汽车设计课程设计说明书
题目：重型载货汽车离合器设计
姓名：孔祥生、李朋超、席昌钱
同组者：严炳炎、余鹏、郑大伟
专业班级：09车辆工程2班
指导教师：王丰元、邹旭东
设计时间：2012.11.1-2012.11.6
摘要
汽车制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上。汽车的制动性是汽车主动安全性研究的重点内容之一。随着汽车行驶车速的不断提高，对汽车制动性能的要求也越来越高。汽车的制动系统除了实现良好的制动性能外，还要尽可能地减小驾驶员的工作强度。因此，动力制动系统在汽车上得到了广泛的应用。
气压动力制动是最常见的动力制动系统，多用于中重型汽车。气压制动系统是发展最早的一种动力制动系统。其供能装置和传动装置全部是气压式的。其控制装置大多数是由制动踏板机构和制动阀等气压控制原件组成，也有的在踏板机构和制动阀之间还串联有液压式操纵传动装置。本文以一种重型货车为研究对象，通过理论分析和计算对其气压制动系统结构进行设计。
1绪论 (1)
1.1制动系的作用 (1)
1.2气压制动系的研究现状 (2)
2制动系的总体设计 (2)
2.1制动系统设计要求 (2)
2.2制动系参数的选择 (3)
2.3汽车总质量 (4)
2.4制动力与制动力分配系数 (4)
2.5制动器最大制动力矩 (8)
3制动器的设计与计算 (10)
3.1鼓式制动器的主要参数 (11)
3.1.1制动鼓内径 (11)
3.1.2摩擦衬片宽度b及包角β (12)
3.1.3摩擦衬片起始角β0 (12)
3.1.4制动蹄支撑点位置坐标a和C (12)
3.1.5制动器中心到张开力F0作用线的距离e (12)
3.1.6摩擦衬片的型号及摩擦系数μ (13)
3.2鼓式制动器的计算 (13)
3.2.1计算有一个自由度的紧蹄摩擦片的径向变形规律 (13)
3.2.2计算蹄片上的制动力矩 (13)
3.2.3检查制动蹄有无自锁 (15)
3.3 衬片磨损特性的计算 (15)
3.3.1比能量耗散率（单位功负荷、能量负荷） (16)
3.3.2衬片单位摩擦面积的制动器摩擦力f0(比摩擦力) (17)
3.3.3驻车制动计算 (17)
3.4制动鼓主要零部件的结构设计 (18)
3.4.1制动鼓 (18)
3.4.2制动蹄 (19)
3.4.3制动底板 (19)
3.4.4凸轮式张开机构 (19)
3.4.5摩擦材料 (19)
3.4.6支承 (20)
4气压制动驱动机构的设计计算 (20)
4.1制动气室 (22)
4.2贮气罐 (23)
4.3空气压缩机 (25)
5技术经济性分析 (25)
6总结 (27)
致谢................................................................ 错误！未定义书签。参考文献 .. (28)
1绪论
1.1制动系的作用
近百年来，汽车工业之所以常胜不衰主要得益于汽车作为商品在世界各处都有广阔的市场，生产批量大而给企业带来丰厚的利润。最主要的是科学技术的不断进步，使汽车能逐渐完善并满足使用者的需求。随着我国汽车产业的不断发展和新交通法规的实施，我国的汽车及其运输管理开始走向正轨，农用运输车将逐渐退出市场，而重型运输自卸车逐渐呈现出广阔的发展前景。然而车辆交通安全历来是人们最为关心的问题之一，它直接关系到人民生命和财产的损失，因此汽车制动系统的可靠性研究至关重要。汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使以停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。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、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。
汽车制动系统至少有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置：重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置；牵引车还应有自动制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压驱动，以免其产生故障。应急制动装置用于当行车制动装置意外发生故障而失效时，这时则可利用应急制动装置的机械力源(如强力压缩弹簧)实现汽车制动。应急制动装置不必是独立的制动系统，它可利用行车制动装置或驻车制动装置的某些制动器件。应急制动装置也不是每车必备，因为普通的手力驻车制动器也可以起应急制动的作用。
辅助制动装置用于山区行驶的汽车上，利用发动机排气制动或电涡流制动等辅助制动装置，则可使汽车下长坡时长时间而持续地减低或保持稳定车速并减轻或解除行车制动器的负荷。通常，在总质量为5t以上的客车上和12t以上的载货汽车上装备这种辅助制动—减速装置。任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。制动器有鼓式与盘式之分。行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。中央制动
器位于变速器之后的传动系中，用于制动变速器第二轴或传动轴。行车制动和驻车制动这两套制动装置必须具有独立的制动驱动机构，而且每车必备。行车制动装置的驱动机构，分液压和气压两种型式。用液压传递操纵力时还应有制动主缸和制动轮缸以及管路；用气压操纵时还应有空气压缩机、气路管道、贮气简、控制阀和制动气室等。
