车辆综合项目工程综合专业课程设计项目说明指导书.doc
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1、课程设计任务书课程 车辆工程综合课程设计 题目 某轿车前轮制动器重要零件设计(蹄或钳及轮缸某些)1 专业 车辆工程 姓名 学号 重要内容及基本规定: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。制动性能规定:初速度为50km/h,制动距离为15m.在以上条件下,完毕制动器重要基本参数选取、拟定(与后轮制动器设计同窗共同完毕);完毕制动器重要零件设计计算;完毕前轮制动器重要零件设计设计图纸。工程图纸须规范化,计算阐明书须用国际单位制量纲。参照资料:1王望予.汽车设计(第4版).北京:机械工业出版社,2王国权,龚国庆.汽车设计课
2、程设计指引书.北京:机械工业出版社,3王丰元,马明星.汽车设计课程设计指引书.北京:中华人民共和国电力出版社,4陈家瑞.汽车构造(第3版下册).北京:机械工业出版社,5余志生.汽车理论(第5版).北京:机械工业出版社,6张海青.耐高温盘式制动片.非金属矿.完毕期限 .8.28至.9.22 指引教师 专业负责人 9月 18 日目录1设计规定12制动器形式方案分析与选取12.1鼓式制动器12.2盘式制动器23前轮制动器设计计算63.1制动系统重要参数数值63.1.1有关赛车重要参数63.1.2同步附着系数分析73.1.3地面对前、后轮法向反作用力83.2制动力分派系数及制动力矩83.3制动器有关计
3、算93.4制动器重要零部件构造设计114制动性能分析134.1制动性能评价指标134.2 制动效能134.3制动效能恒定性134.4制动时汽车方向稳定性134.5摩擦衬块磨损特性计算145总结16参照文献171设计规定已知条件: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。制动性能规定:初速度为50km/h,制动距离为15m.在以上条件下,完毕制动器重要基本参数选取、拟定;完毕制动器重要零件设计计算;完毕前轮制动器重要零件设计设计图纸。工程图纸须规范化,计算阐明书须用国际单位制量纲。2制动器形式方案分析与选取2.1鼓式制动器鼓式制动器
4、也叫块式制动器,是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车。鼓式制动是初期设计制动系统,其刹车鼓设计19就已经使用在马车上了,直到19左右才开始在汽车工业广泛应用。鼓式制动器主流是内张式,它制动块(刹车蹄)位于制动轮内侧,在刹车时候制动块向外张开,摩擦制动轮内侧,达到刹车目。近三十年中,鼓式制动器在轿车领域上已经逐渐退出让位给盘式制动器。但由于成本比较低,依然在某些经济类轿车中使用,重要用于制动负荷比较小后轮和驻车制动。 按制动蹄运动方向;鼓式制动器是运用制动蹄片挤压制动鼓而获得制动力,可分为内张式和外束式两种。内张鼓式制动器是以制动鼓内圆柱面为工作表面,在当代汽车上广泛使用;外束鼓式制动器则是以制动
5、鼓外圆柱面为工作表面,当前只用作很少数汽车驻车制动器。鼓式制动器依照制动蹄张开装置(也称促动装置)形式不同,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受力状况不同,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旋转元件是以端面工作金属圆盘,此圆盘称为制动盘。其固定原件则有各种构造形式,大体上可分为
6、两类。一类是工作面积不大摩擦块与其金属背板构成制动块,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夹钳形支架中,总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳构成制动器,称为钳盘式制动器。另一类固定元件金属背板和摩擦片也呈圆形,但其制动盘所有工作面可同步与摩擦片接触,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构造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。具备如下长处:除活塞和制动块外无其她滑动件,易于保证制动钳刚度;构造及制造工艺与普通鼓式制动器相差不多,容易实现鼓式制
