在管路稍微的情況下還能正常工作，但它的尺寸太大，很難運用到轎車上。而轎車上大都是采用液壓形式。因為液壓制動的工作壓力比較高，一般可達到，而且輪缸尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量，機械制動也較高。所以本次設(shè)計中采用液壓制動操縱系統(tǒng)。
3.2制動系統(tǒng)液壓回路的確定
圖3.1為管路系統(tǒng)布置形式的簡圖。
圖3.1 管路系統(tǒng)布置形式
交通法規(guī)要求汽車的行車制動系統(tǒng)中必須要采用雙回路的制動系統(tǒng)。采用雙回路系統(tǒng)的汽車，其制動性能變得更加可靠。即使一個回路運行不正常，還有另外一個回路起到制動作用，從而提高汽車行駛的安全性。
II型回路
汽車前輪制動器同屬于一個回路系統(tǒng)，后輪制動器同屬于另一個回路系統(tǒng)，我們簡稱這種回路為II型。它的管路布置的比較簡單，成本較低，很多汽車上采用這種回路。但是這一種回路有個很大的缺點，當(dāng)總后輪制動管路失效時，一旦前輪制動抱死，汽車就會失去轉(zhuǎn)彎制動能力。對于前輪驅(qū)動的轎車，當(dāng)前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將大幅度降低。
X型回路
汽車左前方車輪制動器與右后方車輪的制動器同在一個回路中，右前方車輪制動器與后車輪另一個制動器同在另一個回路中，我們簡稱它為X型回路。此回路效果就是當(dāng)一個回路無法使用，制動系統(tǒng)還可以有一半的制動力實現(xiàn)汽車制動，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)基本不變化。
HI型回路
前輪制動器的與制動器同屬于一個回路，前輪制動器其余的輪缸在另一個回路中，我們簡稱它HI型。當(dāng)它只有半數(shù)軸回路制動的時候，制動效果很差。
LL型回路
兩個回路分別對兩側(cè)前制動器的和一個后輪制動器，我們簡稱它為LL型。若任意一回路，前后制動比不發(fā)生變化，剩余的總制動力還能達到一半以上。
HH型回路
每個回路均對每個前、后制動器的，我們簡稱它為HH型。若其中一回路失效，汽車各制動器仍能實現(xiàn)制動。但是其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且生產(chǎn)成本較高，因此這種回路只能在極為少數(shù)的高檔汽車上被采用。
通過對比各回路的優(yōu)缺點，X型管路結(jié)構(gòu)較為簡單，成本較低，工作穩(wěn)定性好，且運用廣泛，因此最終選擇X型回路。
3.3制動器的選擇
汽車制動器是利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦，產(chǎn)生制動力矩，從而使得汽車減速或停車。本設(shè)計中制動器的結(jié)構(gòu)形式是鼓式制動器。
3.4設(shè)計思路
根據(jù)整車參數(shù)，計算出汽車制動系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并校核制動器摩擦襯片、制動器熱容量和溫升等參數(shù)，利用計算機繪圖軟件繪制零件圖并進行裝配。
第4章 制動系統(tǒng)設(shè)計
4 制動系統(tǒng)設(shè)計
4.1整車基本參數(shù)
本文所涉及到的整車基本參數(shù)如表4.1所示：
表4.1 整車基本參數(shù)
項 目 代 號 單 位 數(shù) 值
空載/滿載質(zhì)量 m空/m滿 kg 2300/3050
軸距 L mm 2670
空載/滿載質(zhì)心高 hg空/hg滿 mm 900/800
前/后軸到質(zhì)心水平距離 L1/L2 mm 1200/1470
車輪滾動半徑 mm 307.3
選取的輪胎規(guī)格為 。
4.2制動力計算
圖4.1為汽車在水平路面上制動時的受力情況。
圖4.1汽車制動時的受力簡圖
由圖可知，地面制動力是與汽車的行駛方向相反的。汽車總的地面制動力 與前后車輪的地面制動力關(guān)系：
汽車總的制動器制動力與前后軸車輪的制動器制動力關(guān)系為：
汽車制動器制動力的方向與地制動力的方向是相的，當(dāng)時，大小亦相等。
在中，當(dāng)制動器制動力達到車輪與路面的值時，受到附著條件的限制，當(dāng)時，，這時汽車的前后車輪都被，并在地面上滑移。而由于增大使得增大而繼續(xù)上升。
圖 4.2 制動器制動力，地面制動力與踏板力的關(guān)系
