§3 制动器的设计计算
3.1制动蹄摩擦面的压力分布规律
从前面的分析可知，制动器摩擦材料的摩擦系数及所产生的摩擦力对制动器因数有很大影响。掌握制动蹄摩擦面上的压力分布规律，有助于正确分析制动器因数。在理论上对制动蹄摩擦面的压力分布规律作研究时，通常作如下一些假定：
(1)制动鼓、蹄为绝对刚性；
(2)在外力作用下，变形仅发生在摩擦衬片上；
(3)压力与变形符合虎克定律。
1.对于绕支承销转动的制动蹄
如图29所示，制动蹄在张开力P 作用下绕
支承销O '点转动张开，设其转角为θ?，则蹄片
上某任意点A 的位移AB 为 AB =A O '·θ?
由于制动鼓刚性对制动蹄运动的限制，则其径向位移分量将受压缩，径向压缩为AC AC =AB COS β
即 AC =A O 'θ?COS β
从图29中的几何关系可看到
A O 'COS β=D O '=O O 'Sin ?
AC =O O 'Sin ?θ?? 因为θ??'O O 为常量，单位压力和变形成正比，所以蹄片上任意一点压力可写成 q=q 0Sin ? (36)
亦即，制动器蹄片上压力呈正弦分布，其最大压力作用在与O O '连线呈90°的径向线上。
2.浮式蹄
在一般情况下，若浮式蹄的端部支承在斜支座面
上，如图30所示，则由于蹄片端部将沿支承面作滚动
或滑动，它具有两个自由度运动，而绕支承销转动的
蹄片只有一个自由度的运动，因此，其压力分布状况
和绕支承销转动的情况有所区别。
现分析浮式蹄上任意一点A 的运动情况。今设定蹄片和支座面之间摩擦足够大，制动蹄在张开力作用
下，蹄片将沿斜支座面上作滚动，设Q 为其蹄片端部圆弧面之圆心，则蹄片上任意一点A 的运动可以看成绕Q 作相对转动和跟随Q 作移动。这样A 点位移由两部分合成：相对运动位移AB 和牵连运动位移，它们各自径向位移分量之和为AD (见图
30)。 AD =AB COS β+BC COS(?-α)
根据几何关系可得出
AD =(θ?·OQ +BC Sin α) Sin ?+BC COS αCOS ?
式中θ?为蹄片端部圆弧面绕其圆心的相对转角。
令 θ?·OQ +BC Sin ?=C 1
BC COS α=C 2
在一定转角θ?时，1C 和2C 都是常量。同样，认为A 点的径向变形量AD 和压力成正比。这样，蹄片上任意点A 处的压力可写成
q=q 1Sin ?+q 2COS ?
或 q=q 0Sin(?+?0)
也就是说，浮式蹄支承在任意斜支座面上时，其理论压力分布规律仍为正弦分布，但其最大压力点在何处，难以判断。
上述分析对于新的摩擦衬片是合理的，但制动器在使用过程中摩擦衬片有磨损，摩擦衬片在磨损的状况下，压力分布又应如何呢?按照理论分析，如果知道摩擦衬片的磨损特性，也可确定摩擦衬片磨损后的压力分布规律。根据国外资料，对于摩擦片
磨损具有如下关系式
fqv K W 11=
式中 W 1——磨损量；
K 1——磨损常数；
f ——摩擦系数；
q ——单位压力；
v ——磨擦衬片与制动鼓之间的相对滑
动速度。
通过分析计算所得压力分布规律如图31所
示。图中表明在第11次制动后形成的单位
面积压力仍为正弦分布αsin 132=q 。如果摩
擦衬片磨损有如下关系：
2222v fq K W =
式中 2K ——磨损常数。 则其磨损后的压力分布规律为αsin C q =(C
也为一常数)。结果亦示于图31。
应该指出，由上述理论分析所获得的结果与实际情况比较相近，也就是说，用上述压力分布规律计算所得的摩擦力矩与实际使用中所得摩擦力矩有极大的相关性。以前有人认为制动摩擦衬片压力分布均匀的设想并不合理。
3.2制动器因数及摩擦力矩分析计算
如前所述，通常先通过对制动器摩擦力矩计算
的分析，再根据其计算式由定义得出制动器因数BF
的表达式。现以鼓式制动器中制动蹄只具有一个自
由度运动为例，说明用解析法导出制动器因数的思
路过程：
(1)定出制动器基本结构尺寸、摩擦片包角及
其位置布置参数，并规定制动鼓旋转方向；
(2)参见3.1节确定制动蹄摩擦片压力分布规
律，令q=q 0Sin ?；
(3)在张开力P 作用下，确定最大压力0q 值。
参见图32，δ?所对应的圆弧，圆弧面上的半径方
向作用的正压力为?qRd ，摩擦力为?fqRd 。把所
有的作用力对O '点取矩，可得
ph=?210??q RMsin 2?d ?-?210??fq R(R-Mcos ?)sin ?d ?
据此方程式可求出0q 的值；
(4)计算沿摩擦片全长总的摩擦力矩
T f =?2
10??fq R 2 sin ?d ?=0fq R 2(cos 1?-cos 2?)
(5)由公式(28)导出制动器因数。
由于导出过程的繁琐，特别是浮式蹄，因此这里仅将常用各类制动器因数的计算式列出供参考。
1.支承销式领—从蹄制动器
单个领蹄的制动蹄因数BF Tl )(1fB r
a A r h f BF T -'= (37) 单个从蹄的制动蹄因数BF T2 )(2fB r a A r h f
BF T +'= (38) 上两式中 2
sin 2sin 4cos sin 30300a a a A αα-=
2
cos 2cos 130ααr a B '+= 以上各式中有关结构尺寸参数见图33。
整个制动器因数BF 为
21T T BF BF BF +=
2.支承销式双领蹄制动器
12T BF BF =
BF Tl 可由式(37)求得。
3.浮式领—从蹄制动器(斜支座面)
对于浮式蹄，其蹄片端部支座面法线可与张开力作用线平行(称为平行支座)或 不平行(称为斜支座)。参见图34。平行支座可视作斜支座的特例，即图34中?=0ψ，因此，这里给出最一般的情况。
单个斜支座浮式领蹄制动蹄因数BF T3
3T BF =)/()(22H f fG F E f fD +-+ （39）
单个斜支座浮式从蹄制动蹄因数BF T4 4T BF =)/()(22H f fG F E f fD ++- （40） 上两式中
()ββsin )/(cos ]///[''r c f r o f r a r c D s s ?+?++=
ββsin )]/(//[cos )/(''r o f r a r c r c f E s s ?++-?=
)]/(/[2
/sin 4sin '000r o f r a F s ?++=ααα （41） ββsin cos 's f G +=
)sin cos ('ββ--=s f F H
ψtan '+=s s f f
s f 为蹄片端部与支座面间摩擦系数，如为钢对钢则s f =0.2～0.3。β角正负号取值按下列规则确定：当2/0αγ>，β为正；2/0αγ<，β为负。这样浮式领从制动器因数
为
43T T BF BF BF +=
4.浮式双领蹄(斜支座面)制动器
32T BF BF = 3T BF 可按式(39)计算
5.浮式双增力蹄制动器
浮式双增力蹄，其结构布置为：支座面都不倾斜，属平行支座，即?=0ψ。参见图35。此时，s s f f ='。其制动器因数为
53T T BF BF BF +=
BF T3可按式(39)计算，而 )/)()((3225a r BF a