过去，大多数汽车的驻车制动和应急制动都使用中央制动器，其优点是制动位于主减速器之前的变速器第二轴或传动轴的制动力矩较小，容易满足操纵手力小的要求。但在用作应急制动时，往往使传动轴超载。现代汽车由于车速提高，对应急制动的可靠性要求更严，因此，在中、高级轿车和部分总质量在1.5t以下的载货汽车上，多在后轮制动器上附加手操纵的机械式驱动机构，使之兼起驻车制动和应急制动的作用，从而取消了中央制动器。重型载货汽车由于采用气压制动，故多对后轮制动器另设独立的由气压控制而以强力弹簧作为制动力源的应急兼驻车制动驱动机构，也不再设置中央制动器。但也有一些重型汽车除了采用了上述措施外，还保留了由气压驱动的中央制动器，以便提高制动系的可靠性1.2气压制动系的研究现状
气压制动系统是发展最早的一种动力制动系统。其供能装置和传动装置全部是气压式的。其控制装置大多数是由制动踏板机构和制动阀等气压控制原件组成，也有的在踏板机构和制动阀之间还串联有液压式操纵传动装置。气压制动由于可获得较大的制动驱动力且主车与被拖的挂车以及汽车列车之间制动驱动系统的连接装置结构简单联接和断开都很方便,因此广泛用于总质量为8t以上尤其是15t以上的载货汽车,越野汽车和客车上.但气压制动系必须采用空气压缩机,贮气罐,制动阀等装置,使结构复杂,笨重,轮廓尺寸大,造价高;管路中气压的产生和撤除均较慢,作用滞后时间较长(0.3～0.9s),因此在制动阀到制动气室和贮气罐的距离较远时有必要加设气动的第二级控制元件——继动阀(即加速阀)以及快放阀;管路工作压力较低(一般为0.5～0.7MPa),因而制动气室的直径大,只能置于制动器之外,再通过杆件及凸轮或楔块驱动制动蹄,使非簧载质量增大;另外,制动气室排气时也有较大噪声。汽车在行驶过程中驾驶员要经常使用制动器，为了减轻驾驶员的工作强度，目前汽车基本上都采用了伺服制动系统或动力制动系统。载重汽车一般均采用动力制动系统。
2制动系的总体设计
2.1制动系统设计要求
1）能适应有关标准和法规的规定。各项性能指标除满足设计任务书的规定和国家标
准的有关要求外，也应考虑销售对象国家和地区的法规和用户要求。
2）具有足够的制动效能。包括行车制动效能和驻坡制动效能。
3）工作可靠。汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动装置且它们的制动驱动机构应是各自独立的。行车制动装置的制动驱动机构至少应有两套独立的管路，当其中一套失效时，另一套应保证汽车制动效能不低于正常值的30%；驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动驱动机构。
4）制动效能的水稳定性好。制动器摩擦表面浸水后，会因水的润滑作用使摩擦系数急剧减小而发生所谓的“水衰退”现象。一般规定在出水后反复制动5—15次，即应恢复其制动效能。良好的摩擦材料吸水率低，其摩擦性能恢复迅速。也应防止泥沙、污物等进入制动器工作表面，否则会使制动效能降低并加速磨损。某些越野汽车为了防止水相泥沙侵入而采用封闭的制动器。
5）制动时的操纵稳定性好。即以任何速度制动，汽车都不应当失去操纵性和方向稳定性。为此，汽车前、后轮制动器的制动力矩应有适当的比例，最好能随各轴间载荷转移情况而变化；同一轴上左、右车轮制动器的制动力矩应相同。否则当前轮抱死而侧滑时，将失去操纵性；后轮抱死而侧滑甩尾，会失去方向稳定性；当左、右轮的制动力矩差值超过15％时，会发生制动时汽车跑偏。对于汽车列车，除了应保证列车各轴有适当的制动力分配外，也应注意主、挂车之间各轴制动开始起作用的时间，特别是主、挂车之间制动开始时间的协调。
6）制动效能的热稳定性好。
7）制动踏板和手柄的位置和行程符合人-机工程学的要求，即操作方便性好，操纵轻便、舒适能减少疲劳。
8）作用滞后的时间要尽可能地短。
9) 制动时不应产生振动和噪声。
10)与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动、汽车转向时不会引起自行制动。
11）制动系中应有音响或光信号等警报装置，以便能及时发现制动驱动件的故障和功能失效。
12）制动系的机件应使用寿命长、制造成本低，对摩擦材料的选择也应考虑到环保要求]1[。
2.2制动系参数的选择
货车的主要参数
长?宽?高（mm ）11976?2395?3750
轴数/轴 距（mm ） 4/(1950+4550+1350)
质心距前轴（mm ）5250
质心距后轴（mm ）2600
前 轮 距（mm ） 2022
后 轮 距（mm ） 1830
最小离地间隙（mm ）285
整车整备质量（kg ）12000
最大装载质量（kg ）16000
前满载轴荷分配（KG ）6000
后满载轴荷分配（KG ）22000
最 高 车 速（km/h ）100
质心高度 (mm) 空载 943mm
满载 1800mm
2.3汽车总质量
汽车的总质量是指整备完好，装备齐全并按规定载满客货时的汽车质量：
=12000+16000
=28000Kg
2.4制动力与制动力分配系数
汽车制动时，如果忽略路面对车露的滚动阻力矩和汽车回转质量的惯性力矩，则任一角速度0>ω的车轮，，其力矩平衡方程为：
0f B e T F r -= ………………………………（2-1）
f B e T F r ==7134452.028.928000=??m N ?
