汽车制动器课程设计说明书解读(共21页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上汽车与交通学院汽车设计课程设计题目: 汽车制动器设计学 号: 姓 名: 专 业: 班 级: 指导老师: 完成日期: 2014年1月1日 目录专心-专注-专业一、基本参数: 轴距:L= 2500 mm 车轮滚动半径:318mm 最高车速:= 160 Km/h质心高度(满) hg=480 mm质心距后轴距离:N=1423mm(空载);N=1309mm(满载)汽车空载总质量:ma =1160 Kg汽车满载总质量:ma = 1540 Kg 前轴负荷:m1=660kg(空),m1=806kg(满)后轴负荷:m2=500kg(空),m2=733kg(满)二、设计计算要求:1、根据
2、已知数据,确定制动器的构造形式(盘式或鼓式)。2、确定制动器主要参数;1)、制动力2)制动力分配系数3)同步附着系数4)制动强度和附着系数利用率5)最大制动力矩6)制动器因数7)制动器结构参数确定工作量要求:1、收集与本专题有关设计资料,参考文献不能少于5篇。2、提出初步方案,进行方案论证、结构分析,确定合理的结构方案。3、选择正确的参数,对上述基本要求中提出的各项进行计算。根据计算结果,对结构尺寸参数进行调整,并最后确定结构尺寸参数。4、设计说明书应包括:目录、设计说明、方案论证、计算过程、结束语、参考文献等。一、 制动器原理介绍 制动器就是刹车。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称
3、刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸,制动器通常装在设备的高速轴上,但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化,并由专业工厂制造以供选用。制动器分类制动器分为行车制动器(脚刹),驻车制动器(手刹)。 在行车过程中,一般都采用行车制动(脚刹),便于在前进的过程中减速停车,不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后,就要使用驻车制动(手刹),防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外,上坡要将档位挂在一档(防止后溜)
4、,下坡要将档位挂在倒档(防止前滑)。制动系分类 摩擦式制动器。靠制动件与运动件之间的摩擦力制动。 非摩擦式制动器。制动器的结构形式主要有磁粉制动器(利用磁粉磁化所产生的剪力来制动)、磁涡流制动器(通过调节励磁电流来调节制动力矩的大小)以及水涡流制动器等。 制动系统的一般工作原理是,利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上,随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上,有两个支承销,支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆
5、面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸,用油管与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。当驾驶员踏下制动踏板,使活塞压缩制动液时,轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓,使制动鼓减小转动速度,或保持不动。使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据,其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料(制动件)的性能直接影响制动过程,而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等,后
6、者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 制动器有摩擦式、液力式和电磁式等几种。电磁式制动器虽有作用滞后小、易于连接且接头可靠等优点,但因成本高而只在一部分重型汽车上用来做车轮制动器或缓速器。液力式制动器只用作缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式制动器。摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同,分为鼓式、盘式和带式三种。带式只用作中央制动器。二、 制动器种类一鼓式制动器l-调整楔2-推杆3-制动蹄4-连接弹簧5-上回位弹簧6-弹簧座7-手制动拉杆8-下回位弹簧9-车轮制动缸l0-制动底板ll旋塞12-制动摩擦片l3-弹簧鼓式制动也叫块式制动,是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。鼓式制动是早期设计的制动系统。鼓式制
7、动器总成的主要零部件有:制动鼓和轮毅总成、制动蹄总成、制动底板、液压轮缸、制动蹄回位弹簧压紧装置、调节机构和驻车制动机构。为制动车轮、制动鼓和制动蹄提供摩擦表面,制动鼓的内圆周是一加工过的制动表面。车轮通过螺母和双头螺栓安装到制动鼓轮毅上。该轮毂安放在允许车轮总成转动的车轮轴承上。各种鼓式制动器的示意图如下: 1、领从蹄式 2、双领蹄式 3、双向领从蹄式 4、双从蹄式 5、单向增力式 6、双向增力式对于重型车来说,由于车速一般不是很高,刹车蹄的耐用程度也比高,因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。鼓式刹车优点 自刹作用:鼓式刹车有良好的自刹作用,由于刹车来令片外张,车轮旋转连带着外张的刹车鼓
8、扭曲一个角度(当然不会大到让你很容易看得出来)刹车来令片外张力(刹车制动力)越大,则情形就越明显,因此,一般大型车辆还是使用鼓式刹车,除了成本较低外,大型车与小型车的鼓刹,差别可能祗有大型采气动辅助,而小型车采真空辅助来帮助刹车。 成本较低:鼓式刹车制造技术层次较低,也是最先用于刹车系统,因此制造成本要比碟式刹车低。鼓式刹车缺点 由于鼓式刹车刹车来令片密封于刹车鼓内,造成刹车来令片磨损后的碎削无法散去,影响刹车鼓与来令片的接触面而影响刹车性能。鼓刹最大的缺点是下雨天沾了雨水后 会打滑,造成刹车失灵这才是其最可怕的。鼓式制动器有内张型和外束型两种内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件