c H f fG F E f fD BF T T ?++-+= (42)
上式中有关D ，E ，F ，G ，H 各值可
按式(41)计算，但s s f f ='。
6.支承销双增力蹄制动器
其结构图如图36所示。可以看
出其第一蹄片相当于平行支座浮式
蹄，第二蹄片为绕支承销转动的蹄。
其总的制动器因数按照定义写成如
下形式：
)/)(/(///2121p F F F P F p F P F BF ax ax d d d d +=+=
按照上述分析，P F d /1可按式（39）计算，而ax d F F /2可按式（37）计算，p F ax /可按下式计算，即
)/)(/(//1a r P F a c P F d ax +=
7.固定凸轮式(S 形凸轮)气制动器
固定凸轮式气制动器结构上属绕支承销式领—从蹄制动器，因其凸轮只能绕固定轴转动，作用于领蹄和从蹄上的张开力户不等，使得领蹄的效能有点下降，而从蹄的效能略有增加。这样，固定凸轮式气制动器的总的平均制动器因数可由下式来计算： 2
1214T T T T BF BF BF BF BF +?= 式中的BF T1可由式(37)来计算，BF T2可由式(38)来计算。
8.楔式气制动器
楔式气制动器从结构原理上属浮式蹄。单气室楔式制动器可认为是浮式领从蹄制动器，双气室楔式制动器则是浮式双领蹄制动器，它们各自的制动器因数，可根据前面有关公式计算。
有关制动器摩擦力矩的计算，则可根据各制动器之制动器因数再按式(28)计算。
3.3制动蹄上的压力分布规律与制动力矩的简化计算
1.沿蹄片长度方向的45压力分布规律
用解析方法计算沿蹄片长度方向的压力分布规律比较困难，因为除了摩擦衬片有弹性容易变形外，制动鼓、制动蹄以及支承也都有弹性变形。通常在近似计算中只考虑衬片径向变形的影响，其他零件变形的影响较小，可以忽略不计。
制动蹄可设计成一个自由度和两个自由度的(见图37)形式。
首先计算有两个自由度的增势蹄摩擦衬片的径向变形规律。为此，取制动鼓中心O 点为坐标原点，如图37所示，并让y 1坐标轴通过制动蹄的瞬时转动中心A 1点。
制动时，由于摩擦衬片变形，制动蹄在绕瞬时转动中心A 1转动的同时，还顺着
摩擦力作用方向沿支承面移动。结果使制动蹄中心位于1O 点，因而可以想象未变形的摩擦衬片的表面轮廓(EE l 线)就沿1OO 方向移人制动鼓体内。显然，衬片表面上所有点在这个方向上的变形是相同的。例如，位于半径1OB ，上的任意点1B 的变形就是'11B B 线段。因此，对于该点的径向变形为
1'11111cos ψ≈=B B C B δ
由于 90)(111-+=ψα? 和 max 11'11δ==OO B B
于是得到增势蹄的径向变形1δ和压力1q 为
)sin(11max 11?αδδ+≈
)sin(11max 1?α+=q q （43）
式中 1α——任意半径1OB 和1y 轴之间的夹角；
1?——最大压力线1OO 与1x 轴之间的夹角；
1ψ——半径1OB 和1OO 线之间的夹角。
下面再计算有一个自由度的增势蹄摩擦衬片的径向变形规律。此时摩擦衬片在张开力和摩擦力的作用下，绕支承销中心A 1转动γd 角(见图37(b))。摩擦衬片表面任
意点1B 沿制动蹄转动的切线方向的变形即为线段'11B B ，其径向变形分量是线段'11B B ，
在半径1OB 延长线上的投影，即线段1BB 。由于γd 角很小，可以认为?=∠90'111B B A ，
则所求的摩擦衬片径向变形为
γγγδd B A B B C B ?===sin sin 11'11111
考虑到R OB OA =≈11，则由等腰三角形11OB A 可知γαsin /sin /11R B A = 代入上式，得摩擦衬片的径向变形和压力分别为
γαδd R sin 1=
αsin max 11q q = （44）
综合上述可以认为：对于尚未磨合的新制动蹄衬片，沿其长度方向的压力分布符合正弦曲线规律，可用式(43)和式(44)计算。
沿摩擦衬片长度方向压力分布的不均匀程度，可用不均匀系数评价
p q q /max =?
式中 max q -——制动蹄衬片上的最大压力；
p q ——在同等制动力矩作用下，假想压力分布均匀时的压力。
2.制动蹄片上的制动力矩
在计算鼓式制动器时，必须建立制动蹄对制动鼓
的压紧力与所产生的制动力矩之间的关系。
为计算有一个自由度的制动蹄片上的力矩1Tf T ，
在摩擦衬片表面上取一横向单元面积，并使其位于与
1y 轴的交角为α处，单元面积为αbRd 。
，其中b 为摩擦衬片宽度，R 为制动鼓半径，αd 为单元面积的
包角，如图38所示。
由制动鼓作用在摩擦衬片单元面积的法向力为：
αααd bR q qbRd dN sin max == (45) 而摩擦力fdN 产生的制动力矩为
ααd f bR q dNfR dT T f sin 2max ==
在由α'至α''区段上积分上式，得
)cos (cos 2max αα''-'=f bR q T Tf (46) 当法向压力均匀分布时，
αbRd q dN p =
)(2αα'-''=f bR q T p Tf (47)
由式(46)和式(47)可求出不均匀系数
)cos /(cos )(αααα''-''-''=?
式（46）和式（47）给出的由压力计算制
动力矩的方法，但在实际计算中采用由张开力P
计算制动力矩1Tf T 的方法则更为方便。
增势蹄产生的制动力矩1Tf T 可表达如下：
111ρfN T Tf = （48）
式中 1N ——单元法向力的合力；
1ρ——摩擦力1fN 的作用半径(见图
39)。
如果已知制动蹄的几何参数和法向压力的大小，便可用式(17—46)算出蹄的制动力矩。
为了求得力1N 与张开力1P 的关系式，写出制动蹄上力的平衡方程式：
0)sin (cos
cos 111101=+-+δδαf N S P x 01111=+'-N f C S a P x ρ (49)
式中 1δ——1x 轴与力1N 的作用线之间的夹角；
x S 1——支承反力在工：轴上的投影。
解式(49)，得
])sin (cos /[11111ρδδf f c hP N -+'= （50）
对于增势蹄可用下式表示为
11111111])sin (cos /[B P f f c fh P T Tf =-+'=ρδδρ （51）
对于减势蹄可类似地表示为
22222222])sin (cos /[B P f f c fh P T Tf =+-'=ρδδρ （52）
为了确定1ρ，2ρ及1δ，2δ，必须求出法向力N 及其分量。如果将dN(见图38)看作是它投影在1x 轴和1y 轴上分量x dN 和x dN 的合力，则根据式（45）有：
4/)2sin 2sin 2(sin sin max 2max ααβααααααα'+''-===??'
'''''bR q d bR q dN N x （53） 4/)2cos 2(cos sin cos max 2max αααααααααα''-''===??'