式中：
f T ——制动器对车轮作用的制动力矩，即制动器的摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向反力，m N ?；
B F ——地面作用于车轮上的制动力，即地面与车轮之间的摩擦力，又称为地面制动力，其方向与汽车行驶方向反力，N ；
e r ——车轮有效半径，m ；选为约为0.52m 。
令 f f e
T F r = ………………………………（2-2）
并称之为制动器制动力，他是在车轮周缘克服制动器摩擦力矩所需的力，因为又称为制动周缘力。f F 与地面制动力B F 的方向相反，当车轮角速度0ω>时，大小亦相等，且f F 仅由制动器结构参数所决定。即f F 取决于制动器的结构型式、尺寸、摩擦副的摩擦系数及车轮有效半径等，并与制动踏板力即制动系的液压或气压成正比。当加大踏板力以加大f T 时，f F 和B F 均随之增大。但地面制动力B F 受着附着条件的限制，其值不可能大于附着力F ?即 或 max B F F Z ??==
式中 ?——轮胎与地面间的附着系数；
Z ——地面对车轮的法向反力。
当制动器制动力f F 和地面制动力B F 达到附着力F ?值时，车轮即被抱死并在地面上滑移。此后制动力矩f T 即表现为静摩擦力矩，而/f f e F T r =即成为与B F 相平衡以阻止车轮再旋转的周缘力的极限值。当制动到0ω=以后，地面制动力B F 达到附着力F ?值后就不在增大，而制动器制动力f F 由于踏板力p F 的增大使摩擦力矩r T 增大而继续上升。
图2—1 制动力与蹋板力FP 关系
Figure 2-1 B raking force and ta board strength FP relations
直至20世纪50年代，当时道路条件还不是很好，汽车行驶速度也不是很高，后轮抱死侧滑的后果也不是显得像前轮抱死丧失转向能力那样严重，因此往往将0?值定的较低，即处于常附着系数范围的中间较偏区段。但当今道路条件大为改善，汽车行驶速度也大为提高，因而汽车因制动时后轮先抱死引起的后果十分严重。由于车速高，它不仅会引起侧滑甩尾甚至会调头而丧失操纵稳定性。后轮先抱死的情况是最不希望发生的。因此各类轿车和一般载货汽车的0?值有增大的趋势满载时的同步附着系数，货车取00.5?≥。
当0??=时，0q ?=，1ε=,利用率最高。
汽车减速度为：0/du dt qg g ?===0.5?9.8=4.9，
即0q ?=, q ——制动强度
附着系数利用率ε（或附着力利用率）来表达，ε可定义为
式中 B F ——汽车总的地面制动力；
G ——汽车所受重力；
q ——制动强度；
根据汽车制动时的整车受力分析，考虑到制动时的轴荷转移，可求得地面对前、后轴
车轮的法向反力1Z ，2Z 为：
122343)9.48
.98.16.2(85.78.928000)(21=?+?=+=Z dt du g h L L G g ………………………（2-3）
152056)9.48
.98.125.5(85.78.928000)(12=?-?=-=Z dt du g h L L G g ……………………（2-4）
式中：G ——汽车所受重力
L ——汽车轴距
L 1——汽车质心离前轴距离
L 2——汽车质心离后轴距离
g h ——汽车质心高度
g ——重力加速度 dt
du ——汽车制动减速度m/s 2 汽车总的地面制动力为：1680006.028000021=?===
+=Gq dt
du g G F F F B B B 式中1B F ——前轴车轮的地面制动力
2B F ——后轴车轮的地面制动力
由上面两式可求得前后轴车轮附着力为： 上式表明：汽车在附着系数?为任一确定值的路面上制动时，各轴附着力即极限制动力并非为常数，而是制动强度q 或总制动力F ?的函数。当汽车各车轮制动器的制动力足够时，根据汽车前、后轴的轴荷分配，前、后车轮制动器制动力的分配、道路附着系数和坡度情况等，制动过程可能出现的情况有三种，即：
1）前轮先抱死拖滑，然后后轮再抱死拖滑；
2）后轮先抱死拖滑，然后前轮再抱死拖滑；
3）前、后轮同时抱死拖滑。
在以上三种情况中，显然是（3）情况的附着条件利用得最好。
由上式中不难求得在任何附着系数?的路面上，前、后车轮同时抱死即前、后轴车轮附着力同时被充分利用的条件是：
式中：1f F ——前轴车轮的制动器制动力
2f F ——后轴车轮的制动器制动力
1B F ——前轴车轮的地面制动力
2B F ——后轴车轮的地面制动力
1Z 、2Z ——地面对前后轴车轮的法向反力
G ——汽车所受重力
1L 、2L ——汽车质心离前后轴距离
g h ——汽车质心高度
由上式可知，前后轮同时抱死时，前、后轮制动器的制动力1f F ，2f F 是?的函数。
将上式绘成以1f F ，2f F 为坐标的曲线，即为理想的前、后轮制动器制动力分配曲线，
简称I 曲线，如图
图2—2载货汽车的Ⅰ曲线与β线
Figure 2-2 Truck ⅠCurve and beta line
如图，如果汽车前、后制动器的制动力1f F ，2f F 能按I 曲线的规律分配，则能保证汽
车在任何附着系数?的路面上制动时，都能是前、后车轮同时抱死。然而，目前大多数两轴汽车尤其是货车的前、后制动器制动力之比为一定值，并以前制动器制动力1f F 与汽车总
制动器制动力f F 之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数β：
又由于在附着条件所限定的范围内，地面制动力在数值上等于相应的制动周缘力，因此β又可通称为制动力分配系数。
前面已分别给出了制动强度q 和附着系数利用率ε根据所选定的同步附着系数0?求得： 468.085
.78.16.06.2=?+=β………………………………（2-5） 1-β=L h L g
01?- 进而求得：q h L L
G Gq F F g B B )(021?ββ+=== 当0??=时，11B F F ?=，22B F F ?=，故 ?G F B =，q=?，1=ε
当0???=0.4时，可能得到的最大总制动力取决于前轮刚刚首先抱死的条件，即11?F F B =由上面的式得：
2.1026538.1)4.05.0(6.24.06.28.928000)(022=?-+???=-+=
g B h L GL F ???……………………（2-6） q=374.08
.1)4.05.0(6.24.06.2)(022=?-+?=-+g h L L ??? 当时6.00=???，可能得到的最大总制动力取决于后轮刚刚首先抱死的条件，即22?F F B =有上面的式得：
3.1591828.1)5.06.0(25.56.025.58.928000)(011=?-+???=-+=
g B h L GL F ???……………………（2-7） q=58.08
.1)5.06.0(25.56.025.5)(011=?-+?=-+g h L L ??? 对于β值恒定的汽车，为使其在常遇到附着系数范围内ε不致过低，其0?值总是选得小于可能遇到的最大附着系数。所以在0??>的良好路面上紧急制动时，总是后轮先抱死。
2.5制动器最大制动力矩
为了保证汽车有良好的制动效能和稳定性应合理地确定前后轮制动器的制动力矩，最大制动力是在汽车附着质量被完全利用的条件下获得的。这时制动力与地面作用车轮的法向力21,Z Z 成正比双轴汽车前、后车轮附着力同时被充分利用或前、后轮同时抱死时的制动力之比为：
80.001022121=-+=Z Z =g
g f f h L h L F F ?? ………………………………（2-8） 式中：L 1，L 2——汽车质心离前后轴的距离
0?——同步附着系数
h g ——汽车质心高度
通常上式的比值：轿车约为：1.3-1.6，货车约为：0.5-0.8
制动器所能产生的制动力矩受车轮的计算力矩所制约，即
1.381715
2.08.7340511=?==e f f r F T m N ? ……………………………（2-9） 5.4744152.06.9123322=?==e f f r F T m N ? …………………………（2-10）
式中：1f F ——前轴制动器的制动力
2f F ——后轴制动器的制动力
1Z ——作用于前轴车轮上的地面法向反力
2Z ——作用于后轴车轮上的地面法向反力
e r ——车轮的有效半径
对于常遇的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步附着系数0?值的汽车，为
了保证在0??>的良好的路面上（例如0.7?=）能够制动到后轴和前轴先后抱死滑移（此时制动强度q ?=），前、后轴的车轮制动器所能产生的最大制动力矩为：
e g e
f r h L L
G r T ???)(21max 1+=Z = ………………………………（2-11） =52.06.0)8.16.06.2(85
.78.928000???+? =40134.4m N ? max 1max 21f f T T ββ-=
……………………………（2-12） =4.40134468
.0468.01?- =45622.8m N ?