車輪與路面總的附力與關(guān)系為：
其中為制動度，制動度的定為：
：；是重力加速度，。
通過以上的方可知，汽車車輪與路面的附著力，還與的大小有關(guān)。
由于汽車制動時汽車總的等于汽車量和制動減度的乘積：
當(dāng)前后車輪都抱死時，。這時候的前、后軸車輪的制動器制動力就是理想最大制動力，
4.3制動力分配系數(shù)
當(dāng)各車輪制動器的制力足夠時，根據(jù)汽車，前、后車輪制動器制力的分配、道路附著系數(shù)等，汽車制動過程可能出現(xiàn)的情況分為：
1、輪先抱滑，然后輪再抱滑；
2、輪先抱滑，然后輪再抱滑；
3、前，輪同時抱滑。
在這三種情況中，肯定是汽車前、后車輪同時抱并拖時得最。汽車前后車輪同時抱時，與就是理想的前、后制動器制力，并且為輪胎面間的的函數(shù)。以理想的和為坐出和的關(guān)曲線，這個曲就是。
圖 4.3 某載貨汽車的曲線與線
通過，可求得汽車在不同附著系數(shù)的路面上，前，后車輪同時抱死的條件
在式中
汽車前輪制動器制動力，；
汽車后輪制動器制動力，；
汽車前軸車輪地面制動力；
汽車后軸車輪地面制動力；
汽車前、后車輪受地面的；
由可知，當(dāng)前，后車輪同時抱死時，是的函數(shù)。
中消去，計算得
汽車后輪制動器制動力：
4.4同步附著系數(shù)
與的比值就是汽車制動器的制動力分配系數(shù)。
通過上面一個公式，可知：
式在中是一條以坐標原點為起點，且率為直，它是具有制動器制動力分配系數(shù)為的汽車實際前、后制動器動力分配線，簡稱線。一般轎車，取。
線與曲線交點處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)。公式為：
代入數(shù)據(jù)得：
對于前后制動器制動力比值為固定值的汽車，只有在的路面上，前后車輪制動器才能同時抱死。當(dāng)汽車在的路面上制動時，線線的下方，前輪先。當(dāng)汽車在制動時，線線的上方，后輪先抱死。（一般轎車滿載時?。?
4.5制動強度
為保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性，并且有足夠的附著系數(shù)利用率，根據(jù)《聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會汽車制動法規(guī)》，汽車在各種載荷的情況下，轎車的制動強度大于等于0.15且小于等于0.8；在車輪沒有抱死的情況下，制動強須要足:
取
4.6汽車制動器最大制動力矩
由于前，后車同時抱死時的制動力之為：
在中，轎車的比值約為；貨車的比值約為。
制動器所能產(chǎn)生的制動力矩，受車輪的計算力矩所制約，即
式中：
前軸制動器的制動力，；
后軸制動器的制動力，；
車輪滾動半徑。
當(dāng)在道路條件比差，汽車車速較低時選取了較小的同步值的汽車，這個汽車后輪的可能性比較小，為保證汽車在的良好的路面上能夠到前、后軸車輪先后抱死且移，前，后軸的車輪制動器所能產(chǎn)生的最制動力矩為
代入數(shù)據(jù)計算得：
4.7鼓式制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)
輸不變的情況下，制動鼓的內(nèi)徑越大，其內(nèi)部空間也越大，有利于散熱。但直徑越大越好，還需滿足相應(yīng)的件。根據(jù)《制動鼓工作及制動蹄片寬度尺寸系列》以及輪型號，輪輞直徑,制動鼓最大內(nèi)徑為，經(jīng)過計算得出制動的直徑與輪輞直徑之比為：D/Dr=0.67；因為轎車的制動鼓直徑與輪輞直徑之比在到內(nèi)，貨車的在內(nèi)，過計算，屬于范圍內(nèi)。因此符合設(shè)計要求。
制動鼓厚度n：在保證制動力矩以及制動鼓與輪輞的間隙的情況下，為增大制動鼓的熱容量，減少制動的溫升，可適當(dāng)增加制動鼓厚度n。
摩擦襯片包角和寬度：試驗表明，摩擦襯片包角為時，其磨損最小，制動效能最高。包角減小雖然有利于散熱，但是磨損快。包角一般不能大于，初選襯片包角。
襯片寬度尺寸取窄些，則磨損速，襯片壽短；若襯片寬度尺寸取寬些，則質(zhì)量，不加工，并且增加了。雖然摩擦襯片寬度取得大一些可以降低單位壓力、減少磨損，但過大則不易保證與制動鼓全面接觸。通常根據(jù)在緊急制動時使其單位壓力不超過，以及國家標準可選取摩擦襯片b=48mm。
制動鼓半徑確定后，摩擦襯片的摩擦面積為。制動器各蹄襯片總的摩擦面積越大，制動時所受單位面積的正壓力和能量負荷越小，從而磨損特性越好。