'''''bR q d bR q dN N y （54） 因此 )]2sin 2sin 2/()2cos 2s arctan[(co )arctan(ααβααδ'+''-''-'==x
y N N
式中 ααβ'-''=。
根据式(46)和式(48)，并考虑到 221y x N N N +=
则有 22)2sin 2sin 2()2cos 2(cos /)]cos (cos 4[ααβααααρ'+''-+''-'''-'=R
如果顺着制动鼓旋转的制动蹄和逆着制动鼓旋转的制动蹄的α'和α''同，显然两种蹄的δ和ρ值也不同。对具有两蹄的制动器来说，其制动鼓上的制动力矩等于两蹄摩擦力矩之和，即
221121B P B P T T T Tf Tf f +=+=
对于液压驱动的制动器来说，21P P =，所需的张开力为
)/(21B B T P f +=
对于凸轮张开机构，其张开力可由前述作用在蹄上的力矩平衡条件得到的方程式求出：
11/5.0B T P f =
2
2/5.0B T P f = 计算蹄式制动器时，必须检查蹄有无自锁的可能，由式(17—51)得出自锁条件。当该式的分母等于零时，蹄自锁：
0)sin (cos 111=-+'ρδδf f c （55） 如果式 1
11sin cos δρδc c f '-'<
（56） 成立，则不会自锁。
由式(46)和式(51)可求出领蹄表面的最大压力为
])sin (cos )[cos (cos 1212111max ρδδααρf f c bR h P q -+'''-'= （57式中 1P ，h ，1ρ，R ，c '，1δ——见图39；
α'，α''——见图38；，
b ——摩擦衬片宽度；
f ——摩擦系数。
3.4摩擦衬片(衬块)的磨损特性计算
摩擦衬片(衬块)的磨损，与摩擦副的材质、表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。
汽车的制动过程是将其机械能(动能、势能)的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则衬片(衬块)的磨损愈严重。
制动器的能量负荷常以其比能量耗散率作为评价指标。比能量耗散率又称为单位功负荷或能量负荷，它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量，其单位为W ／mm 2。
双轴汽车的单个前轮制动器和单个后轮制动器的比能量耗散率分别为
βδ1
222112)(21tA v v m e a -= )1(2)(212
22212βδ--=tA v v m e a （58） j
v v t 21-= 式中 δ——汽车回转质量换算系数；
a m ——汽车总质量；
1v ，2v ——汽车制动初速度与终速度，m ／s ；计算时轿车取
1001=v km/h(27.8m/s)；
总质量3.5t 以下的货车取1v =80km/h(22.2m/s)；总质量3．5t 以上的 货车取1v =65km ／h(18m ／s)；
j ——制动减速度，m ／s 2，计算时取j=0．6g ；
t ——制动时间，s ；
A l ，A 2——前、后制动器衬片(衬块)的摩擦面积；
β——制动力分配系数。
在紧急制动到02=v 时，并可近似地认为1=δ，则有 β1
211221tA v m e a = )1(2212
212β-=tA v m e a (59) 鼓式制动器的比能量耗损率以不大于1.8W ／mm 2为宜，但当制动初速度1v 低于式
(58)下面所规定的1v 值时，则允许略大于1.8W ／mm 2。轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于6.0W ／mm 2。比能量耗散率过高，不仅会加速制动衬片(衬块)的磨损，而且可能引起制动鼓或盘的龟裂。
磨损特性指标也可用衬片(衬块)的比摩擦力即单位摩擦面积的摩擦力来衡量。 单个车轮制动器的比摩擦力为
RA T F f
f =0 (60)
式中 f T ——单个制动器的制动力矩；
R ——制动鼓半径(或制动盘有效半径)；
A ——单个制动器的衬片(衬块)摩擦面积。
当制动减速度j=0.6g 时，鼓式制动器的比摩擦力0f F 以不大于0.48N ／mm 2为宜。 亦可采用摩擦衬片与制动鼓间的平均压力p q 作为衡量磨损的指标，即 ][p p q A
N q ≤= 式中 N ——摩擦衬片与制动鼓间的法向力；
A ——摩擦衬片的摩擦面积。
有些文献推荐取[p q ]=2MPa ，当前由于磨损问题受到更大重视，可取[p q ]=1.40～
1.60MPa(当摩擦系数f =0.30～0.35时)，紧急制动时允许取[p q ]＝2～
2.5MPa 。
磨损和热的性能指标也可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片(衬块)面积的滑磨功即比滑磨功f L ，来衡量： ][2max 2f a a f L A v m L ≤=∑
（62） 式中 a m ——汽车总质量，kg ；
max a v ——汽车最高车速，m/s ；
∑
A ——车轮制动器各制动衬片(衬块)的总摩擦面积，cm ’； [f L ]——许用滑磨功，对轿车取[f L ]＝1000～1500J ／cm 2；对客车和货车取
[f L ]＝600～800J ／cm 2。
3.5制动器的热容量和温升的核算
应核算制动器的热容量和温升是否满足如下条件：
L t c m c m h h d d ≥?+)( （63） 式中 d m ——各制动鼓(盘)的总质量；
h m ——与各制动鼓(盘)相连的受热金属件(如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳
体等)的总质量；
d c ——制动鼓(盘)材料的比热容，对铸铁c=482J ／(kg ·K)，对铝合金
c=880J ／(kg ·K)；
h c ——与制动鼓(盘)相连的受热金属件的比热容；
t ? ——制动鼓(盘)的温升(一次由a v =30km ／h 到完全停车的强烈制动，
温升不应超过15℃)；
L ——满载汽车制动时由动能转变的热能，因制动过程迅速，可以认为制
动产生的热能全部为前、后制动器所吸收，并按前、后轴制动力的
分配比率分配给前、后制动器，即 β2
21a a v m L = )1(2
22β-=a a v m L （64） 式中 a m ——满载汽车总质量；
a v ——汽车制动时的初速度，可取max a a v v =；
β——汽车制动器制动力分配系数，见式(11)。
3.6盘式制动器制动力矩的计算
盘式制动器的计算用简图如图40所示，今假
设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，且各处的
单位压力分布均匀，则盘式制动器的制动力矩为
fNR T f 2= （65）
式中 f ——摩擦系数；
N ——单侧制动块对制动盘的压紧力(见图
40)；
R ——作用半径。
对于常见的扇形摩擦衬块，如果其径向尺寸不大，取R 为平均半径m R 或有效半径e R 已足够精确。如图41所示，平均半径为
2
21R R R m += 式中 1R ，2R ——扇形摩擦衬块的内半径和
外半径。
根据图41，在任一单元面积只RdR ?d 上
的摩擦力对制动盘中心的力矩为
?dRd fqR 2，式中q 为衬块与制动盘之间的
单位面积上的压力，则单侧制动块作用于制
动盘上的制动力矩为
θ?θθ)(3
2231322121R R fq dRd fqR T R R -==??-
单侧衬块给予制动盘的总摩擦力为
θ?θθ)(212221R R fq dRd fqR fN R R -==?