对选取较大0?值的各类汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当0??>时，相应的极限制动强度q ?<，故所需的后轴和前轴的最大制动力矩为
e g
f r qh L L
G T ?)(1max 2-= ………………………………（2-13） =
52.06.0)8.16.025.5(85.78.928000???-? =45478.4m N ?
max 2max 11f f T T ββ
-= ………………………………（2-14） =4.45478468
.01468.0?- =40007.3m N ?
式中： ——该车所能遇到的最大附着系数
q——制动强度
r——车轮有效半径
一个车轮制动器应有的最大制动力矩为上列公式计算结果的值一半。
3制动器的设计与计算
制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，后一提法适用于驻车制动器。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低．同时依靠车轮与路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力，以使汽车减速。
制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点，但因成本高，只在一部分总质量较大的商用车商上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一般只用作缓速器。目前广泛使用的仍为摩擦式制动器。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦作用产生制动力矩的制动器动器，都称为摩擦制动器。行车制动、驻车制动及第二（或应急）制动系统所用的制动器．几乎都属于摩擦制动器。
摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。前者摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；后者的旋转元件则为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。
旋转元件同装在车轮或半轴上，即制动力矩分别直接作用于两侧车轮上的制动器，称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系统的传动轴上．其制动力矩须经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器，则称为中央制动器。车轮制动器一般用于行车制动，也有兼用于第二制动(或应急制动)和驻车制动的。中央制动器一股只用于驻车制动和缓速制动。
鼓式制动器又分为多种形式：领从蹄式、单向双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式和双向增力式等结构形式的制动器。领从蹄式制动器主要由制动鼓、制动蹄、和驱动装置组成，蹄片装在制动鼓内，结构紧凑，密封容易。领从蹄式制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行使的制动效果不变；结构简单成本低；便于附装驻车制动驱动机构；易于调整蹄片与制动鼓之间的间隙。从而广泛应用于中、重型货车前后轮及轿车后轮制动器。
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属盘，此圆盘称为制动盘。其固定元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2~4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盘形，因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。
3.1 鼓式制动器的主要参数
汽车类别选用乘用车，汽车的总质量m
a 为28t、汽车质心高度h
g
=1.8m、轴距L=7.85m、
汽车质心离前轴距离l
1=5.25m、汽车质心离后轴距离l
2
=2.6m其它几何参数如图3-1 图3-1 鼓式制动器主要几何参数
Fig3-1 The main geometric parameters of drum brakes
3.1.1制动鼓内径
输入力F
一定时，制动鼓内径越大，制动力矩越大，且散热能力也越强，但D的增大受轮辋内径限制。而且D的增大也使制动鼓的质量增大，使汽车的非悬挂质量增加，不利
于汽车的行驶平顺性。制动鼓与轮辋之间应保持足够的间隙，通常要求该间隙不小于20mm，否则不仅制动鼓散热条件差，而且轮辋受热后可能粘住内胎或烤坏气门嘴。制动鼓应有足够的壁厚，用来保证有较大的刚度和热容量，以减少制动时的温升。制动鼓的直径小，刚度就大，并有利于保证制动鼓的加工精度。由此间隙要求及轮辋的尺寸即可求得制动鼓直
径D的尺寸，另外制动鼓直径D与轮辋直径D
r
之比的一般范围为：
轿车：D/ D
r
=0.64-0.74
货车：D/ D
r
=0.70-0.83
轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125mm-150mm，载货汽车和客车的制动鼓内径一般比轮辋外径小80mm-100mm。对于深槽轮辋由于其中间深陷部分的尺寸比轮辋名义直径小得多，所以其制动鼓与轮辋之间的间隙有所减小应予注意。设计时亦可按轮辋直径初步确定制动鼓内径如表3-1[13]
表3-1 制动鼓最大内径
Tablet .3-1 The largest diameter brake drum
轮辋直径/in 12 13 14 15 16 20，22.5 制动鼓最大内径/mm
轿车180 200 240 260 - -
货车、客车220 240 260 300 320 420 制动鼓内径尺寸应符合QC/T 309-1999《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》的规定。
由上述表格和轮胎标准初选制动鼓内径420mm
3.1.2摩擦衬片宽度b及包角β
制动鼓半径R既定后。摩擦衬片宽b和包角β便决定了衬片的摩擦面积A
P
，而
A
P =Rbβ，制动蹄各蹄总的摩擦面积
∑p A越大则单位压力愈小从而磨损特性愈好。根据
国外统计资料分析，单个车轮蹄式制动器总的衬片摩擦面积随汽车总重而增加具体数如表3-2[2]
表3-2 摩擦衬片面积
Tablet .3-2 Friction lining area
汽车类别汽车总重力G0/KN 单个制动器的衬片摩擦面积A
P
/cm2
轿车9-15
15-25
100-200
200-300
货车
10-15
15-25
25-35
35-70
70-120
120-170
100-200
150-250
250-400
300-650
550-1000
600-1500
由根据表2-2选取对于车总质量分配m1
a =7t-12t时，A
P
=550-1000 cm2
制动鼓半径R=D/2=420/2=210mm确定后，衬片的摩擦面积为A
P
=Rbβ
初选β=100°初选A
P
=1000/2=500cm2
则b= A
P
/Rβ=238.1mm，根据ZBT24005—89选取b=240mm
3.1.3摩擦衬片起始角β0
一般将衬片布置在制动蹄的中央，即令β0=100°-β/2=100°-100°/2=50°
3.1.4 制动蹄支撑点位置坐标a和c
应在保证两蹄支撑端毛面不致互相干涉的条件下，使a尽可能大而c尽可能小。初步设计选a=0.8R=168mm, c=40mm
3.1.5 制动器中心到张开力F0作用线的距离e
在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离e尽可能大，以提高制动效能。初步设计时暂定e=0.8R=168mm
3.1.6摩擦衬片的型号及摩擦系数
选择摩擦片时不仅希望其摩擦系数要高些，更要求其热稳定性要好，受温度和压力的影响要小。不能单纯地追求摩擦材料的高摩擦系数，应提高对摩擦系数的稳定性和降低制动器对摩擦系数偏离正常值的敏感性的要求，后者对蹄式制动器是非常重要的。摩擦衬片的型号及性能如表3-3[3]