根據(jù)國外統(tǒng)計資料可知，0.9至1.5噸的轎車單個制動器總的襯片摩擦面積在之內(nèi)，1.5至2.5噸的轎車單個制動器總的襯片摩擦面積在之內(nèi)，由此可知單個鼓式制動器總的襯片摩擦面積隨汽車總質(zhì)量的增大而增大。
而單個摩擦襯片的摩擦面積又取決于制動鼓半徑、襯片寬度及包角，即
式中單位是弧度，所以摩擦襯片的摩擦面積為:
因為計算出來的數(shù)值在范圍內(nèi)，所以摩擦襯片包角和寬度選取的數(shù)據(jù)是合理的。
摩擦襯片起始角：一般將襯片布置在制動蹄外緣的中央，即令。有時候?qū)⒁r片相對于最大壓力點對稱布置，這樣可以改善其磨損均勻性。
制動器中心到張開力作用線的距離：適當(dāng)增大距離，保證輪缸能夠布置于制動鼓內(nèi)。在這里我們選?。?。
制動蹄支承點的坐標位置是a與c：制動蹄支銷中心的坐標大小應(yīng)盡量選小一些，這樣可使兩制動蹄端面不相碰,在這里我們選取坐標。這樣 就要盡量大一些,取。
摩擦片摩擦系數(shù)：摩擦片的摩擦系數(shù)對制動力矩的影響非常大，選擇摩擦片時，不僅希望其摩擦系數(shù)高一些，更要求它的熱穩(wěn)定性好，同時受壓力和溫度的小。但不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù)，應(yīng)提高對摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和降低制動器對摩擦系數(shù)偏離正常值的敏感性，后者對領(lǐng)從蹄式制動器而言是非常重要的。各種制動器上的摩擦材料的摩擦系數(shù)穩(wěn)定值一般在之間，有少數(shù)的可。一般來說，摩擦系數(shù)越高的材料，耐磨性越差。所以在制動器設(shè)計時并不一定非要追求高摩擦系數(shù)的材料。當(dāng)前國產(chǎn)的制動摩擦片材料在溫度低于時,保持摩擦系數(shù)=0.35～0.40已經(jīng)沒有什么大問題。因此，在假設(shè)的理想條件下進行制動器設(shè)計時，為了使計算結(jié)果接近實際情況，可選取。
4.8制動輪缸與主缸參數(shù)的計算
由于汽車制動時前、后軸車輪受地面的為：
汽車后軸所需的制動力：
制動輪缸對制動蹄的作用力、和制動輪缸中的關(guān)系可以用下面的公式表示：
式中：
輪缸或管路液壓，取。
由式 ，開力的計算公式：與制動數(shù)定義,式可表示為：
代入數(shù)據(jù)計算得
根據(jù)標準規(guī)定，輪缸直徑的尺寸系列為：，，，，，，，，，，，，，，，。根據(jù)計算出的據(jù)，取。
每個輪缸的工作容積：
式中：
每個輪缸活塞的直徑；
輪缸的活塞數(shù)目；
每個輪缸活塞在完全制動時的程：，一般每個鼓式制動器，取
計算出每個輪缸的工作容積：
所有輪缸的工作積之和為：
式中
輪缸數(shù)目。
可計算出所有輪缸的工作積之和為：
制動主缸應(yīng)有的工作容積為：
式中
制動軟管在液壓下變形而引起的容積增量。
考慮到軟管變形，轎車制動主缸的工作容積。
和活塞行程可以用下面的公表示
一般情況下，。
經(jīng)計算得到主缸直徑：，活塞行程為：。
主缸直徑的系列尺寸為；，，，，，，，，。尺寸盡可能選取的大一些，所以取。
第5章 制動系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的校核
5制動系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的校核
5.1制動踏板力計算
制動踏板力計算公式為：
式中：
主缸活塞直徑；
制動管路的液壓；
踏板構(gòu)動比，，踏板機構(gòu)的傳動比一般為，??；
踏板機構(gòu)及制動主缸的，可取，取為。
和中規(guī)定，汽車的制動踏板力不得大于。
規(guī)定，乘用車制動踏板力。
因此，本汽車的制動踏板力滿足法規(guī)要求。
5.2汽車制動減速度
按照《機動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定，在路面進行滿載和空載制動試驗時，路面附著系數(shù)。因此，選擇常用路面來進行制動減速度和制動的校核計算。
式中：。
汽車制動減速度公式：
計算結(jié)果如表4.2所示：
表4.2 制動效率、制動強度、制動減速度與附著系數(shù)
附著系數(shù)
制動效率
制動強度
制動減速度
空載
滿載
空載
滿載
空載
滿載
0.1
89.6
76.5
0.09
0.08
0.88
0.75
0.2
92.6
78.5
0.19
0.16
1.82
1.54
