浮钳盘式制动器-毕业设计

原始数据:

整车质量：空载：1550kg ；满载：2000kg

质心位置：a=L 1=1.35m ；b=L 2=1.25m

质心高度：空载：hg=0.95m ；满载：hg=0.85m

轴 距：L=2.6m

轮 距: L 0=1.8m

最高车速：160km/h

车轮工作半径：370mm

轮毂直径：140mm

轮缸直径：54mm

轮 胎：195/60R14 85H

1.同步附着系数的分析

(1)当0φφ<时：制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力；

(2)当0φφ>时：制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定性；

(3)当0φφ=时：制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧失了转向能力。

分析表明，汽车在同步附着系数为0φ的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为g qg dt du 0φ==，即0φ=q ，q 为制动强度。而在其他附着系数φ的路面上制动时，达到前轮或后轮即将抱死的制动强度φ

根据相关资料查出轿车≥0φ0.6，故取6.00=φ.

同步附着系数：=0φ0.6

2.确定前后轴制动力矩分配系数β

常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动

力分配系数，用β表示，即：u F F

u 1

=β，21u u u F F F +=

式中，1u F ：前制动器制动力；2u F ：后制动器制动力；u F ：制动器总制动力。 由于已经确定同步附着系数，则分配系数可由下式得到： 根据公式：L h L g

02φβ+= 得：68.06

.285.06.025.1=⨯+=β 3.制动器制动力矩的确定

为了保证汽车有良好的制动效能，要求合理地确定前，后轮制动器的制动力矩。 根据汽车满载在沥青，混凝土路面上紧急制动到前轮抱死拖滑，计算出后轮制动器的最大制动力矩2M μ

由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩：

e g r qh L L

G M ϕυ)(1max 2-= 式中：ϕ：该车所能遇到的最大附着系数；

q ：制动强度；

e r ：车轮有效半径；

max 2μM ：后轴最大制动力矩；

G ：汽车满载质量；

L ：汽车轴距；

其中q=g h a a ⨯-+)(0ϕϕϕ=85

.0)6.07.0(35.17.035.1⨯-+⨯=0.66 故后轴max 2μM =

3707.0)85.066.035.1(6.220000⨯⨯⨯-=1.57610⨯Nmm 后轮的制动力矩为2/1057.16⨯=0.785610⨯Nmm

前轴max 1μM = T max 1f =max 21f T ββ-=0.67/(1-0.67)⨯1.57610⨯=3.2610⨯Nmm 前轮的制动力矩为3.2610⨯/2=1.6610⨯Nmm

2.浮钳盘式制动器主要结构参数的确定

2.1制动盘直径D

制动盘直径D 希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D 受轮毅直径的限制通常，制动盘的直径D 选择为轮毅直径的70%~90%，总质量大于2t 的车辆应取其上限。通常，制造商在保持有效的制动性能的情况下，尽可能将零件做的小些，轻些。轮辋直径为14英寸(1英寸=2.54cm)，又因为M=2000kg ，取其上限。

在本设计中：032.2564.2514%72%72=⨯⨯==Dr D ,取D=256mm 。

2.2制动盘厚度h

制动盘厚度h 直接影响着制动盘质量和工作时的温升。为使质量不致太大，制动盘厚度应取得适当小些;为了降低制动工作时的温升，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，可以在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。车轮转动时，盘内扇形叶片的选择了空气循环，

有效的冷却制动。通常，实心制动盘厚度为l0mm~20mm ，具有通风孔道的制动盘厚度取为20mm~ 50mm ，但多采用20mm~30mm 。

在本设计中选用通风式制动盘，h 取20mm 。

2.3摩擦衬块外半径R 2与内半径R 1

推荐摩擦衬块外半径R 2与内半径R 1的比值不大于1.5。若比值偏大，工作时衬

块的外缘与内侧圆周速度相差较多，磨损不均匀，接触面积减少，最终将导致制动力矩变化大。

在本设计中取外半径R 2=104mm ，3.11

2=R R ,则内半径R 1=80mm 。 2.4摩擦衬块工作面积A

摩擦衬块单位面积占有的车辆质量在1.6kg/2cm ～3.5kg/2cm 范围内选取。汽车空载质量为1550kg ，前轮空载时地载荷为852.5kg ，所以852.5/(3.5*4)2cm

在本设计中取衬块的夹角θ为50°。摩擦衬块的工作面积A ：

221225.76032360

502)(mm R R A =⨯⨯⨯-=πA 取76㎝²。 经过计算最终确定前轮制动器的参数如下：

制动盘直径D=256mm ；取制动盘厚度h=20mm ；摩擦衬片外半径R2=104mm ，内半径=80mm ；制动衬块工作面积A=76cm 2；活塞直径=轮缸直径=54mm

3.制动效能分析

3.1制动减速度j

制动系的作用效果，可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。