表3-3内张蹄式制动器衬片型号性能及用途
Tablet.3-3 Shoe brake linings Model Properties and Applications
产品规格摩擦系数
硬度
（HBS）
适用范围
SY-1107 0.39-0.45 20-50 主要用于轿车等轻负荷车
SY0204 0.36-0.42 20-50 主要用于中型载重汽车
SY-9002 0.38-0.43 20-50 主要用于重型载货汽车
由表3-3选取SY-9002规格选取摩擦衬片摩擦系数为0.4
3.2鼓式制动器的计算
3.2.1计算有一个自由度的紧蹄摩擦片的径向变形规律
除摩擦片因有弹性容易变形外，制动鼓、蹄片和支撑也有变形，所以计算法向压力在摩擦衬片上的分布规律比较困难。通常只考虑衬片径向变形的影响，其他零件变形的影响较小而忽略不计。
如图3-2。蹄片在张开力和摩擦力作用下，绕支撑销转动dr角，由于dr角很小，可认为∠A1B1B1′=90°，所以摩擦衬片表面的径向变形为
δ1=B1C1=A1B1Sin r1dr
OA1≈OB1=R
A1B1/Sin α=R/Sin r
δ1= R Sin αdr
由此公式可看出蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律。
图3-2制动蹄片受力分析图
Fig3-2 Brake shoe stress analysis
3.2.2计算蹄片上的制动力矩
制动转矩目前一般采用效能因数法或分析图解法计算，本书采用效能因数法计算。为此必需先求出制动蹄的效能因数，而后求制动力矩。设制动蹄的制动力矩和效能因数分别为T和K
t
，输入张开力F，制动鼓半径为R，则
FR K T t =[3] ………………………………………（3-1）
效能因数t K 是单位为1的系数。对于一定结构型式的制动蹄，只要已知制动鼓转向，制动蹄的主要几何参数的相对值（即这些参数与R 之比）以及摩擦系数，该蹄的t K 即可确定。然后根据既定的F 和R 值求T 。
（1）领蹄 假定蹄鼓之间的单位压力是沿周向均匀分布的，这一假定与实际情况相差较远，据此算出的制动力矩较实际数值大，根据上面的分析计算可知，蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律，根据数学推导得领蹄效能因数为1t K
)1sin cos cos /(1-=γβρλ
ζK K t …………………………（3-2）
式中 6.1210/)168168(/)(/=+=+==R e a R h ζ
4.134016840arcsin arcsin arcsin 2
2221=+=+==c a c f c θ° 衬片包角β取为θ，
2713509022o o 01=--=--=θθ
πα°
51.12)tan sin sin arctan(=+-=αθθθ
θβ°
3.7275.128.21o o 0=-+=-+=αβγλ°
将以上所计算得到的数值代入式（3-2）中可得出53.11=t K
（2）从蹄制动效能因数2t K ，其公式为
)1sin cos cos /(`
2+=γβρλ
ζK K t …………………………（3-3）
式中 6.1210/)168168(/)(/=+=+==R e a R h ζ
4.13arcsin arcsin 221=+==c a c
f c
θ°
2713509022o o 0
1=--=--=θθ
πα°
5.12)tan sin sin arctan(=+-=αθθθ
θβ°
2.41276.78.21o o 0=+-=+-=αβγλo
代入公式（3-3）62.02=t K
前面已经分析领从蹄中顶端推力F 1=F 2，则可得
对于凸轮张开机构，张开力F ：
1/5.0B T F f = ………………………………（3-4）
有前面所算数据所得T f 代入公式（3-4）中，便可得到F 值为21360N 。汽车制动力总和F 与整车质量m a 的百分比：
则可知该制动力符合标准。
根据以上计算后得到的t K 值，F 值，以及已知的R 值代入公式（3-1）中，最终到：
)(2.89712.0213601.2m N FR K T t ?=??==
3.2.3检查制动蹄有无自锁
计算鼓式制动器，必须检查蹄有无自锁的可能。
如果f ﹤c ′cos δ1 /(R 1- c ′Sin δ1) 就不会自锁。
f=0.4
c ′=)(22a c +=mm 3.173)16840(22=+
摩擦力的作用半径
=235.2mm 式中000`00`261440arcsin 402=-=-=--=a
c αβ
πα =+=+=00```26100αθα126°
32.9])
2sin 2sin 2()2cos 2(cos arctan[``````1=+--=ααθααδo 所以制动器不会自锁，合格。
3.3 衬片磨损特性的计算
摩擦衬片(衬块)的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动鼓(制动盘)的材质及加工情况，以及衬计(衬块)本身材质等许多因素的影响。因此在理论上计算磨损性能极为困难。但试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。
从能量的观点来说，汽车制动过程即是将汽车的机械能(动能和势能)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，制功器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制功时间很短，实际上热量还来不及逸散到大气中。而被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片(衬
块)磨损将越严重。对于盘式制动器的衬块，其单位面积上的能量负荷比鼓式制动器的衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。
各种汽车的总质量及其制动衬片(衬块)的摩擦面积各不相同，因面有必要用一种相对的量作为评价能员负荷的指标。目前，各国常用的指标是比能量耗散率，即每单位衬片(衬块)摩擦面积的每单仿时间耗散的能量。通常所用的计量单位为2
/
W mm。比能量耗散率有时也称为单位功负荷，或简称能量负荷。
3.3.1比能量耗散率（单位功负荷、能量负荷）
双轴汽车单个后轮制动器比能量耗散率为
e 2=δm
a
( v
1
2 - v
2
2 )×(1-β)/4tA
2
…………………………（3-5）
其中：
m
a
为汽车总质量（t），初选乘用车28t
δ为汽车回转质量换算系数，紧急制动停车时v2=0，认为δ=1
v 1为制动初速度，对于总质量3.5t以上的货车v
1
=65Km/h(18m/s)
j为制动减速度，计算时一般取j=0.6g m/s2 j=du/dt A
2
为后制动器衬片的摩擦面积
t为制动时间，t=(v
1-v
2
) / j =(18-0)/0.6g=3.07 s
β为制动力分配系数，β=F f1/( F f1+F f2)
前轴车轮的制动器制动力 F
f1=∮Z
1
后轴车轮的制动器制动力 F
f2
=∮Z
取轴距L=7.85m
质心高度h
g
=1.8m
汽车质心离前轴距离L
1
=5.25m
汽车质心离后轴距离L
2
=2.6m
附着系数∮=0.7（见表3-4）
表3-4路面状况与附着系数对应表
Tablet 3-4. Pavement behavior and coefficient of adhesion correspondence table 路面状态附着系数∮
干燥水泥路面0.7～1.0
潮湿水泥路面0.4～0.6
大学生方程式赛车制动系 统设计和优化 Prepared on 22 November 2020
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
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.
液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为0N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。
