毕业设计论文轻卡制动系统设计.docx

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1、本科学生毕业设计轻卡制动系统设计院系名称：专业班级：学生姓名：指导教师：职称：摘要轻卡在现代运输业中起着重要作用，而轻卡汽车的制动系统决定着其行驶的安全性，因此在设计时需要着重考虑。本文以轻卡汽车为对象，对其前轮进行了制动器的设计。目前市场上，汽车的制动器大多是机械摩擦式的，主要分为鼓式制动器和盘式制动器两大类。鼓式制动器摩擦系数不稳定，制动的稳定性较差，发热也相对盘式制动器严重，磨损比较大。盘式制动器结构简单，重量轻，制动稳定。考虑到轻卡前轮的特殊要求，设计时选择盘式制动器作为该轻卡的前轮制动器。设计时，首先确定了轻卡汽车的主要技术参数，明确了设计方案，确定了盘式制动器的主要参数，并且对盘式

2、制动器的主要零部件进行了设计，最后对盘式制动器进行了计算和校核，确定了最终设计结果。学习本文，能够了解制动器的设计流程，掌握相关设计计算方案。关键词：轻卡汽车，盘式制动器，鼓式制动器，技术参数ABSTRACT1ighttruckp1aysanimportantro1einmoderntransportationindustry,andthebrakingsystemof1ighttruckdecidesthesafetyofitsrunning,soweneedtoconsideritindesign.Takingthe1ighttruckasanexamp1e,thebrakedesigno

3、fthefrontwhee1iscarriedout.Atpresent,mostofthebrakesonthemarketaremechanica1friction,whicharemain1ydividedintotwocategories:drumbrakesanddiscbrakes.Thedrumbrakesfrictioncoefficientisunstab1e,thebrakingstabi1ityisbad,theheatingisa1sore1ativetothediscbrakeisserious,theattritionisbigger.Discbrakeissimp

4、1einstructure,1ightinweightandstab1einbraking.Consideringthespecia1requirementsofthefrontwhee1ofthe1ighttruck,thediscbrakeischosenasthefrontwhee1brakeofthe1ighttruckwhenitisdesigned.Inthedesign,themaintechnica1parametersofthe1ighttruckaredeterminedfirst,thedesignschemeisdefined,themainparametersofth

5、ediscbrakearedetermined,andthemainpartsofthediscbrakesaredesigned.Fina11y,thediscbrakeisca1cu1atedandchecked,andthefina1designresu1tsaredetermined.1earningthisartic1e,wecanunderstandthedesignprocessofbrakeandgraspthere1evantdesignandca1cu1ationp1an.Keywords1ighttruck,discbrake,drumbrake,technica1par

6、ameters目录摘要IABSTRACTH第1章绪论11.1制动器设计的意义11.1 2制动器的主要功用11.3 制动器的国内外研究状况11.4 制动器的研究内容和方法2第1章轻卡前轮制动器类型的分析与选择42.1 制动器的分类42.1.1 鼓式制动器的分类及优缺点41.1 .2盘式制动器的分类及优缺点51.2 制动器设计的一般原则72. 3制动器方案的选择7第3章盘式制动器主要参数的选择与确定92.1 制动器设计主要技术参数的确定93. 2制动器设计相关参数的选择93.2.1同步附着系数93.2.2前后轴制动力矩分配系数103.2.3前轴最大制动力矩10第4章制动系统的设计与校核124. 1

7、盘式制动器的主要零部件的设计124. 1.1制动盘124. 1.2制动钳124. 1.3制动块134. 1.4摩擦材料134. 1.5制动轮缸144. 1.6制动器间隙的调整方法144.1 盘式制动器的计算与强度校核144.1.1 2.1摩擦衬片的磨损特性的计算144.1.2 盘式制动器最大制动力矩的计算164.1.3 盘式制动器可承受的最大制动力矩的计算184.2 制动器制动时比热容的计算与校核204.3 制动踏板力和踏板行程的计算与校核214.4 比滑磨功的计算与校核22第5章制动器性能的要求与生产技术要求235.1制动器性能的要求235. 1.1方向稳定性的要求235.1.2制动器作用效

8、果的要求235.1.3其他性能的要求255.2制动器的调试255.2.1制动盘的技术要求255.2.2制动钳技术总成要求265.2.3轮毂总成技术要求26第6章SO1IDWORKS三维建模与装配276.1SO1IDWORKS软件的介绍276.2零件的三维建模296.2.1制动盘的三维建模296.2.2摩擦衬片的建模316.2.3制动衬板的建模326.2.4消声片的建模326.2.5制动支架的建模336.2.6活塞的三维建模356.2.7制动钳的三维建模386.3零件的三维装配436.3.1制动衬块的装配436.3.2盘式制动器总装配446.4盘式制动器的爆炸图48结论49参考文献50致谢52第

9、1章绪论1.1 制动器设计的意义汽车是现代交通的重要组成工具，是运用得最为普遍，最为方便的交通工具。随着人们出行越来越频繁，导致交通运输业发展迅速，车流密度逐年增大，交通事务也持续上升。因此，人们对交通工具的安全性、可靠性越来越重视，要求的越来越高。据交管局2016年统计资料分析，由于车辆自身可靠性能而造成的交通事故中，因为汽车制动器而导致的事故在总数的45%。由这一统计数据可见,制动器的可靠性在汽车行驶安全性上起着多么重要的作用。为了进一步了解汽车制动器的构成和工作原理，本次以轻卡汽车为对象，对其前轮做制动器的设计，首先确定了轻卡汽车的主要技术参数，明确了设计方案,确定了盘式制动器的主要参数