7、动器到盘式制动器改革,能较好地适应多回路制动系规定。 浮钳盘式制动器:这种制动器具备如下长处:仅在盘得内侧具备液压缸,故轴向尺寸小,制动器能进一步接近轮毂;没有跨越制动盘油道或油管,液压缸冷却条件好,因此制动液汽化也许性小;成本低;浮动盘制动块可兼用驻车制动。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,因而其中必要在制动盘两侧装设制动块促动装置,以便分别将两侧制动块压向制动盘。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,其中只有在制动盘内侧置有液压缸,
8、外侧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构造,制动钳体与固定在车轴上支座铰接。为实现制动,钳体不是滑动而是在与制动盘垂直平面内摆动。显然,制动块不也许全面而均匀磨损。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。浮钳盘式制动器制动钳普通设计得可以相对制动盘转向滑动。其中,只在组、制动盘内侧设立液压缸,而外侧制动块则附加装在钳体上。2) 全盘式图2-4 全盘式制动器在全
9、盘制动器中,摩擦副旋转元件及固定元件均为圆盘形,制动时各盘摩擦表面所有接触,其作用原理与摩擦式离合器相似,如图2-4所示。由于这种制动器散热条件较差,其应用远远没有钳盘式制动器广泛。与鼓式制动器相比,盘式制动器有如下长处:热稳定性好。因素是普通无自行增力作用。衬块摩擦表面压力分布较鼓式中衬片更为均匀。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,从而减少了制动效能,这称为机械衰退。制动盘轴向膨胀极小,径向膨胀主线与性能无关,故无机械衰退问题。因而,前轮采用盘式制动器,汽车制动时不易跑偏。水稳定性好。制动块对盘单位压力高,易将水挤出,因而浸水后效能减少不多;又由于离心力作用及衬块
10、对盘擦拭作用,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。制动力矩与汽车运动方向无关。易于构成双回路制动系,使系统有较高可靠性和安全性。尺寸小,质量小,散热良好。压力在制动衬块上分布比较均匀,故衬块上磨损也均匀。更换制动块简朴容易。衬块与制动盘之间间隙小(0.050.15mm),从而缩短了制动协调时间。易实现间隙自动调节。盘式制动器重要缺陷是:难以实现完全防尘和锈蚀(封闭多片式全盘式制动器除外)。兼作驻车制动器时,所需附加手驱动机构比较复杂。在制动驱动机构中必要装用助力器。由于衬块工作面积小,因此磨损快,寿命低,需用高材质衬块。因而,从构造,散热,技术,成本等多方
11、面考虑,决定采用滑动浮钳盘式制动器。3前轮制动器设计计算3.1制动系统重要参数数值3.1.1有关汽车重要参数汽车重要参数如表3-1所示。表3-1 汽车有关参数编号名称符号数值单位1质量m2200kg2重力G21582N3质心高1000mm4轴距L3050mm5质心至后轴距离b1067.5mm6轮胎半径r338.2mm3.1.2同步附着系数分析计算1.当时: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.当时:制动时总是后轮先抱死,这是容易发生后轴策划而使汽车丧失方向稳定性; 3.当时:制动时汽车先后轮同步抱死,是一种稳定工况,但也丧失了转向能力。 分析表白,汽车在同步系数为j路
12、面上制动(先后轮同步抱死)时,其制动减速度,即q=j,q为制动强度。而在其她附着系数路面上制动时,达到前轮或者后轮即将抱死制动强度q,这表白只有在=路面上,地面附着条件才可以得到充分运用。已知,汽车制动初速度制动初速度=50km/h,制动距离S=15m,因而可计算得出同步附着系数 (3-1) 3.1.3地面对前轮法向反作用力在良好水平路面上,前、后轮同步抱死(无论是同步抱死或分别先后抱死),此时忽视赛车空气阻力和滚动阻力,地面作用于前轮法向反力为: (3-2) 3.2制动力分派系数及制动力矩1.制动器制动力分派系数 制动时四个车轮同步抱死,。 (3-3)2.制动器制动力矩拟定. (3-4) 3
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