?- 得有效半径为 )2]()(1[34322212212121223132R R R R R R R R R R fN T R f
e ++-=--?== 令m R R =2
1，则有 m e R m m R ])1(1[342
+-= 因12
1<=R R m ，41)1(2<+m m ，故m e R R >。当21R R →，1→m ，m e R R →。但当m 过小，即扇形的径向宽度过大，衬块摩擦表面在不同半径处的滑磨速度相差太大，磨损将不均匀，因而单位压力分布将不均匀，则上述计算方法失效。
3.7 驻车计算
图42为汽车在上坡路上停驻时的受力
情况，由此可得出汽车上坡停驻时的后轴车
轮的附着力为： )sin cos (12αα??g a h L L
g m Z += 同样可求出汽车下坡停驻时的后轴车
轮的附着力为： )sin cos (12αα??g a h L L
g m Z -=' 根据后轴车轮附着力与制动力相等的
条件可求得汽车在上坡路和下坡路上停驻时的坡度极限倾角α，α'，即由 ααα?sin )sin cos (1g m h L L
g m a g a =+ 求得汽车在上坡时可能停驻的极限上坡路倾角为 g
h L L ??α-=1arctan （66） 汽车在下坡时可能停驻的极限下坡路倾角为 g
h L L ??α+='1arctan 一般对轻型货车要求不应小于25%，中型货车不小于20%，汽车列车的最大停驻坡度约为12％左右。
为了使汽车能在接近于由上式确定的坡度为α的坡路上停驻，则应使后轴上的驻车制动力矩接近于由α所确定的极限值αsin e a gr m (因αα'>)，
并保证在下坡路上能
停驻的坡度不小于法规规定值。
单个后轮驻车制动器的制动上限为αsin 2
1e a gr m ；中央驻车制动器的制动力矩上限为0/sin i gr m e a α，0i 为后驱动桥主减速比。
3.8制动器主要零件的结构设计
1.制动鼓
制动鼓应具有高的刚性和大的热容
量，制动时其温升不应超过极限值。制动
鼓的材料与摩擦衬片的材料相匹配，应能
保证具有高的摩擦系数并使工：作表面磨
损均匀。中型、重型货车和中型、大型客
车多采用灰铸铁HT200或合金铸铁制造的
制动鼓(图44(b))；轻型货车和一些轿车则采用由钢板冲压成形的辐板与铸铁鼓筒部分铸成一体的组合式制动鼓(图44(b))；带有灰铸铁内鼓筒的铸铝合金制动鼓(图44(c))在轿车上得到了日益广泛的应用。铸铁内鼓筒与铝合金制动鼓本体也是铸到一起的，这种内镶一层珠光体组织的灰铸铁作为工作表面，其耐磨性和散热性都很好，而且减小了质量。
制动鼓在工作载荷作用下会变形，致使蹄鼓间单位压力不均匀，且会损失少许踏板行程。鼓筒变形后的不圆柱度过大容易引起自锁或踏板振动。为防止这些现象需提高制动鼓的刚度。为此，沿鼓口的外缘铸有整圈的加强肋条，也有的加铸若干轴向肋条以提高其散热性能。
制动鼓相对于轮毂的对中如图44所示，是以直径为c d 的圆柱表面的配合来定 位，并在两者装配紧固后精加工制动鼓内工作表面，以保证两者的轴线重合。两者装配后需进行动平衡。许用不平衡度对轿车为15～20N ·cm ；对货车为30—40N ·cm 。 制动鼓壁厚的选取主要是从刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有助于增大热容 量，但试验表明，壁厚从11mm 增至20mm ，摩擦表面平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚：轿车为7～12mm ，中、重型货车为13～18mm 。制动鼓在闭口一侧可开小孔，用于检查制动器间隙。
2.制动蹄
轿车和轻型、微型货车的制动蹄广泛采用T 形型钢辗压或钢板冲压—焊接制成；大吨位货车的制动蹄则多用铸铁、铸钢或铸铝合金制成。制动蹄的断面形状和尺寸应保证其刚度好，但小型车钢板制的制动蹄腹板上有时开有一、两条径向槽，使蹄的弯曲刚度小些，以便使制动蹄摩擦衬片与鼓之间的接触压力均匀，因而使衬片磨损较为均匀，并减少制动时的尖叫声。重型汽车制动蹄的断面有工字形、山字形和Ⅱ字形几种。制动蹄腹板和翼缘的厚度，轿车的约为3—5mm ；货车的约为5～8mm 。摩擦衬片的厚度，轿车多用4.5～5mm ；货车多在8mm 以上。衬片可以铆接或粘接在制动蹄上，粘接的允许其磨损厚度较大，但不易更换衬片；铆接的噪声较小。
3.制动底板
制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制动底板承受着制动器工作时的制动反力矩，故应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板都具有凹凸起伏的形状。重型汽车则采用可锻铸铁KTH 370—12的制动底座以代替钢板冲压的制动底板。刚度不足会导致制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。
4.支承
二自由度制动蹄的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位(见图5)。为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。例如采用偏心支承销(图7)或偏心轮(图6)。支承销由45号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁(KTH 370—12)或球墨铸铁(QT 400—18)件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。
具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板(见图6，剖面C-C)，而在轮缸活塞顶块上(图6)或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置。
5.制动轮缸
是液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。轮缸的缸体由灰铸铁HT250制成。其缸筒为通孔，需搪磨。活塞由铝合金制造。活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插入槽中的制动蹄腹板端部(图6)或端部接头(图7)。轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈(图6)或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗(图7)密封。多数制动轮缸有两个等直径活塞；少数有四个等直径活塞；双领蹄式制动器的两蹄则各用一个单活塞制动轮缸推动。
6.制动盘
制动盘一般由珠光体灰铸铁制成，其结构形状有平板形(用于全盘式制动器，见图17)和礼帽形(用于钳盘式制动器，见图20)两种。后一种的圆柱部分长度取决于布置尺寸。为了改善冷却，有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘，可大大增加散热面积，但盘的整体厚度较大。
制动盘的工作表面应光滑平整。两侧表面不平行度不应大于0.008mm，盘面摆差不应大于0.1mm。
7.制动钳
制动钳由可锻铸铁K丁H370—12或球墨铸铁QT400—18制造，也有用轻合金制造的，可做成整体的(图19)，也可做成两牛并由螺栓连接。其外缘留有开口，以便不必拆下制动钳便可检查或更换制动块。制动钳体应有高的强度和刚度。一般多在钳体中加工出制动油缸，也有将单独制造的油缸装嵌入钳体中的。为了减少传给制动液的热量，多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板(图19、图20(a))。有的活塞的开口端部切成阶梯状，形成两个相对且在同一平面内的小半圆环形端面。活塞由铸铝合金或钢制造。为了提高耐磨损性能，活塞的工作表面进行镀铬处理。当制动钳体由铝合金制造时，减少传给制动液的热量成为必须解决的问题。为此，应减小活塞与制动
块背板的接触面积，有时也可采用非金属活塞。
8.制动块
制动块由背板和摩擦衬块构成，两者直接压嵌在一起。衬块多为扇面形，也有矩形、正方形或长圆形的。活塞应能压住尽量多的制动块面积，以免衬块发生卷角而引起尖叫声。制动块背板由钢板制成。许多盘式制动器装有衬块磨损达极限时的警报装置(图22)，以便及时更换摩擦衬片。
9.摩擦材料
制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数，抗热衰退性能好，不能在温度升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有较高的耐挤压和耐冲击性能；制动时不产生噪声和不良气味，应尽量采用少污染和对人体无害的摩擦材料。
目前在制动器中广泛采用着模压材料，它是以石棉纤维为主并与树脂粘结剂、调整摩擦性能的填充剂(由无机粉粒及橡胶、聚合树脂等配成)与噪声消除剂(主要成分为石墨)等混合后，在高温下模压成型的。模压材料的挠性较差，故应按衬片或衬块规格模压，其优点是可以选用各种不同的聚合树脂配料，使衬片或衬块具有不同的摩擦性能和其他性能。
另一种是编织材料，它是先用长纤维石棉与铜丝或锌丝的合丝编织成布，再浸以树脂粘合剂经干燥后辊压制成。其挠性好，剪切后可以直接铆到任何半径的制动蹄或制动带上。在100℃～120℃温度下，它具有较高的摩擦系数(f=0.4以上)，冲击强度比模压材料高4～5倍。但耐热性差，在200℃～250℃以上即不能承受较高的单位压力，磨损加快。因此这种材料仅适用于中型以下汽车的鼓式制动器，尤其是带式中央制动器。
粉末冶金摩擦材料是以铜粉或铁粉为主要成分(占质量的60％～80％)，加上石墨、陶瓷粉等非金属粉末作为摩擦系数调整剂，用粉末冶金方法制成。其抗热衰退和抗水衰退性能好，但造价高，适用于高性能轿车和行驶条件恶劣的货车等制动器负荷重的汽车。
各种摩擦材料摩擦系数的稳定值约为0.3～0.5，少数可达0.7。设计计算制动器时一般取0.3～0.35。选用摩擦材料时应注意，一般说来，摩擦系数愈高的材料其耐磨性愈差。
10.制动器间隙