0.3
95.9
81.2
0.29
0.24
2.82
2.39
0.4
99.5
84.1
0.40
0.34
3.90
3.30
0.5
98.0
87.2
0.49
0.44
4.80
4.27
0.6
96.6
90.5
0.58
0.54
5.68
5.32
0.7
97.1
95.4
0.68
0.67
6.66
6.54
0.8
97.6
98.5
0.78
0.79
7.65
7.72
0.9
98.5
99.9
0.89
0.90
8.69
8.81
1
99.7
99.7
1.00
1.00
9.77
9.77
由上面的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)路面系數(shù)時，汽車載時的減速度 ，。
規(guī)定，汽車載時的的平均減速度；
因此，以上計算出來的數(shù)據(jù)滿足要求。
5.3制動距離的計算
圖4.4
通過上面圖4.4可以看出，駕駛員接受到緊急停車信號時需要的反應(yīng)時間，才能夠踩下剎車,在b點以后踏板力迅速增大，d點位置的數(shù)值為最大值。不過在回位彈簧的引領(lǐng)下，制動蹄片和制動鼓之間就會產(chǎn)生合適的間隙，所以當(dāng)?shù)絚點這個位置時，地面制動力才起到作用，汽車開始減速度行駛。從c點到e點這段時間，就是制動器作用時間。這時制動器的作用時間完全由駕駛員踩踏板的速度來決定。一般在0.2到0.9秒之間。從e點到f點所經(jīng)過的時間段，就是制動器持續(xù)制動時間，汽車制動時的減速度基本不變。當(dāng)?shù)竭_f點的時候，駕駛員的腳完全松開汽車的踏板，從f點到g點這段時間為制動力的消除時間，一般在之間。從駕駛員使用汽車制動的整個流程來看，一般常說的制動距離是從駕駛員的腳開始踩到制動踏板一直到汽車完全停車的這段距離。
制動距離的公式為：
式中：
制動初速度；
最大制動減速度，，；
制動器起作用時間，。
在不同附著系數(shù)的路面，汽車分別以、和的初速度制動，制動距離計算結(jié)果如下 (制動減速度按式計算)：
表4.3 制動距離
初速度
附著系數(shù)
空載
滿載
空載
滿載
空載
滿載
0.1
114.75
133.50
289.10
337.09
449.29
524.26
0.2
57.98
67.56
143.76
168.28
222.20
260.50
0.3
39.06
45.27
95.33
111.23
146.52
171.37
0.4
29.60
34.13
71.10
82.70
108.67
126.79
0.5
24.95
27.44
59.21
65.59
90.09
100.05
0.6
21.84
22.99
51.24
54.18
77.64
82.22
0.7
19.34
19.60
44.85
45.51
67.64
68.69
0.8
17.47
17.35
40.05
39.75
60.14
59.68
0.9
15.96
15.81
36.20
35.81
54.13
53.52
1
14.74
14.74
33.05
33.06
49.22
49.22
根據(jù)規(guī)定，當(dāng)汽車在制動初速度為，滿載的制動距離，空載的制動距離。
根據(jù)規(guī)定，當(dāng)汽車制動初速度為，制動距離，即制動距離。
根據(jù)規(guī)定，當(dāng)汽車制動初速度為，制動距離，即制動距離。
所以，由表格的數(shù)據(jù)可知汽車的制動距離滿足要求。
5.4摩擦襯片的磨損特性
汽車的制動程是將其機械的一部分為熱量而耗散的程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散汽車全部的任務(wù)。這時由于在短間內(nèi)熱量來不及逸到大中，導(dǎo)致汽車上制動器溫度升高。能量負荷越大，則襯片的摩損越嚴重。
制動器的能量負荷常用比能量耗散率作為評價指標。比能量耗散率表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能量，其單位為。雙軸汽車的單個后輪制動器的比能量耗散率為：
式中：
汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；
制動初速度速度，；
制減速度，??；
制動時間；
制動器的摩擦片面積；
制動力分配系數(shù)，。
當(dāng)汽車在急制動情況下，，則
代入數(shù)據(jù)計算出制比熱耗散率為：
對于鼓式制動器，其比能量耗損率應(yīng)小于等于。