减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改进液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，经过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化能够提高工作可靠性，实
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
制动器的计算分析 整车参数 2、制动器的计算分析 2.1前制动器制动力 前制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F1=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为F1=3255kgf
以上各式中：A c—气室有效面积 L—调整臂长度 a—凸轮基圆直径 BF—制动器效能因数 R—制动鼓半径 R e—车轮滚动半径 ?—制动系效率 P—工作压力 2.2后制动器制动力 后制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F2=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为 F2 =3467kgf
2.3满载制动时的地面附着力 满载制动时的地面附着力是地面能够提供给车轮的最大制动力，正常情况下制动气制动力大于地面附着力是判断整车制动力是否足够的一个标准。地面附着力除了与整车参数有关之外，还与地面的附着系数有关，在正常的沥青路面上制动时，附着系数?值一般在0.5~0.8之间，我们现在按照路面附着系数为0.7来计算前后地面附着力：F?前=G满1×?+G×? 2 =2200×0.7+6000×× =2002kgf F?后=G满2×?-G×? 2 3800×0.7-6000×× = =1487kgf
因为前面计算的前后制动器最大制动力分别为 F1=3255kgf F2=3467kgf 3、制动器热容量、比摩擦力的计算分析 3.1单个制动器的比能量耗散率的计算分析 前制动器的衬片面积A1=2×πR1××L1= 式中（L1=100mm摩擦片的宽度 w1=110°） 后制动器的衬片面积A2=2×πR2××L2= 式中（L2=100m m 摩擦片的宽度w2=） 比能量耗散率 e1=β= e2=β= 上式中：G—满载汽车总质量 V1—制动初速度，计算时取V1=18m/s β—满载制动力分配系数 t—制动时间，计算时取t=3.06s 鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2为宜，故该制动器的比能量耗散率满足要求。 3.2单个制动器的比摩擦力计算分析 计算时取制动减速度j=0.6g
五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围 1.2引用标准 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 1.4制动系统的设计方法 1.5整车参数 1.6设计期望值 2 行车制动系统的设计 2.1制动器总成的设计 2.2人力制动系和伺服制动系 2.3踏板总成的设计 2.4传感器设计 2.5 ABS的设计 3 应急制动及驻车制动的设计
五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围： 本设计指南适用于在道路上行驶的汽车的制动系统 1.2引用标准 GB 7258—1997 ****** 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 汽车应设置足以使其减速、停车和驻车的制动系统。设置对前、后轮分别操纵的行车制动装置。应具有行车制动系。汽车应具有应急制动功能和应具有驻车制动功能。汽车行车制动、应急制动和驻车制动的各系统以某种方式相联，它们应保证当其中一个或两个系统的操纵机构的任何部件失效时(行车制动的操纵踏板、操纵连接杆件或制动阀的失效除外)仍具有应急制动功能。制动系应经久耐用，不能因振动或冲击而损坏。
1.4制动系统的设计方法1.4.2制动系统方案的确定
1.4.3制动系统方案确定的顺序 1.5整车参数 1.5.1整车制动系统布置方案
参数项目空载满载前轴负荷(kg) 后轴负荷(kg) 总质量G(kg) 重心高度hg(mm) 轴距L(mm) 车轮滚动半径(mm) 最大车速(km/h) 重心距前轴距离a(mm) 重心距后轴距离b(mm) 1.6设计期望值 1.6.1制动能力 汽车制动时，地面作用于车轮的切线力称为地面制动力F xb ，它是使汽车制动 而减速行驶的外力。在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩M u 所需的力称为制动器制 动力F u 。 地面制动力是滑动摩擦约束反力，其最大值受附着力的限制。附着力F Φ 与 F xbmax 的关系为F xbmax ＝F Φ ＝F z ·Φ。F z 为地面垂直反作用力，Φ为轮胎—道路附着 系数，其值受各种因素影响。若不考虑制动过程中Φ值的变化，即设为一常值，则当制动踏板力或制动系压力上升到某一值，而地面制动力达最大值即等于附着力时，车轮将抱死不动而拖滑。踏板力或制动系压力再增加，制动器制动力F u 由于制动器摩擦力矩的增长，仍按直线关系继续上升，但是地面制动力达到附着力的值后就不再增加了。制动过程中，这三种力的关系，如图1所示。 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受轮胎。道路附着条件的限制。所以只有当汽车具有足够的制动器摩擦力矩，同时轮胎与道路又能提供高的附着力时，汽车才有足够的地面制动力而获得良好的制动性。 图2是汽车在水平路面上制动时的受力情形 (忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩) 。此外，下面的分析中还忽略制动时车轮边滚边滑的过程，附着系数只取一个定值Φ，惯性阻力为：
错误！未找到引用源。盘式制动器设计说明书 一汽车制动系概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。 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制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，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，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。 1 制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或--=-坡道上。 2 制动系的组成 任何制动系都具有以下四个基本组成部分： （1）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。 （2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 （3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。 （4）制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。 较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。 3 制动系的类型 （1）按制动系的功用分类 1）行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。 2）驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。 3）第二制动系——在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系是汽车必须具备的。 4）辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。 （2）按制动系的制动能源分类 1）人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。 2）动力制动系——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。 3）伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。 按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。 4 设计制动系时应满足如下主要要求： 1）具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻
晋中学院本科毕业设计 题目液压缸组件设计 院系机械学院 专业机械设计制造及其自动化姓名刘晓萍 学号0914112114 学习年限2009年9月至2013年6月指导教师李彩联职称讲师 申请学位工学学士学位 2013年05 月30 日
液压缸组件设计 学生姓名：刘晓萍指导教师：李彩联 摘要：在液压与气压传动系统中，会经常用到液压活塞缸的形式，它广泛地存在于各个领域中。通常活塞缸的组成部分是缸底、缸筒、活塞、活塞杆和端盖等主要部件。有时，在液压缸的连接处，比如缸体和缸盖法兰部分，缸盖与活塞部分，活塞与活塞杆部分等需要安装密封装置，以减少和防止外部灰尘或者内部油液的进出和泄露。缸体的运动过程中，由于惯性、速度、质量等原因，活塞在运动到行程终端时会与缸底发生碰撞，从而引起能量的损失和传动失衡，因此需要在缸体内部安装缓冲装置。此外，在必要时还需要在液压缸体的某些部位安装排气装置和防尘装置以使整个传动机构精度提高、效率提升。液压缸的设计需要根据已给数据和要求来进行，对液压缸的结构进行设计、选择、检验、制造等方面的考虑。 关键字：活塞；活塞杆；缸盖；缸体；
Design specification of the hydraulic cylinder assembly Author’s Name:Liu Xiaoping Tutor:Li Cailian ABSTRACT：The piston cylinder usually be used in the hydraulic and pneumatic drive system,the main part of the piston cylinder is bottom, cylinder, piston, piston rod and cover. To prevent the working medium to the outside of the cylinder or by a high-pressure chamber to the low pressure chamber leakage, a seal between the cylinder cover, piston and piston rod, piston rod with end caps, piston and cylinder device. The outside of the end cap is also equipped with dust-proof device. In order to prevent impact cylinder head, piston rapid movement to the stroke end cushioning device may also be provided in the end portion of the cylinder. The basic part of the cylinder by cylinder assembly, the piston assembly, the sealing member, and a buffer, the connection member. Further, according to the needs cylinder is also provided with the exhaust means and dustproof device. During the design of the hydraulic cylinder, in accordance with the requirements of the working pressure, velocity, working conditions, processing and disassembly repair sum considering the structure of the various parts of the cylinder. KEYWORDS：piston；piston rod；cylinder head；cylinder
盘式制动器设计说明书 一汽车制动系概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。 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制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，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，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。 1 制动系的功用：使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或--=-坡道上。 2 制动系的组成 任何制动系都具有以下四个基本组成部分： （1）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部位称为制动能源。 （2）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 （3）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部件。 （4）制动器——产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。 较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。 3 制动系的类型 （1）按制动系的功用分类 1）行车制动系——使行使中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。 2）驻车制动系——是以停止的汽车驻留在原地不动的一套装置。 3）第二制动系——在行车制动系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系是汽车必须具备的。 4）辅助制动系——在汽车长下坡时用以稳定车速的一套装置。 （2）按制动系的制动能源分类 1）人力制动系——以驾驶员的肢体作为唯一的制动能源的制动系。 2）动力制动系——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系。 3）伺服制动系——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。 按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。 4 设计制动系时应满足如下主要要求： 1）具有足够的制动效能。行车制动能力是用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两相指标来评定的；驻坡能力是以汽车在良好路面上能可靠的停驻的最大坡度来评定的。详见GB/T7258-2004
课程设计说明书（液压油缸的压力和速度控制）
目录 1、设计课题 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3设计参数 (3) 1.4设计方案 (3) 2、设计方案 (4) 2.1工况分析 (4) 2.2拟定液压系统 (6) 3、机械部分计算 (9) 3.1液压缸的设计计算 (9) 3.2液压缸的校核计算 (12) 3.3液压缸结构设计 (15) 3.4选择液压元件 (17) 4 、系统的验算 (20) 4.1.压力损失的验算 (20) 4.2 系统温升的验算 (21) 5、电气部分设计 (23) 5.1控制系统基本组成 (23) 5.2PLC控制系统的流程图 (24)