制动鼓(制动盘)与摩擦衬片(摩擦衬块)之间在未制动的状态下应有工作作间隙，以保证制动鼓(制动盘)能自由转动。一般，鼓式制动器的设定间隙为0.2～0.5mm；盘式制动器的为0.1～0.3mm。此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失，因而间隙量应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生机械变形和热变形，因此制动器在冷却状态下应有的间隙应通过试验来确定。另外，制动器在工作过程中会因为摩擦衬片(衬块)的磨损而加大，因此制动器必须设有间隙调整机构。
制动器设计说明书
摘要 制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。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），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 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，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 臂架式盘式制动器是一种新型的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数及一些台架试验结果。除此之外还着重介绍了制动臂、松闸器等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。 Abstract Brakes can be divided into two categories, industrial brakes and automotive bra kes, automotive brake is divided into brake (foot brake) and the parking brake. In the driving process, generally used brake (foot brake), to facilitate the p rocess of deceleration in the forward stop, not just the car to remain intact. If the traffic Zhidongshiling when using the parking brake. When the car comple tely stopped, it has to use the parking brake (hand brake), to prevent the vehi cle front and rear slip slide. After stopping the general addition to the parki ng brake, the uphill hanging in a stall to stall (after the slide to prevent), downhill to hang in the reverse gear (to prevent forward slip.) Mechanical moving parts to stop or slow down the resistance of the moment must be applied as the brake torque. Braking torque is the design, selection based o n the brake, the size of the pattern and work by the mechanical requirements of the decision. Friction material used on brake (brake parts) directly affects t he performance of the braking process, and the main factors affecting the perfo rmance of the working temperature and the temperature rise speed. Friction mate rial should have high and stable friction coefficient and good wear resistance. Metallic and nonmetallic friction materials sub-categories. The former are com monly used cast iron, steel, bronze, and powder metallurgy friction materials, which have leather, rubber, wood and asbestos. Disc brake arm frame is a new major for the braking device handling equipment. This paper focuses on its characteristics, key components of the selection or d esign methods, the main performance parameters and some bench test results. Hig hlights in addition to the brake arm, loose brake components, etc. The key desi gn parameters and considerations, while the details of the static torque for th e brake has also done a detailed calculation of design.
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院（系）：机电工程学院 专业：车辆工程 题目：夏利汽车盘式制动器方案设计 综合成绩： 职称: 年月日
目录 一、夏利汽车主要性能参数---------------------4 二、制动器的形式-----------------------------5 三、盘式制动器主要参数的确定-----------------7 四、盘式制动器制动力矩的设计计算-------------9 五、盘式制动器制器的校核计算----------------10 1.前轮制动器制动力矩的校核计算 2.摩擦衬片的磨损特性计算 六、经过计算最终确定后轮制动器的参数--------13 七、设计小结--------------------------------13 八、设计参考资料----------------------------13
轿车前轮制动器设计说明书前言汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。本次课程设计根据任务要求只对夏利汽车盘式制动器方案设计。
一、汽车主要性能参数 主要尺寸和参数： （1）、轴距：L=2405mm （2）、总质量：M=900kg （3）、质心高度：0.65m （4）、车轮半径：165mm （5）、轮辋内径：120mm （6）、附着系数：0.8 （7）、制动力分配比：后制动力/总制动力=0.19 （8）、前轴负荷率：60%；即质心到前后轴距离分别为 L1=L?(1?60%)=962mm L2=L?60%=1443mm （9）、轮胎参数：165/70R13； 轮胎有效半径r e为： 轮胎有效半径=轮辋半径+（名义断面宽度×高宽比） 所以轮胎有效半径r e=(240 2 +165×70%)=235.5mm （10）、制动性能要求：初速度为50KM/h时，制动距离为15m。则 满足制动性能要求的制动减速度由：S=1 3.6(τ2‘+τ2“ 2 )μ0+μ02 25.92 a bmax 计算最大减速度 a bmax，其中μ0=Ｕ =50Km/h；S=15m；τ2‘= 0.05s；τ2“=0.2s。经计算得 最大减速度 a bmax≈7.47m s2 ?
河北工业大学 毕业设计说明书 作者：张南学号： 100287系：机械工程 专业：车辆工程 题目：鼓式制动器的建模与仿真 指导者：刘茜副教授 评阅者： 2014年 06 月 08 日
毕业设计说明书中文摘要
目录 1．绪论 (1) 制动系统的原理 (1) 鼓式制动器的介绍 (1) 鼓式制动器优缺点 (3) 2．鼓式制动器零件建模及装配 (4) 零件建模 (4) 制动器的装配 (13) 3. 虚拟样机模型的建立及性能仿真分析 (15) 制动器各部件间约束关系的建立 (15) 几何体间约束的关系与选择 (17) ADAMS\View的运动仿真 (25) ADAMS\View仿真结果 (27) 结论 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35)
1.绪论 制动系统原理 制动系统是行车安全中非常重要的一部分，制动系统主要表现为通过踩下制动踏板，制动系统将力进行一系列传递从而最终表现为车辆的行车速度降低直至停车。制动系统原理图如下图。制动系统由制动踏板、助力泵、总泵活塞、制动鼓、液压管道、驻车制动等组成。踩下制动踏板将力传递到制动系统，助力泵将踏板上的力进行放大并传递到制动总泵中推动总泵活塞运动，将力传递到制动器的制动鼓，产生摩擦力矩从而使车轮速度降低直至停车。 图制动系统的原理图 1.1鼓式制动器的介绍 鼓式制动器应用在车辆上面已经有很长时间的历史，由于它的可靠性稳定以及大制动力均衡，使得鼓式制动器至今仍被装置在许多车型上 (多用于后轮)。鼓式制动器是通过液压装置将制动蹄向外推，使制动蹄摩擦片与随着车轮转动的制动鼓发生摩擦产生制动力矩从而使车辆实现制动的效果。鼓式制动器的制动鼓内侧与摩擦片接触的位置就是制动装置产生制动力矩的位置。在获得相同制动力矩的情况下，鼓式制动器的制动鼓直径较盘式制动器的制动鼓要小得多。因此需要较大制动力的德众大型
SEW异步电机制动器的使用及故障排除 1 制动电压的初步确定 (3) 2 制动电压的铭牌确定………………………………………………………
