车辆工程综合课程设计说明书

课程设计任务书

课程车辆工程综合课程设计

题目某轿车前轮制动器主要零件设计（蹄或钳及轮缸部分）——1

专业车辆工程姓名学号

主要内容及基本要求：

已知条件：总质量为2200kg；前轴负荷率为35%；质心高度为1m；轴距为3.05m。轮胎型号：225/60R16。制动性能要求：初速度为50km/h，制动距离为15m.

在以上条件下，完成制动器主要基本参数的选择、确定（与后轮制动器设计的同学共同完成）；完成制动器主要零件的设计计算；完成前轮制动器主要零件设计的设计图纸。

工程图纸须规范化，计算说明书须用国际单位制量纲。

参考资料：

[1]王望予.汽车设计（第4版）.北京：机械工业出版社,2004

[2]王国权,龚国庆.汽车设计课程设计指导书.北京：机械工业出版社,2009

[3]王丰元,马明星.汽车设计课程设计指导书.北京：中国电力出版社,2009

[4]陈家瑞.汽车构造（第3版下册）.北京：机械工业出版社,2009

[5]余志生.汽车理论（第5版）.北京：机械工业出版社,2009

[6]张海青.耐高温的盘式制动片.非金属矿.2008

完成期限 2017.8.28至2017.9.22 指导教师

专业负责人

2014年 9月 18 日

目录

1设计要求 0

2制动器形式方案分析与选择 0

2.1鼓式制动器 0

2.2盘式制动器 (2)

3前轮制动器设计计算 (6)

3.1制动系统主要参数数值 (6)

3.1.1相关的汽车主要参数 (6)

汽车主要参数如表3-1所示。 (7)

表3-1 汽车相关参数 (7)

3.1.2同步附着系数的分析计算 (7)

分析表明，汽车在同步系数为

的路面上制动（前后轮同时抱死）时，其制动减速度g qg dt u 0d ϕ==，即q=,q 为制动强度。而在其他附着系数

的路面上制动时，达到前轮或者后轮即将抱死的制动强度q<,这表明只有

在=的路面上，地面的附着条件才可以得到充分利用。

1设计要求

已知条件：总质量为2200kg；前轴负荷率为35%；质心高度为1m；轴距为3.05m。轮胎型号：225/60R16。制动性能要求：初速度为50km/h，制动距离为15m.

在以上条件下，完成制动器主要基本参数的选择、确定；完成制动器主要零件的设计计算；完成前轮制动器主要零件设计的设计图纸。

工程图纸须规范化，计算说明书须用国际单位制量纲。

2制动器形式方案分析与选择

2.1鼓式制动器

鼓式制动器也叫块式制动器，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，其刹车鼓的设计1902年就已经使用在马车上了，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用。鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块(刹车蹄)位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。近三十年中，鼓式制动器在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。

按制动蹄运动方向；鼓式制动器是利用制动蹄片挤压制动鼓而获得制动力

的，可分为内张式和外束式两种。内张鼓式制动器是以制动鼓的内圆柱面为工作表面，在现代汽车上广泛使用；外束鼓式制动器则是以制动鼓的外圆柱面为工作表面，目前只用作极少数汽车的驻车制动器。

鼓式制动器根据制动蹄张开装置(也称促动装置)形式的不同，可分为轮缸式制动器和凸轮式制动器，如图2-1所示。轮缸式制动器以液压制动轮缸作为制动蹄促动装置，多为液压制动系统所采用；凸轮式制动器以凸轮作为促动装置，多为气压制动系统所采用。

图2-1 轮缸式制动器

轮缸式制动器按制动蹄的受力情况不同，可分为领从蹄式、双领蹄式(单向作用、双向作用)、双从蹄式、自增力式(单向作用、双向作用)等类型，如图2-2所示。

图2-2 各式轮缸式制动器

2.2盘式制动器

盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，此圆盘称为制动盘。其固定原件则有多种结构形式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2到4个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器，称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆形，但其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，故该类制动器称为全盘式制动器。

1）钳盘式

钳盘式制动器按制动钳的结构形式不同可分为定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器等。定钳盘式制动器：这种制动器中的制动钳固定不动，制动盘与车轮相连并在制动钳体开口槽中旋转。具有以下优点：除活塞和制动块外无其他滑动件，易于保证制动钳的刚度；结构及制造工艺与一般鼓式制动器相差不多，容易实现鼓式制动器到盘式制动器的改革，能很好地适应多回路制动系的要求。浮钳盘式制动器：这种制动器具有以下优点：仅在盘得内侧具有液压缸，故轴向尺寸小，制动器能进一步靠近轮毂；没有跨越制动盘的油道或油管，液压缸冷却条件好，所以制动液汽化的可能性小；成本低；浮动盘的制动块可兼用驻车制动。

Ⅰ固定钳式

制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴线方向移动，因而其中必须在制动盘两侧装设制动块促动装置，以便分别将两侧的制动块压向制动盘。这种形式也成为对置活塞式或浮动活塞式。如图2-3示。

图2-3 固定钳盘式制动器

Ⅱ浮动钳式

图2-4 浮动钳盘式制动器

（1）滑动钳式制动钳可以相对于制动盘作轴向滑动，其中只有在制动盘的内侧置有液压缸，外侧的制动块固定安装在钳体上。制动时活塞在液压作用下使活动制动压靠到制动盘上，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。图2-3（a）所示。

（2）摆动钳式它也是单侧液压缸结构，制动钳体与固定在车轴上的支座铰接。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。显然，制动块不可能全面而均匀的磨损。为此，有必要经衬块预先作成楔形。在使用过程中，衬块逐渐磨损到各处残存厚度均匀后即应更换。图2-3（b）所示。

浮钳盘式制动器的制动钳一般设计得可以相对制动盘转向滑动。其中，只在组、制动盘的内侧设置液压缸，而外侧的制动块则附加装在钳体上。