10、，并且对盘式制动器的主要零部件进行了设计，最后对盘式制动器进行了计算和校核，确定了最终设计结果。1.2 制动器的主要功用制动器在汽车中起到刹车制动的作用，其主要功用总结如下：行车制动一一汽车在正常行驶时，制动器起到减速或停车的作用，即是在下坡路段，也能保证汽车车速稳定，不至过快。应急制动一一当汽车发生意外，需要紧急停车时，制动器能紧急制动，不至于造成更大的损失。驻车制动一一汽车停止时，制动器能保证汽车原地不动，即是在上坡路段,汽车也不会后溜。1.3 制动器的国内外研究状况在国外，特别是在欧洲，大多汽车均采用盘式制动器，并且有完全取代鼓式制动器的发展趋势。鼓式制动器在常规下制动效果优于盘式制动器

11、，但制动时温度较高，连续制动不稳定，会对汽车下长坡或者连续多次制动时，汽车的行驶安全性产生影响。盘式制动器制动相对鼓式制动器稳定，结构简单，质量较轻，并且热稳定性好，能够很好散热，因此能保证汽车连续制动稳定，降低了制动风险。因此，欧洲大多火车均采用“前盘后盘”的布置形式，盘式制动器作为货车的制动系统，已成为发展方向闺。在我国，汽车发展迅速，2009年汽车产量突破了1300万辆，并且还保持每年8%的增长速度增长，2015年我国汽车超过美国，成为全球第一大汽车消费市场，占比全球总销量18%。预计2018年，我国汽车销量能达到2000万辆，可见,我国汽车发展迅猛。就汽车制动器而言，目前乘用车大多采用

12、前盘后盘式制动器布置形式，占比80%,前盘后鼓式制动器布置形式，占比20%。全鼓式制动器的布置形式，基本被淘汰了。在货车领域，大多采用前盘后鼓式制动器的布置形式。随着近几年制动器性能的提高，很多先进的技术也应用在了制动器上，增加了各类制动器的可靠性，目前我国制动器主要生产企业有：亚太机电、浙江万安、重庆宏宇等企业5O制动器作为刹车制动装置，很大程度上保证了汽车行驶的安全性，制动器按照制动原理分类，主要有：摩擦式、电磁式和液力式三种类型，国内外汽车的制动原理大多采用摩擦式。其原理就是将汽车行驶时的动能，通过摩擦的方式，转变为制动器的热能消耗掉，来达到制动的效果国内外厂商在设计制动器时,不仅要考虑

13、制动器的制动力，还得考虑制动器的散热和磨损，确保制动力能满足制动要求，能很好散热，寿命长，造价便宜等要求。就国内外目前制动器的生产水品，无论从结构、可靠性方面，还是生产方式、操纵控制方式都有着诸多进步和改善。生产的制动器性能也逐步提高，完全能达到制动效果。就盘式制动器和鼓式制动器的应用而言，盘式制动器大多采用浮钳盘式制动器，固定嵌盘式制动器逐渐被放弃，鼓式制动器也大多采用领从蹄鼓式制动器。盘式制动器总体性能优于鼓式制动器，但也有如下缺点：常规制动效能低，无法防止锈蚀，如果做后轮的驻车机构，需要用到较为复杂的手动驻车机构配合，因此采用前盘后鼓式的布置形式夜有一定的市场空间。目前气候变暖，空气污染

14、严重，为了节能减排，国内大力发展电动汽车和混合动力汽车，因此，电机也起到了制动效果，可有效回收制动能量，是一种新的制动形式，也有很大的发展空间。1.4 制动器的研究内容和方法本次以轻卡汽车为研究对象，设计其前轮的制动系统。首先阐述了制动器的基本类别，主要分析了盘式制动器和鼓式制动器的构成和原理，了解到各类制动器的优缺点，设计制动器时应该遵循的基本原则，最终确定了前轮制动器的方窠,即采用浮钳盘式制动器作为轻卡汽车前轮的制动系统。在设计盘式制动器时采用先总体规划，后单一设计，先确定方案后计算校核验证的思路。首先选择和确定了盘式制动器的主要参数，如：确定了盘式制动器设计的技术参数，选择盘式制动器设计

15、的相关参数。然后进行了盘式制动器的设计与校核，主要包括盘式制动器主要零件分开进行设计，并进行了先关计算与校核，验证了设计结果，最终确定了该套设计。设计完成后，绘制了盘式制动器的总装配图和主要零部件的二维零件图。第1章轻卡前轮制动器类型的分析与选择2.1 制动器的分类就汽车制动器而言，市场上大部分采用机械摩擦式，其运动原理为旋转元件与固定元件两工作表面间的摩擦产生的制动力矩使汽车减速或停车，将动能转变为制动器的热能消耗掉。机械摩擦式制动器按其旋转元件的形状分为鼓式制动器和盘式制动器两大类，下面分别介绍制动器的分类和优缺点。2.1.1 鼓式制动器的分类及优缺点鼓式制动器是最早出现的制动器，早期的汽车都是采用鼓式制动器，按照结构形式，鼓式制动器可分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。下面分别进行介绍。内张型鼓式制动器（蹄式制动器）内张型鼓式制动器也叫蹄式制动器，其摩擦元件是一对带有摩擦蹄片的制动蹄，该制动蹄安装在制动底板上，而制动底板一般紧固在前桥的前梁或者后桥的凸缘上，另一旋转的摩擦元件叫做制动鼓，一般固定在车轮的轮毂上。当需要制动时，制动蹄伸张，使制动蹄上的摩擦蹄片与制动鼓的内表面接触，产生摩擦力矩，将汽车的