磨和熱的性指標也可用磨功來衡量
式中：
汽車最高車速，
汽車制動器各襯片的總摩擦面積
許用滑磨功，一般轎車取；
因為算出來的數(shù)值在范圍內(nèi)，所以該制動系統(tǒng)的許用滑功符合要求。
5.5汽車制動器的熱容量和溫升的校核
應(yīng)核算制動器的熱和升是否滿足如下條件：
Δ
式中：
制動鼓的總質(zhì)量，??；
和制動鼓相連的受屬件的總質(zhì)量，；
制動鼓材料的比容，；
和制動鼓相連的受屬件的比容；
Δ制動鼓的溫升；
滿載汽車制動時由動能轉(zhuǎn)變的熱能
因制動程速，可以制動產(chǎn)生的全部為前、后制動器所吸收，并按前、后軸制動力的分率分給前、后制動器，即：
式中：
汽車制動時的初速度，；
汽車制動器制動力分配系數(shù)。
代入數(shù)據(jù)計算得：
將， 代入
=L/
一次由到完全停車的烈制，升不超過，所以該制動系統(tǒng)的制動器溫升符合要求。
5.6駐車制動校核
為汽車在上坡路上停駐時的受力情況。汽車在上坡路上停駐時的后橋附著力為：
圖4.5 汽車在上坡路上停駐時的受力情況
那么汽車在下路上停時的后附著力為：
（4.30）
因為，所以可以得到汽車可能停的極限上坡路：
汽車在上坡時可能停的極限上坡路：
汽車在下坡時可能停駐的極限下坡路傾角：
因此，汽車可能停駐的極限上、下坡傾角見表4.4所示：
，汽車空載時的傾角和傾角：
汽車載時的上坡傾和傾角：
，汽車載時的上坡傾和下傾角：
汽車載時的上坡傾和坡傾角：
，汽車載時的上傾角和下傾角：
汽車載時的上坡傾角和下坡傾角：
根據(jù)中，汽車在載狀態(tài)下，駐車制動置應(yīng)能保汽在坡度為、輪胎與路面間的大于等于的坡道上，正、反兩個方向保持固定不動，其時間不應(yīng)小于。
根據(jù)中，駐車動系統(tǒng)必須能使?jié)M載在度為的上、下坡道上保不動。
所以本汽車的駐車制動的極限傾角符合法規(guī)要求。
表4.4 汽車可能停駐的極限上、下坡傾角
空 載
滿 載
0.7
22.4
14.2
21.7
14.5
0.8
26.2
15.8
25.3
16.2
0.9
30.1
17.2
28.9
17.6
第6章 利用應(yīng)用軟件進行建模
6 利用應(yīng)用軟件進行建模
6.1制動器零件的三維建模
制動器中零件有制動鼓、制動蹄、回位彈簧、支座、制動蹄限位片等。下面簡單介紹一下制動器底板框的畫法。
打開CATIA,進入零件設(shè)計界面；
單擊，進入XY面草繪；
作出尺寸的圓，點擊選擇尺寸為20，點擊確定；
先用鼠標點擊圓柱一圓面，面點擊抽殼按鈕，輸入厚度為3mm，點擊確定；
鼠標點擊里面的圓面，單擊進行草繪圖；
點擊零件凹槽按鈕，輸入數(shù)值為3mm,點擊確定。再對零件的邊邊框框進行修改，即倒角倒圓。
圖5.1 制動底板框
由于零件圖較多，就不在論文中詳細解釋它們的畫法。下面是本次設(shè)計裝配圖中的重要零件圖回位彈簧、制動底板等。
圖5.2 回位彈簧
圖5.3 制動底板
圖5.4 制動輪缸
圖5.5 制動限位片
圖5.6 制動蹄片
圖5.7 制動定位銷
圖5.8 摩擦襯片
6.2制動器的裝配
打開CATIA，進入“裝配設(shè)計”界面，進入裝配設(shè)計界面。
單擊按鈕，添加畫好的零件文件，先不要全部把所有零件全放進去，裝配制動器因由里往外一個一個裝，里面一些零件如下圖5.9所示
圖5.9
利用相觸等約束，將制動輪缸、活塞、制動蹄、推板等進行裝配，裝配結(jié)果如下圖5.10所示。
圖5.10
繼續(xù)添加制動摩擦片支承板等零件圖，進行裝配。
圖5.11
圖5.12
添加剩余的零件圖進行裝配。
圖5.13
裝配圖如圖5.14所示,可以調(diào)一下制動鼓的透明度，以便看清制動器里面的結(jié)構(gòu)。
圖5.14
第7章 結(jié)論
7 結(jié) 論
本設(shè)計首先介紹了課題研究目的和意義，制動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及研究手段等，確定本設(shè)計研究對象為有鼓式制動器的制動系統(tǒng)。計算制動系統(tǒng)中的重要參考數(shù)據(jù)，其中包括制動力計算、同步附著系數(shù)、制動強度計算等。校核制動系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)之后，得出結(jié)論，該制動系統(tǒng)在汽車上能達到比較優(yōu)越的制動效果。利用計算機繪圖軟件將零件圖繪制出來，并裝配起來。
