轿车后轮鼓式制动器设计.doc

1、摘要随着汽车走进千家万户越来越常见，汽车的行驶安全性也走入大众的眼帘，制动系统是指使得汽车行驶速度得到强制性降低的一系列的专门装置，它可以使行驶中的汽车减速甚至停车、使下坡行驶的汽车速度保持稳定、使已停驶的汽车保持不动,因此研究开发出可靠的制动器和制动系统，是保障汽车的行驶过程中制动的安全性重要途径。本论文对汽车制动系统的发展历史，结构，零部件组成进行介绍，然后对鼓式制动器的结构和优缺点进行分析。完成轿车后轮鼓式制动器，制动主缸设计和计算，以及主要部分的参数选择，对设计出的制动系统的各项性能进行评价分析。用CAD完成零件图和装配图。关键字： 轿车，鼓式制动器，领从蹄式，制动鼓 IAbstrac

2、tAs the car into the tens of thousands of households is becoming more common, the driving safety of the automobile also came into the public eye, braking system is more and more pay attention to its importance emerge, the research and development of a reliable brake and brake system, safeguard the a

3、utomobile in the running process of the system of security is an urgent need to address the problem. Also with the development of automobile market, increasingly fierce competition. This thesis of automobile braking system development history, structure, components are briefly introduced, then the a

4、dvantages and disadvantages of the structure of drum brake for resolution. Also completed car rear drum brakes, brake master cylinder design and calculation, and the main part of the parameter selection, using CAD to complete part drawings and assembly drawings.Key words: car；brake system；Drum brake

5、.；CAD parts assembly drawing目 录摘要IIIAbstract 1.绪论11.1制动系统的意义11.2鼓式制动器的发展及研究现状11.3本次设计应该达到的目标21.4研究过程22. 鼓式制动器的总体设计和分析32.1鼓式制动器的分类32.2鼓式制动器整体方案设计42.3领从蹄式鼓式制动器53. 主要零部件的设计103.1制动鼓103.2制动蹄103.3制动底板113.4液压制动主缸123.5摩擦材料124. 制动系统的设计计算144.1制动系统所选的参数144.2制动器的相关计算204.3制动因数的计算165. 制动性能的分析185.1性能分析的标准185.2制动效能

6、的分析185.3方向稳点性的分析185.4制动减速度和制动距离的计算185.5摩擦衬片的磨损计算19II6. 总结21参考文献227致谢23III IV 1 绪论 1绪 论1.1制动系统的意义 概述伴随着社会日星月异的高速发展，生活水平的显著提高，轿车成了人们出行不可缺少的代步工具，带来的就是对轿车性能要求的显著提高，最显著的就是速度方面的要求，一辆汽车的速度可以全方面得反应出汽车的性能，而随之带来的就是对汽车安全性的高要求，制动系统的地位也越来越高，而制动器又是制动系统的重中之重，当前汽车的制动器主要分为两种类型，鼓式制动器，盘式制动器。同时鼓式制动器历史悠久，技术发展的比较成熟，在整个系统

7、中扮演着最重要的角色，起到至关重要的重要，是汽车运动过程中保障行驶安全的关键。一般来说，制动器设计的越合理性能越高的话，安全方面的保障越高。随着公路的高度覆盖，轿车的抬头可见，而随之带来的就是对汽车安全性的高要求，制动系统的地位也越来越高。为了更好地的完成本次设计，以某一经济型轿车为代表对轿车的后轮鼓式制动器进行设计。1.2鼓式制动器的发展及研究现状因为汽车在行驶过程中可能需要经常性的完成一些制动操作,所以制动系统性能的好与坏将完全关系到交通的运行状况和人自身的安全,所以汽车的制动性能是车辆最关键的功能之一,改良完善和加强汽车的制动性能一直以来都是汽车设计过程中的重要研究对象和使命。汽车开始制

8、动时，汽车的车轮收到了来自地面和制动器给它的一个力的作用，这个力的方向与汽车的速度方向相反，所以汽车的速度慢慢减小一直到0，也因此对于这整个过程中受力情况的分析是必要的，有了受力分析才可以实现模拟试验的完成，而汽车试验是设计分析汽车制动系统的基本方法和设计基础，但是考虑到复杂的过程和现实的可操作性的限制，所以一般在实际设计过程中只能通过建立简化的模型进行分析。经过翻阅一些有关的书籍和资料，充分结合专业课学到的理论知识，设计出轿车后轮鼓式制动器的方案，同时完成各个零部件的设计和计算以及结构设计。使其达到如下要求：拥有足够的制动力用来保障汽车行驶过程中和停车制动的安全性；整个系统的可靠性靠选用x型

9、的双回路来保证；选择材料的时候要选一些无污染，对人体健康无害的新型材料；并且采用真空助力器达到操作简便的要求。20世纪末期的时候，是鼓式制动器高速发展的时期，那时候的设计方案，主要分为两种方法来提高制动因数，一种是通过机械的方法，另一种是通过对结构参数来实现，这两种的代表分别是一九九七年的“电控自增力”，一个是一九九九年的“四蹄八片”。这两种方式一定程度上改善了制动性能，但是也存在一些问题，例如，加工过程的繁琐，材料成本，换修的不便等。21世纪初，一种新型蹄型的问世，这些问题得到解决，它就是“多自由度联动蹄”。它满足制动效果的同时，使摩擦片的受力变得平均，从而使稳点性提高和摩擦片的使用周期变长