3 制动器的接线 (5) 4 变频器控制电机时制动器的使用 (7) 5制动器快速制动的使用 (9) 没有变频器控制电机时快速制动的使用 (9) 变频器控制电机时快速制动的使用 (10) 6 制动器组成元件好坏的检测 (12) 7 制动器使用中常易犯的错误 (13) 8 制动器使用中常易误解的地方 (15) 9 制动器制动反应时间和制动间隙数据表 (17)
1 制动电压的初步确定 根据中国的实际使用情况，SEW公司电机通常使用220VAC或380VAC制动电压的制动器，如果客户定货时没有指明制动电压的要求，SEW公司将按以下原则配置制动器的制动电压，机座号63—100的电机配置220VAC制动电压的制动器；机座号112以上的电机配置380VAC制动电压的制动器； （电机机座号与电机功率对照表见SEW《电机技术手册》） 对于最常使用的4级电机而言，—3Kw的电机配置220VAC制动电压的制动器（电机有56机座号和63机座号两种，56机座号除外）；4Kw以上的电机配置380VAC制动电压的制动器。 当然，客户也可指明制动器制动电压的等级，电气设计人员为方便控制的要求，最好能与机械设计人员协商，指明制动器制动电压的等级。
2 制动电压的铭牌确定 电机的铭牌上左下脚标明了所配制动器制动电压的等级，请以此为准配置正确的制动电压。 3制动器的接线 对于单速电机，为方便客户使用，在电机出厂时SEW公司已将制动器控制
汽车盘式制动器设计 摘要：本文主要是介绍盘式制动器的分类以及各种盘式制动器的优缺点，对所选车型制动器的选用方案进行了选择，针对盘式制动器做了主要的设计计算，同时分析了汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数和同步附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计原则要求的前提下，提高了汽车的制动性能。 关键词：盘式制动器；制动力分配系数；同步附着系数；利用附着系数；制动效率
Automobile disc brake design Abstract：This paper is mainly the disc brake of the classification and various kinds of disc brake of the advantages and disadvantages are introduced, the selection scheme of the chosen vehicle brake was selected and for disc brake do the main design calculation and analysis of the car in a variety of attachment coefficient road on the braking process of, of braking force distribution coefficient and the synchronous adhesion coefficient, utilization coefficient of adhesion, braking efficiency calculated. Under the premise of meeting the requirements of the braking regulation requirement and design principle and improve the braking performance of automobile. Key words: Disc brake,Braking force distribution,coefficient,Synchronization coefficient,Synchronous adhesion coefficient,The use of adhesion coefficient,Braking efficiency
车辆工程专业课程设计题目：鼓式制动器设计 学院机械与能源工程学院专业车辆工程 年级车辆10级班级车辆1012 姓名李开航学号 2010715040 成绩指导老师赖祥生
精品文档 目录 第1章绪论....................................................... 1.1制动系统设计的目的 (1) 1.2制动系统设计的要求 (1) 第2章鼓式制动器的设计计算及相关说明 (2) 2.1鼓式制动器有关计算 (2) 2.1.1基本参数 (2) 2.1.2确定前后轴制动力矩分配系数β (2) 2.1.3鼓式制动器制动力矩的确定 (3) 2.2鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取 (4) 2.2.1制动鼓半径 (4) 2.2.2制动鼓摩擦衬片的包角、宽度、和起始角 (4) 2.2.3张开力作用线至制动器中心的距离 (4) 2.2.4制动蹄支销中心的坐标位置 (5) 2.2.5摩擦片的摩擦系数 (5) 2.3后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算 (5) 2.4摩擦衬片的磨损特性计算 (6) 2.5驻车计算 (8) 第3章鼓式制动器主要零件的结构设计 (10) 3.1制动鼓 (10) 3.2制动蹄 (11) 3.3制动底板 (12) 3.4支承 (12) 3.5制动轮缸 (13) 3.6摩擦材料 (13) 3.7制动器间隙 (13) 第4章鼓式制动器的三维建模 (14) 第5章结论 (15) 参考文献 (16)
第1章绪论 1.1制动系统设计的目的 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 1.2制动系统设计的要求 本次的课程设计选择了鼓式制动器，制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用CATIA绘制装配图，布置图和零件图。最终进行制动力分配编程，对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。 第2章鼓式制动器的设计计算及相关说明 2.1鼓式制动器有关计算
制动器调整装置使用说明书 1、调试前的准备 (1)关断电梯主电源，拆除曳引机抱闸接线端子所有外接线缆； (2)按信号名将本装置线缆分别连接至控制柜79、00、接地排及曳引机抱闸接线端子； (3)接通电梯主电源，确认79、00向本装置提供DC125V电压。 2、差值模式 (1)将STATUS开关拨至“STATUS1”位置，并将清零开关向“CLR”位置拨动一次以进入本模 式； (2)将BS开关拨至“LEFT”位置，打开左抱闸，数码管显示为左抱闸打开时间； (3)将BS开关拨至“RIGHT”位置，打开右抱闸，数码管显示为右抱闸打开时间； (4)将BS开关拨至中间位置，数码管显示为左侧减去右侧的差值时间； (5)完成上述操作后将清零开关拨向“CLR”位置，则装置恢复到准备状态； 注意 (1)本说明中抱闸打开时间指抱闸得电至微动开关动作之间的历时； (2)本装置所显示的时间为有符号十进制，单位为毫秒； (3)差值模式下，如果数码管显示左右两侧抱闸打开的差值时间在70ms以内，说明抱 闸触点动作已满足同步性要求。 (4)差值模式下，每次动作后应停顿一段时间，以便抱闸内的电磁力完全释放，该等待 时间的确认方法为同一侧相邻两次测试值相差不超过2毫秒。（例：第一次使用该 装置打开左侧抱闸，打开时间显示为280ms，等待数秒以后，再次使用该装置打开 左侧抱闸，打开时间应显示为280±2ms。如果显示的打开时间超出280±2ms范围，则应等待更长时间。） 3、间隙调节模式 (1)将STATUS开关拨至“STATUS2”位置，并将清零开关向“CLR”位置拨动一次以进入本模 式； (2)将BS开关拨至“LEFT”位置，全压打开左抱闸，持续120秒后自动切断电源输出； (3)将BS开关拨至“RIGHT”位置，全压打开右抱闸，持续120秒后自动切断电源输出。 4、故障代码列表
目录 绪论 (3) 一、设计任务书 (3) 二、盘式制动器结构形式简介 ................... 错误！未定义书签。 2.1、盘式制动器的分类...................... 错误！未定义书签。 2.2、盘式制动器的优缺点.................... 错误！未定义书签。 2.3、该车制动器结构的最终选择.............. 错误！未定义书签。 三、制动器的参数和设计 ....................... 错误！未定义书签。 3.1、制动盘直径 ........................... 错误！未定义书签。 3.2、制动盘厚度 ........................... 错误！未定义书签。 3.3、摩擦衬块的内半径和外半径.............. 错误！未定义书签。 3.4、摩擦衬块面积 ......................... 错误！未定义书签。 3.5、制动轮缸压强 ......................... 错误！未定义书签。 3.6、摩擦力的计算和摩擦系数的验算.......... 错误！未定义书签。 3.7、制动力矩的计算和验算.................. 错误！未定义书签。 3.8、驻车制动计算 ......................... 错误！未定义书签。 四、制动器的主要零部件的结构设计 ............. 错误！未定义书签。 4.1、制动盘 ............................... 错误！未定义书签。 4.2、制动钳 ............................... 错误！未定义书签。 4.3、制动块 ............................... 错误！未定义书签。 4.4、摩擦材料 ............................. 错误！未定义书签。
