桑塔纳轿车制动器的设计.doc

1、摘 要本次设计采用的鼓式制动器是一种通常应用于中低档轿车后轮的制动器。尽管在制动效能和散热性等方面比不上盘式制动器，但鼓式制动器具有成本低、耐用度高、便于和驻车制动系组合等优点，所以应用也较为广泛。本课题研究了桑塔纳2000轿车后轮鼓式制动器。首先介绍它的结构和原理;再列举出几种不同类型的轮缸式制动器，选定方案，采用浮动支承领从蹄式制动器;接着，涉及到制动系统动力传输形式和制动主缸、轮缸的选型，这里选取了交叉型液压分路系统、串联双腔制动主缸和双活塞制动轮缸；最后结合查阅的资料，联系实际，设计校核相关零部件的结构及性能，并用AutoCAD绘制装配图和零件图，力求设计出安全、稳定的后轮鼓式制动器。

2、关键词：后轮鼓式制动器；结构和原理；领从蹄式制动器；液压AbstractThe drum brake of this design is a kind of brake which is applied in the rear wheel of some entry-level and mid-range cars. Despite its shortages in braking efficiency and heat dissipation compared with disc brakes, they have several advantages such as low cost, h

3、igh durable degree and convenience of combining with parking system. The subject deals with the rear drum brake of Santana2000.At first, the structure and operating principle of drum brakes will be introduced. Then, several different kinds of cylinder brakes will be listed, from which Ill choose hyd

4、raulic dual circuit leading trailing shoe brake of floating bearing type. Whats more, The mode of dynamic transmission of braking system and the selection of brake main cylinder and wheel cylinder are involved. In this case, the cross-type hydraulic circuit system, tandem double cavity brake master

5、cylinder and double piston wheel cylinder are selected. Finally, according to the accessed information and our actual life, Im going to design and check the structure and performance of relative parts and plot several assembly drawings .The aim of this project is to design a safe and stable rear dru

6、m brake.Key words: Rear drum brake; Structure and principle; Leading trailing shoe brake; Hydraulic目 录摘 要IIAbstractIII1 绪 论12 鼓式制动器的结构和工作原理32.1鼓式制动器的结构组成与分类32.2鼓式制动器的工作原理42.3轮缸式制动器及特点52.4制动器设计方案的比较与选择83 后轮最大制动力矩的计算93.1地面制动力，制动器制动力与力矩概念93.2 制动系统参数的确定与计算104 制动操纵机构的设计和制动缸的选型124.1 制动操纵机构124.2 液压分路系统形式的选

7、择144.3 制动主缸与轮缸的选型155 鼓式制动器主要零部件的设计计算175.1 制动器主要零部件的结构设计175.2 后轮鼓式制动器结构参数的选取和计算185.3 后轮鼓式制动器的设计计算206 总 结27参考文献28致 谢2929 第1章 绪论 1 绪 论制动器是制动系统乃至整个车辆最为关键的部件，它为车辆减速直至停下提供了不可或缺的制动力。毫不夸张地说，汽车制动系统就是汽车地“免疫系统”，而制动器作为该系统的核心，制动器性能的好坏对汽车行驶的安全性起着至关重要的作用，因此着力改善汽车的制动性能一直以来都是汽车生产商和研发人员的重要使命。当今社会，如何设计出更加安全、可靠的汽车制动器，使

8、其具有更好地制动性能，是当前人们面临的一项难题。1902年，最早的鼓式制动器被用在马车上，直到1920年后才正式的出现在汽车上。那时的制动方式是传统的机械式的，制动系统十分简单，但也足够应付低速轻质的汽车。但随着汽车重量的不断提升，人们开始寻求能提供足够制动力的助力装置，真空助力装置也就此问世。后来的第两次世界大战更是给汽车的制动性能提出了更高的要求，军用车辆上的技术发展有了重大突破，液压制动开始逐步取代传统的机械制动。典型的例子就是通用和福特公司，在上世纪30年代，他们就开始在车辆上装配液压助力制动器。我国的汽车工业起步较晚，汽车的制造水平、生产质量和科研技术一直落后于世界上几大先进的汽车大

9、国，本土汽车品牌受到国外知名品牌的冲击较大。在制动器的研发方面，我国也没有太多的发言权，因此我们要投入的更多的人力和财力，积极改善中国汽车产业的发展状况，着实提升我国汽车领域的竞争力。如果把汽车制动的过程看成一种能量的转化过程，那么根据能量守恒定律，原本汽车行驶时具有的动能经过汽制动后又变成了热能，这些热能或是被制动器自身所吸收，或是以热传递的方式扩散到附近的大气中。高速行驶会使制动器剧烈摩擦并积聚大量的热能，大部分无法及时逸散到大气便会被制动器吸收，所以制动器温度也会迅速升高。因此在制动过程中要及时给制动器散热，同时制动器需要具备良好的高温制动性能来抵御高速行驶时可能出现的制动效能热衰退现象