10、，并且可以根据自己的需要，对想要达到的制动力进行设计。此外，最近研究人员还在原有的鼓式制动器的基础上和一些新型材料相结合，进行创新研究，譬如用磁粉作为介质，但是这种新型的鼓式制动器要想投入使用还需要更多地一些开发研究。目前，关于制动系统地设计研究采用实验地方法来进行。一般主要是通过道路测试和台架试验来完成，又由于在进行汽车道路试验时，车辆的扭矩数据是很难测量，所以我们可以通过试验间接性的来测量数据。车辆行驶的时候，车轮与地面接触会产生力的作用，这个力影响汽车的运动，是汽车速度发生变化的来源，所以在道路试验过程，如何简单便捷的测量计算出车轮扭矩成了关键，如果有了这些数据我们就可以对汽车的制动性能

11、的进行评价同时要想对汽车制动做出进一步的改善和设计，这些各方面的试验数据都是不能少掉。1.3本次设计应该达到的目标（1）拥有良好的制动效能（2）保障制动效能的稳定性（3）制动过程中良好的汽车操纵稳定性（4）制动效能的热稳定性好1.4研究过程根据鼓式制动器的特性，选用某一经济型轿车的参数进行研究；对总体方案进行设计；对整体和各个组成部件进行研究。在调研实验的基础上，确定轿车后轮鼓式制动器的结构，完成计算地面制动力、制动器制动力、制动力矩等；完成制动操纵机构设计，和制动主缸、制动轮缸的选型；进行主要零部件设计计算。利用AutoCAD设计绘制出符合要求的各个零件图及装配图。2 第二章 鼓式制动器总体

12、设计和分析 2. 鼓式制动器总体设计和分析2.1鼓式制动器的分类制动器可以按照下图所示进行分类：图2-1制动器的分类由于它们的结构和受力不同，最后得到的制动效能也不一样。本次课题研究的鼓式制动器，因为蹄的属性不同，各种类型的结构不同，主要可以分为下图所示的六种结构方式:3图2-2 结构示意图（a） 图和（b）图均为领从蹄式鼓式制动器，它们的区别之处在于它们张开的方式不同，图(a)通过凸轮的作用在制动时张开蹄，而图（b）则是通过制动轮缸的施加作用力。（c）图和（d）图都是双领蹄式鼓式制动器，它们的主要区别在于结构。前一个为非双向后一个为双向。图（e）和图（f）可以明显的看出它们的增力一个是单向一

13、个是双向。因为制动蹄固定的地方不一样，受到作用力的地方也不一样，因此不同种类的鼓式制动器制动效果也不同。2.2鼓式制动器整体方案设计2.2.1 汽车制动系统的组成汽车制动系统由四个部分构成：供能部分、控制部分、传动部分和制动器。2.2.2 制动系统起到的效果制动系是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车的某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。 制动系的作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速，甚至停车，或使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车，当然也包括使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上，且方向与汽车行驶方向

14、相反的外力。这些外力的大小都是随机的、不可控制的，所以汽车上必须装设一系列专门装置，以实现上述功能。2.2.3 一般制动器的结构 制动器从结构上大体分为鼓式制动和盘式制动两种 鼓式制动器的组成包括：制动底板、销轴、拉簧、压杆、带杠杆装置的制动蹄 、支架、止挡板、铆钉、检测孔、压簧、夹紧销、弹簧座、带斜楔支承的制动蹄、制动杆丶摩擦片斜楔支承、楔形块、制动轮缸等。2.2.4 鼓式制动器整体方案分析鼓式制动器主要是由旋转结构，固定结构，张开结构，定位调整装置组成。其中旋转结构是指制动鼓，固定原件是指制动蹄，张开结构是指制动轮缸，定位调整装置包括调整凸轮，偏心支撑销。在汽车鼓式制动器的结构中，制动鼓通

15、过一些螺栓结构连接在车轮上面，汽车制动过程中，制动蹄受到一些促动结构作用力，向外旋转打开和制动鼓发生接触，蹄外表面的摩擦材料制成的摩擦片被压到制动鼓内部的圆柱表面上发生摩擦，对制动鼓产生摩擦力矩。所有对蹄端施加作用力使蹄产生旋转的装置，包括制动轮缸、楔丶凸轮。轮缸式制动器用液压制动轮缸作为制动蹄的促动结构，凸轮式制动器以凸轮来作为促动结构，楔式制动器则以楔作为促动结构。2.3领从蹄式鼓式制动器这种制动器的特别之处在于它的两个制动蹄各自拥有一个独自支点，一个被称为领蹄，另一个被称作从蹄，（如图2-2所示的（a）(b)，其中左边受N1作用的蹄为领蹄，右边受N2作用的蹄为从蹄）。它们的区别在于领蹄在受到轮缸的促动力作用下