三、课程设计过程 (一)设计制动器的要求: 1、具有良好的制动效能—其评价指标有:制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。 2、操纵轻便—即操纵制动系统所需的力不应过大。对于人力液压制动系最大踏板力不大于（５00Ｎ)（轿车）和７00N （货车)，踏板行程货车不大于150ｍm ，轿车不大于120mm 。 ３、制动稳定性好—即制动时,前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力矩基本相等，汽车不跑偏、不甩尾;磨损后间隙应能调整! 4、制动平顺性好—制动力矩能迅速而平稳的增加,也能迅速而彻底的解除。 5、散热性好—即连续制动好，摩擦片的抗“热衰退”能力要高（指摩擦片抵抗因高温分解变质引起的摩擦系数降低）；水湿后恢复能力快。 ６、对挂车的制动系,还要求挂车的制动作用略早于主车;挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。 (二）制动器设计的计算过程: 设计条件:车重2ｔ,重量分配60%、４0％，轮胎型17５／75R1４，时速7０k ｍ/h ，最大刹车距离１1m 。 １． 汽车所需制动力矩的计算 根据已知条件，汽车所需制动力矩: M=G/ｇ·ｊ·r k （N ·ｍ) 206 .321j ）（v S ?= (ｍ/s 2) 式中：ｒk — 轮胎最大半径 (ｍ)； S — 实际制动距离 (m); v ０ — 制动初速度 (km ／h ）。 2 17018211 3.6j ??=?= ???? （m/s 2） m=G/ｇ＝2000kg 查表可知,r k 取0.300m 。 Ｍ＝Ｇ/ｇ·j ·ｒk =２000·18·0.3０0=10８00（Ｎ·m) 前轮子上的制动器所需提供的制动力矩: M ’=Ｍ／2?60%=3２4０(Ｎ·m) 为确保安全起见,取安全系数为1.２０,则M ’’=1.20Ｍ’=3888(Ｎ·ｍ) 2． 制动器主要参数的确定 (1)制动盘的直径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 受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径Ｄ选择为轮辋直径的70%～79%，而总质量大于２t 的汽车应取其上限。 轮辋名义直径1４in=３55.6mm 根据布置尺寸需要,制动盘的直径D 取２76m ｍ。 验证，276／３５5．6=77.6%,符合要求。 制动盘材料选用珠光体灰铸铁,其结构形状为礼帽型。制动盘在工作时不仅承受着制动块
摘要：随着生活水平的提高和科技的迅猛发展，人们的生活节奏变得越来越快，因此人们对交通工具的快捷性要求越来越高。为了应对高车速对人们安全构成的威胁，许多法规对汽车的安全性提出了更高的要求，制动系的设计成为其中很重的一个方面。本设计根据制动器的工作原理，对多种制动器进行分析比较，选择了制动效能较高的鼓式制动器作为设计的对象。依据给定的参数，进行重要数值的计算。随后，又根据工艺学的知识，进行制动器零件的设计和工艺分析。 总之，本设计的目的是为了设计出高效、稳定的制动器，以提高汽车的安全性。 关键词：制动系; 制动效能; 制动器
Abstract Keywords:Braking system ; Braking quality ; Brake
1 绪论 1.1 汽车制动系概述 尽可能提高车速是提高运输生产率的主要技术措施之一。但这一切必须以保证行驶安全为前提。因此，在宽阔人少的路面上汽车可以高速行驶。但在不平路面上，遇到障碍物或其它紧急情况时，应降低车速甚至停车。如果汽车不具备这一性能，提高汽车行驶速度便不可能实现。所以，需要在汽车上安装一套可以实现减速行驶或者停车的制动装置——制动系统。 制动系是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的行驶安全性。随着高速公路的迅速发展和汽车密度的日益增大，交通事故时有发生。因此，为保证汽车行驶安全，应提高汽车的制动性能，优化汽车制动系的结构。 制动装置可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种装置。其中行驶中的汽车减速至停止的制动系叫行车制动系。使已停止的汽车停驻不动的制动系称为驻车制动系。每种车都必须具备这两种制动系。应急制动系成为第二制动系，它是为了保证在行车制动系失效时仍能有效的制动。辅助制动系的作用是使汽车下坡时车速稳定的制动系。 汽车制动系统是一套用来使四个车轮减速或停止的零件。当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。踏板装在顶端带销轴的杆件上。踏板的运动促使推杆移动，移向主缸或离开主缸。 主缸安装在发动机室的隔板上，主缸是一个由驾驶员通过踏板操作的液压泵。当踏板被踩下，主缸迫使有压力的制动液通过液压管路到四个车轮的每个制动器。液压管路由钢管和软管组成。它们将压力液从主缸传递到车轮制动器。 盘式制动器多用于汽车的前轮，有不少车辆四个车轮都用盘式制动器。制动盘装在轮辋上、与车轮及轮胎一起转动。当驾驶员进行制动时，主缸的液体压力传递到盘式制动器。该压力推动摩擦衬片靠到制动盘上，阻止制动盘转动。
制动器的正确使用汽车上一般都设有脚制动和手制动两套独立的制动机构。使用制动 的目的是强制汽车迅速减速直至停车，或在下坡时维持一定车速， 另外，还可用来使停歇的汽车可靠地保持在原地不溜滑。在行车中，正确使用制动，不仅有利于保证行车安全，而且有利于节约燃料， 减少轮胎磨损，防止机件损坏。 一、预见性制动 驾驶员按照自己的目的或针对已发现的情况，为停车采取的提前减 速制动措施，称预见性制动。方法是迅速抬起油门踏板，充分利用 发动机的牵制作用，同时轻踩制动踏板，使汽车降低车速。当汽车 接近停止时，踏下离合器踏板，将变速器挡位置于空挡，将车平稳 地停在预定的位置上。这种方法最常用、最节约、也最安全。 二、紧急制动 行车中，遇到突然发生的危险情况，为使汽车迅速停住而采取的制 动措施称为紧急制动。方法是迅速抬起油门踏板并立即用力踏下制
动踏板，同时急拉手制动，使汽车迅速停住。这种方法不仅使轮胎 和底盘机件损坏严重，而且极易产生甩尾，不利于行车安全，因此，不在万不得己的情况下不可使用。 三、下坡路制动 谁也不会否认，下坡没有制动是不行的，但下坡绝不能完全靠制动。下坡时应减速，并挂上与车速相符的挡位，只有在发动机声音难听 和挡位控制不住车速时，才辅之以制动。方法是，对气压制动来说，踏板不宜过多地随踏随放，避免过快降低气压。应该根据所需制动 强度，适当踏下制动踏板的行程，使控制阀保持“双阀齐闭”状态。当车速较快需加大制动强度时，可继续踏下一段行程；需减少制动 强度时，就少许放松踏板。在下长陡坡时，只要气压能满足需要， 可采用适当的间歇制动。这样，有利于制动毂与制动蹄片的冷却。 如果你驾驶的汽车有排气制动，应尽量多用排气制动。对液压制动 来说，应将制动踏板踏踩两次后，用脚踩住踏板，使踏板处在较为 高的临近制动状态。需增强制动力时，往下再踏一点，需减少制动 力时稍抬一点。当制动踏板高度逐渐降低后，可再踏踩两次，使踏 板高度重新升起。
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 ?υ)(1max 2-= 式中：?：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； 课程设计 小型轿车后轮鼓式制动器设计 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 学院： 年月 东北林业大学 课程设计任务书 小型轿车后轮鼓式制动器设计 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 学院： 小型轿车后轮鼓式制动器设计 摘要 随着汽车保有量的增加，带来的安全问题也越来越引起人们的注意，制动系统是汽车主动安全的重要系统之一。如何开发出高性能的制动器系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外，随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。 本说明书主要介绍了小型轿车（0.9t）后轮鼓式制动器的设计计算，主要零部件的参数选择的设计过程。 关键词：汽车；鼓式制动器 目录 摘要 1绪论........................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1概述 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2设计要求 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3设计目标 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2 鼓式制动器结构参数选择....................................................................... 错误!未定义书签。 2.1制动鼓直径D或半径R....................................................................... 错误!未定义书签。 2.2制动蹄摩擦衬片的包角β和宽度b.................................................... 错误!未定义书签。 2.3 摩擦衬片起始角β0 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.4 张开力P的作用线至制动器中心的距离a ........................................ 错误!未定义书签。 2.5制动蹄支撑销中心的坐标位置k与c................................................. 错误!未定义书签。 2.6 摩擦片系数f ........................................................................................ 错误!未定义书签。 d和管路压力p.......................................................... 错误!未定义书签。 