10、，这就要求我们计算中涉及到制动器的磨损特性和热容量。目前市场上流行的绝大多数是摩擦式制动器，它的作用是将固定件和旋转件工作面的摩擦转化成制动所需的力矩。一般鼓式制动器在制动过程中被固定在制动底板上，弧形的制动蹄产生促动力，使制动蹄的圆弧面压紧正在旋转的制动鼓内侧，生成制动力矩。在摩擦副中，圆柱面是工作表面，制动鼓则充当旋转元件。鼓式制动器具有不同的结构形式，具体分为：领从蹄式制动器、双领蹄式制动器、双从蹄式制动器、单向自增力式制动器、双向自增力式制动器。不少中高级轿车上已经没了鼓式制动器的身影，被盘式制动器完全取代了。但考虑到鼓式制动器构造和生产工艺比盘式更简单，防污防锈能力强，驻车制动性能较

11、好，同等尺寸下刹车力更大，还是能在不少经济型轿车、大型货车和商务车上占有一席之地。此外，再具体介绍一下鼓式制动器另外三个优点：自刹作用：制动蹄与制动鼓之间的摩擦力会产生使蹄片进一步压紧制动鼓的效果，从而能够产生更大的摩擦阻力，对车辆迅速减速，使自刹作用较为明显。一般大型货车上都配备了鼓式制动器，因为此类车辆质量和惯性较大，紧急制动的难度也很大； 成本较低：鼓式制动器的发明较早，因此技术含量和成本相对盘式制动器都不是很高。很多汽车制造商考虑到成本，不会将前后轮都安装上盘式制动器，而是在后轮装上可是配合驻车制动系的鼓式制动器，这样做一举两得；耐用度高：由于惯性的存在，前轮的轴荷占汽车总负荷的70%

12、以上。相对而言，后轮分配到的载荷较小，不起主要作用。鼓式制动器一般被置于车辆后轮，因此耐用度较高。对于桑塔纳轿车这类经济型车型而言，后轮用鼓式制动器就够了。 良好的鼓式制动器不仅能缩短制动距离，还能使驾驶员和乘客都感到安全和舒适。本次设计需要综合分析鼓式制动器的优缺点并选定Santana2000轿车后轮鼓式制动器的设计方案，选择合适的制动主缸和制动管路型号，设计校核制动器主要零部件的结构和性能，以满足基本的制动要求。 第2章 鼓式制动器的结构和工作原理 2 鼓式制动器的结构和工作原理2.1鼓式制动器的结构组成与分类 鼓式制动器主要由制动鼓、制动鼓蹄、摩擦片、制动底板、制动轮缸、销轴、压簧、拉簧

13、、弹簧座、压杆、制动杆、支架、铆钉、检测孔、压紧销、止挡板、楔形块、摩擦片斜楔支承等零部件组成，具体参见图2.1。图2.1 桑塔纳轿车后轮鼓式制动器结构图鼓式制动器的两种形式内张型和外束型是分别以制动鼓的内、外圆柱表面作为其工作表面的，前者在各类汽车上都很常见，而后者一般充当驻车制动器且应用较少。内张型鼓式制动器的固定元件被安装在制动底板上，是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄。旋转摩擦的元件为制动鼓。那么汽车的制动力矩是怎么产生的呢？首先，制动蹄受到张开力后其摩擦片的外表面得以和制动鼓的内表面接触并压紧在制动鼓上，由于摩擦系数的存在，蹄鼓之间便产生了摩擦力矩。桑塔纳2000轿车后轮鼓式制动器同样

14、也是内张型的。从整体上来看，依据各部分分工的不同，分鼓式制动器为：1.制动鼓（旋转部分） 2.制动底板和制动蹄（固定部分）3.轮缸 （张开机构） 4.调整凸轮和偏心支撑销（定位调整机构）制动蹄在鼓式制动器中主要的作用就是和制动鼓摩擦产生制动力矩，制动蹄支承方式有固定支承式、浮动支承式两种。固定支承式的制动蹄可自由绕插在蹄中的制动销转动。它只有一个自由度，所以结构比较简单和牢固，受到外界载荷冲击的影响较小，制动过程较为柔和；浮动支承式最大的特点是它具有定心作用，且能靠在支撑面上作上下的直线运动或以该方向为轴线的转动，即它有两个自由度。要使制动蹄转动起来，必须通过制动蹄促动装置对其进行力的作用。常

15、见的制动蹄促动装置有液压制动轮缸、凸轮和楔。由于鼓式制动器的轮辋直径和制动鼓内径的确定较为容易，所以一般用特殊的模具，以铸造的方式来加工制动鼓。制动鼓的固定方式为螺栓固定，车轮带动固定在它上面的制动鼓一起转动。制动蹄、制动轮缸零部件则被安装在制动底板上，位于制动鼓内部。2.2鼓式制动器的工作原理制动时，制动蹄受到制动系统中传来的力便可以张开，一直张开直至触碰到制动鼓内表面并产生压紧力。制动蹄上附有摩擦材料，用来和制动鼓内表面发生摩擦形成力矩。车辆因制动鼓和摩擦片之间产生的制动力矩而减速或停车。制动器的摩擦片形式多样。摩擦片铆/粘接在制动蹄上，第一制动蹄上的摩擦片长度要短一些，而第二制动蹄由于要承受更大的载荷，其上的摩擦片是覆盖满整个制动蹄的。此外，摩擦片和制动鼓表面的要想更方便的触碰到一