9、。位于制动鼓内部的制动蹄在一段承受促动力时,可绕其另一端的支点向外旋转,压靠到制动鼓内圆面上,产生摩擦力矩。凡对蹄端加力使蹄转动的装置统称为制动蹄促动装置。可分为轮缸式制动器、凸轮式制动器和用楔形作为促动装置的楔式制动器。 鼓式制动器分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式等几种 。不同形式鼓式制动器的主要区别有:蹄片固定支点的数量和位置不同。张开装置的形式与数量不同。制动时两块蹄片之间有无相互作用。因蹄片的固定支点和张开力位置不同,使不同形式鼓式制动器的领、从蹄数量有差别,并使制动效能不同。1领从蹄式领从蹄式制动器的每块蹄片都有自己的固定支点,而且两固定支点位于
10、两蹄的同一端。领从蹄式制动器的效能和效能稳定性,在各式制动器中居中游;前进、倒退行驶的制动效果不变;结构简单,成本低;便于附装驻车制动驱动机构;调整蹄片与制动鼓之间的间隙工作容易。但领从蹄式制动器也有两蹄片上的单位压力不等(在两蹄上摩擦衬片面积相同的条件下),故两蹄衬片磨损不均匀,寿命不同的缺点。此外,因只有一个轮缸,两蹄必须在同一驱动回路作用下工作。领从蹄式制动器得到广泛应用,特别是轿车和轻型货车、客车的后轮制动器用得较多。2双领蹄式双领蹄式制动器的两块蹄片各有自己的固定支点,而且两固定支点位于两蹄的不同端,领蹄的固定端在下方,从蹄的固定端在上方。每块蹄片有各自独立的张开装置,且位于与固定支
11、点相对应的一方。这种制动器适用于前进制动时前轴动轴荷及附着力大于后轴,而倒车制动时则相反的汽车前轮上。它之所以不用于后轮,还因为两个互相成中心对称的轮缸,难以附加驻车制动驱动机构。3双向双领蹄式双向双领蹄式制动器的结构特点是两蹄片浮动,用各有两个活塞的两轮缸张开蹄片。无论是前进或者是倒退制动时,这种制动器的两块蹄片始终为领蹄,所以制动效能相当高,而且不变。这种制动器得到比较广泛应用。如用于后轮,则需另设中央驻车制动器。4双从蹄式双从蹄式制动器的两蹄片各有一个固定支点,而且两固定支点位于两蹄片的不同端,并用各有一个活塞的两轮缸张开蹄片。双从蹄式制动器的制动器效能稳定性最好,但因制动器效能最低,所
12、以很少采用。5单向增力式单向增力式制动器的两蹄片只有一个固定支点,两蹄下端经推杆相互连接成一体,制动器仅有一个轮缸用来产生推力张开蹄片。少数轻、中型货车用来作前制动器。6双向增力式双向增力式制动器的两蹄片端部各有一个制动时不同时使用的共享支点,支点下方有一轮缸,内装两个活塞用来同时驱动张开两蹄片,两蹄片下方经推杆连接成一体。二.盘式制动器按摩擦副中固定组件的结构不同,盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。钳盘式制动器(图84)的固定摩擦组件是制动块,装在与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转的制动钳中。制动衬块与制动盘接触面很小,在盘上所占的中心角一般仅3050,故这种盘式制动器又称为点盘式制动器。钳盘式
13、制动器按制动钳的结构不同,有以下几种。1固定钳式如图84a所示,制动钳固定不动,制动盘两侧均有液压缸。制动时仅两侧液压缸中的制动块向盘面移动。这种形式也称为对置活塞式或浮动活塞式。2浮动钳式 a.滑动钳式 如图84b所示,制动钳可以相对于制动盘做轴向滑动,其中只在制动盘的内侧置有液压缸,外侧的制动块固装在钳体上。制动时活塞在液压作用下使活动制动块压靠到制动盘,而反作用力则推动制动钳体连同固定制动块压向制动盘的另一侧,直到两制动块受力均等为止。b.摆动钳式 如图84c所示,它也是单侧液压缸结构,制动钳体与固定于车轴上的支座铰接。为实现制动,钳体不是滑动而是在与制动盘垂直的平面内摆动。与鼓式制动器
14、比较,盘式制动器有如下优点:1)热稳定性好。原因是一般无自行增力作用,衬块摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片更为均匀。此外,制动鼓在受热膨胀后,工作半径增大,使其只能与蹄中部接触,从而降低了制动效能,这称为机械衰退。制动盘的轴向膨胀极小,径向膨胀根本与性能无关,故无机械衰退问题。因此,前轮采用盘式制动器,汽车制动时不易跑偏。2)水稳定性好。制动块对盘的单位压力高,易于将水挤出,因而浸水后效能降低不多;又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用,出水后只需经一、二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。3)制动力矩与汽车运动方向无关。4)易于构成双回路制动系,使系统有较高的可靠性和安全性。
15、5)尺寸小、质量小、散热良好。6)压力在制动衬块上分布比较均匀,故衬块磨损也均匀。7)更换衬块工作简单容易。8)衬块与制动盘之间的间隙小(005015mm),这就缩短了制动协调时间。9)易于实现间隙自动调整。盘式制动器的缺点:1)难以完全防止尘污和锈蚀(封闭的多片全盘式制动器除外)。2)兼作,驻车制动器时,所需附加的手驱动机构比较复杂。3)在制动驱动机构中必须装用助力器。4)因为衬块工作面积小,所以磨损快,使用寿命低,需用高材质的衬块。盘式制动器在轿车前轮上得到广泛的应用。三、 鼓式制动器工作原理详解鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同: 制动蹄压住旋转表面。 这个表面被称作鼓。
16、 图1. 鼓式制动器的位置许多车的后车轮上装有鼓式制动器,而前车轮上装有盘式制动器。 鼓式制动器具有的元件比盘式制动器的多,而且维修难度更大,但是鼓式制动器的制造成本低,并且易于与紧急制动系统结合。 我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。 图2. 已将鼓安装到位的鼓式制动器 图3. 未将鼓安装到位的鼓式制动器我们将鼓式制动器进行分解,并分别说明各个元件的作用。 图4. 鼓式制动器的各个元件与盘式制动器一样,鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。 但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。 图5仅显示了提供制动力的元件。 图
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