作為汽車制動性的重要控制系統(tǒng)，制動系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性是必要的。隨著科技越來越發(fā)達，汽車使用量越來越大，人們對汽車舒適安全方面的要求也越來越高，汽車制動系統(tǒng)在今后將不斷地更新。
參考文獻
參考文獻
[1] 許兆棠、劉永臣.汽車構(gòu)造（下冊）[M].北京:國防工業(yè)出版社，2012.
[2] 王望予.汽車設(shè)計第四版[M].北京:機械工業(yè)出版社，2004.
[3] 《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊.設(shè)計篇[M].北京:人民交通出版社，2001.
[4] 《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊.制造篇[M].北京:人民交通出版社，2001.
[5] 余志生.汽車理論第5版[M].北京:機械工業(yè)出版社，2009.
[6] 方泳龍.汽車制動理論與設(shè)計[M].北京:國防工業(yè)出版社，2005.
[7] 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計計算[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004.
[8] 許文娟.汽車制動性能測試分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].大連:大連理工大學(xué)，2005.
[9] 張元才.余卓平、熊璐.制動系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].汽車研究與開發(fā)，2005.
[10] 中國機械設(shè)計大典編委會.中國機械設(shè)計大典[M].南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.
[11] 陳煥江.汽車檢測與診斷（上冊）[M].北京:機械工業(yè)出版社，2006.
[12] 王維、劉建農(nóng)、何光里.汽車制動性檢測[M].北京:人民交通出版社，2005.
[13] 王韋元、馬明星.汽車設(shè)計課程指導(dǎo)書[M].北京:中國電力出版社，2009.
[14] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社，2001.
[15] 張國強.車輛制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢淺析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2009.
[16] 國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究部，中國汽車工程學(xué)會，大眾汽車集團（中國），中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告[J]. 北京:社會科學(xué)文獻出版社，2009.
致謝
致 謝
大學(xué)四年生活就要結(jié)束了，畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)里最為艱巨的任務(wù)之一。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)里的最后一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，因此我會好好珍惜這次機會展現(xiàn)我的專業(yè)水品。這樣一個環(huán)節(jié)不僅能培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)到的理論知識和技能的能力，而且能培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題和綜合分析能力，這就為畢業(yè)后進入社會工作做好了基礎(chǔ)。
做畢業(yè)設(shè)計期間，遇到了很多問題，在老師和同學(xué)的幫助下得以解決。在做畢業(yè)設(shè)計的每一階段，我要感謝賈永剛老師，從選題到開題報告和外文翻譯的確定，論文草稿的修改，每個步驟老師都悉心的給我教導(dǎo)，有錯誤的地方都給了我提示和修改方案，讓我克服了重重難關(guān)。在此對賈永剛老師的幫助和教導(dǎo)表示最誠摯的謝意。
31