2.7 制动轮缸直径 w 3制动蹄片上制动力矩的有关计算............................................................. 错误!未定义书签。 4 鼓式制动器主要零部件结构设计及校核计算....................................... 错误!未定义书签。 4.1鼓式制动器主要零件结构设计 ........................................................... 错误!未定义书签。 4.1.1 制动鼓................................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.2 制动蹄................................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.3 制动底板............................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.4 制动蹄的支撑.................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1.5 制动轮缸............................................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.6 自动间隙调整机构............................................................................ 错误!未定义书签。 4.1.7 制动蹄回位弹簧................................................................................ 错误!未定义书签。 4.2 校核 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 摩擦力矩和摩擦材料的校核............................................................ 错误!未定义书签。 4.2.2 摩擦衬片的磨损特性计算................................................................ 错误!未定义书签。 4.2.3 制动蹄支撑销剪切应力的校核计算................................................ 错误!未定义书签。结论 (14) 参考文献 (15) 附录 (16) 致谢 (17) 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目:路宝汽车后轮制动器的设计 院系名称: 汽车与交通工程学院 专业班级: 车辆工程 学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 指导委员会审查意见： 签字：年月日 一、课题研究目的和意义 制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统，既可以使行驶中的汽车减速，又可保证停车后的汽车能驻留原地不动。对汽车起到制动作用的是作用在汽车上，其方向与汽车行驶方向相反的外力。作用在行驶汽车上的滚动阻力、上坡阻力、空气阻力都能对汽车起到制动作用，但这些外力的大小都是随机的、不可控制的。因此，汽车上必须装设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，使外界（主要是路面）对汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，相应的一系列专门的装置即称为制动装置。由此可见，汽车制动系对于汽车行驶的安全性，停车的可靠性和运输经济效益起着重要的保证作用。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。因此，许多制动法规对制动系提出了许多详细而具体的要求。 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，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。现在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。相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。另外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调校刹车蹄的空隙，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。当然，鼓式制动器也并非一无是处，它造价便宜，而且符合传统设计。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。 二、课题研究现状及分析 盘式制动器使用说明书 盘式制动器使用说明书盘式制动器使用说明书目录一、性能与用途.1二、结构特征与工作原理..1三、安装与调整..4四、使用与维护..9五、润滑...12六、特别警示...13七、故障原因及处理方法...12附图1：盘式制动器结构图...15附图2：盘形闸结 盘式制动器使用说明书 目???录 一、性能与用途 (1) 二、?结构特征与工作原理 (1) 三、?安装与调整 (4) 四、?使用与维护 (9) 五、?润滑? (12) 六、特别警示 (13) 七、?故障原因及处理方法? (12) 附图1：盘式制动器结构图 (15) 附图2：盘形闸结构图 (16) 附图3:?制动器限位开关结构图 (17) 附图4:?盘式制动器的工作原理图 (18) 附图5:?盘式制动器安装示意图 (19) 附图6:?制动器信号装置安装示意图 (20) 一、性能与用途 盘式制动器是靠碟形弹簧产生制动力，用油压解除制动，制动力沿轴向作用的制动器。 盘式制动器和液压站、管路系统配套组成一套完整的制动系统。适用于码头缆车、矿井提升机及其它提升设备，作工作制动和安全制动之用。 其制动力大小、使用维护、制动力调整对整个提升系统安全运行都具有重大的影响，安装、使用单位必须予以重视，确保运行安全。 盘式制动器具有以下特点： 1、制动力矩具有良好的可调性； 2、惯性小，动作快，灵敏度高； 3、可靠性高； 4、通用性好，盘式制动器有很多零件是通用的，并且不同的矿井提升机可配不同数量相同型号的盘式制动器； 5、结构简单、维修调整方便。 二、结构特征与工作原理 1、盘式制动器结构(图1) 盘式制动器是由盘形闸(7)、支架(10)、油管(3)、(4)制动器信号装置(8)、螺栓(9)、配油接头(11)等组成。盘形闸(7)由螺栓(9)成对地把紧在支架(10)上，每个支架上可以同时安装1、2、3、4对甚至更多对盘形闸，盘形闸的规格和对数根据提升机对制动力矩的大小需求来 确定。 2、盘形闸结构(图2) 盘形闸由制动块（1）、压板(2)、螺钉(3)、弹簧垫圈(4)、滑套(5)、碟形弹簧(6)、接头(7)、组合密封垫(8)、支架(9)、调节套(10)、油缸(11)、油缸盖(12)、盖(13)、放气螺栓(17)、放 气螺钉(19)、O形密封圈(20)、Yx密封圈(21)、螺塞(22)、Yx密封圈(23)、压环(24)、活塞(25)、套筒(26)、联接螺钉(27)、键(28)及其它副件、标件等组成。 3、制动器限位开关结构（图3） 制动器限位开关由弹簧座(1)、弹簧(2)、滑动轴(3)、压板(6)、开关盒(7)、螺栓M4x45(9)、轴套(11)、盒盖(14)、螺钉M4X10(17)、微动开关JW-11(20)、支座板(23)、导线 BVR(24)、装配板(29)及其它副件、标件等组成。 4、盘式制动器的工作原理（图4）??????????????????????????????????????????????????????????? 盘式制动器是靠碟形弹簧预压力制动，油压解除制动，制动力沿轴向作用的制动器。提升机制动时，图2中碟形弹簧(6)的预压力迫使活塞(25)向制动盘移动，通过联接螺钉(27)，将滑套(5)连同其上的制动块(又名闸瓦)推出，使制动块(1)与卷筒的制动盘接触，并产生正压力，形成摩擦力而产生制动。提升机松闸运行时，油缸(11)A腔中充入压力油，活塞(25)再次压缩碟形弹簧(6)，并通过联接螺钉(27)带动滑套(5)向后移动(离开制动盘)，从而使制动 块(1)离开制动盘，解除制动力(即松闸)。 滑套(5)是由钢套和拉杆组成的装配件,其拉杆承受制动时的切向力。制动块(1)嵌合在滑套(5)的燕尾槽中,并用压板(2)、螺钉(3)将其固定。键(28)防止滑套(5)转动。转动放气螺钉(19)，可排出油缸中的存留气体，以保证盘形闸能灵活地工作。盘形闸在密封件允许泄漏范围内，可能有微量的内泄，虽内泄油可起润滑滑套(5)与支架(9)的作用，但时间较长时，内泄油可能存留过多，因此应定期从螺塞(22)处排放内泄油液。 如上所述，盘式制动器的工作原理是油压松闸，弹簧力制动。如（图4）所示：当油腔Y 通入压力油时，碟形弹簧组(3)被压缩，随着油压P的升高，碟形弹簧组(3)被压缩并贮存弹簧力F，且弹簧力F越来越大，制动块离开闸盘的间隙随之增大，此时盘形制动器处于松闸状态，调整闸瓦间隙△为1mm?(注：调整方法见后)；当油压P降低时，弹簧力释放，推动活塞、滑套连同其上的制动块(又名闸瓦)，使制动块向制动盘方向移动，当闸瓦间隙△为零后，弹簧力F作用在闸盘上并产生正压力，随着油压P的降低正压力加大，当油压P=0时，正压力N=Nmax，在N力的作用下闸瓦与闸盘间产生摩擦力即制动力最大（全制动状态）；当P=Pmax时，N=0，△=△max，即全松闸。 由上可以看出盘形制动器的摩擦力决定于弹簧力F和油压力F1，当闸瓦间隙为零后： N=F-F1=F-△PA=f（p）鼓式制动器设计说明书解析
汽车鼓式制动器开题报告
盘式制动器使用说明书
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