1 设计课题 1.1设计目的 通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于： 1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。 2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 3、培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 1.2设计要求 执行元件：液压油缸； 传动方式：电液比例控制； 控制方式：PLC控制； 控制要求：速度控制； 控制精度：0.01 1.3设计参数 油缸工作行程——600 mm； 额定工作油压——6.5MPa； 移动负载质量——1000 kg； 负载移动阻力——5000 N； 移动速度控制——0.2m/s； 1.4设计方案 利用设计参数和控制要求设计出液压油缸，进而设计出液压系统，通过PLC 对液压油缸进行速度控制。
王工： 总体上写得不错，需要进一步改进的建议如下： 1.主要零部件的典型结构图。 2.分泵、总泵、吊挂助力器和阀等试验验证与试制验证的方法与标准（结合参考上次L 项目验证计划）细化与补充。 3. 分泵、总泵、吊挂助力器和阀的DFMEA分析的主要内容。 3.做到图文并茂，无经验的年轻的设计人员（《设计手册》主要读者）一看就明白。 4.附一典型车型（如L3360奥铃）的制动系统计算书。 储成高 2003.8.23 制动系统的开发和设计 1.系统概述 一般情况下汽车应具备三个最基本的机能，即：行驶机能、转弯机能和停车机能，而其停车机能则是由整车的制动装置来完成的。作为汽车重要组成部分的制动系统，其性能的好坏将直接影响汽车的行驶安全性，也就是说我们希望在轻轻地踩下制动踏板时汽车能很平稳地停止在所要停车的地方，为了达到这一目的，我们必须充分考虑制动系统的控制机构和执行机构的各种性能。 制动系统一般可分为四种，即行车制动系、应急制动系（也称第二制动系）、驻车制动系和辅助制动系统（一般用于山区、矿山下长坡时）。 各种制动系统一般有执行机构和控制机构两个部分组成。其执行机构是产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，通常包括制动鼓、制动蹄、制动盘、制动钳和制动轮缸等；其控制机构是为适应所需制动力而进行操纵控制、供能、调节制动力、传递制动能量的部件，一般包括助力器、踏板、制动主缸、储油杯、真空泵、真空罐、比例阀、ABS、制动管路和报警装置等，有的还包括具有压力保护和故障诊断功能的部件。在其控制机构中如果按其制动能量的传输方式制动系统又可分为：机械式、液压式、气压式和电磁式（同时采用两种以上传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，如气顶油等）。 制动系统是影响汽车行驶安全性的重要部分，通常其应具备以下功能：可以降低行驶汽
摘要 制动系统是汽车中最重要的系统之一。因为随着高速公路的不断发展，汽车的车速将越来越高，对制动系的工作可靠性要求日益提高,制动系工作可靠的汽车能保证行驶的安全性。由此可见，本次制动系统设计具有实际意义。 本次设计主要是对轻型货车制动系统结构进行分析的基础上，根据对轻型货车制动系统的要求，设计出合理的符合国家标准和行业标准的制动系统。 首先制动系统设计是根据整车主要参数和相关车型，制定出制动系统的结构方案，其次设计计算确定前、后鼓式制动器、制动主缸的主要尺寸和结构形式等。最后利用计算机辅助设计绘制出了前、后制动器装配图、制动主缸装配图、制动管路布置图。最终对设计出的制动系统的各项指标进行评价分析。另外在设计的同时考虑了其结构简单、工作可靠、成本低等因素。结果表明设计出的制动系统是合理的、符合国家标准的。 关键词：轻型货车；制动；鼓式制动器；制动主缸；液压系统.
Abstract Braking system is one of the most important system in the automotive . because of the continuous development with the highway. The car will become more and more high-speed, braking system on the work of the increasing reliability requirements,Brake work of a reliable car,guarantee the safety of travelling,This shows that, The braking system design of practical significance. The braking system is one of important system of active safety. Based on the structural analysis and the design requirements of intermediate car’s braking system, a braking system design is performed in this thesis, according to the national and professional standards. First through analyzing the main parameters of the entire vehicle, the braking system design starts from determination of the structure scheme. SecondlyCalculating and determining the main dimension and structural type of the front、rear drum brake，brake master cylinder ans so on，Finally use of computer-aided design drawing draw the engineering drawings of the front and rear brakes, the master brake cylinder, the diagram of the brake pipelines. Furthermore, each target of the designed system is analyzed for checking whether it meets the requirements. some factors are considered in this thesis, such as simple structure, low costs, and environmental protection, etc. The result shows that the design is reasonable and accurate, comparing with the related national standards. Key words：light truck；brake；drum brake；master cylinder；hydraulic pressure system
Q/XRF xxx公司 Q/XRF-J009-2015 xxxx 制动系统设计规范 编制:日期: 校对:日期: 审核:日期: 批准:日期: 2015-03-15发布 2015-03-15实施 xxx公司发布
目录 一概述 (2) 1.1 制动系统基本介绍 (2) 1.2 制动系统的结构简图 (2) 二法规要求 (3) 2.1 GB12676-1999法规要求 (3) 2.2 GB 7258-2012法规要求 (4) 三制动动力学 (4) 3.1 稳定状态下的加速和制动 (4) 3.2 制动系统设计与匹配的总布置设计硬点或输入参数 (5) 3.3、理想的前、后制动器制动力分配曲线 (6) 3.3.1 基本理论 (6) 四计算算例与分析改进方法 (7) 4.1 前、后轮制动器制动力矩的确定 (8) 4.1.1制动器的制动力矩计算 (8) 4.1.2确定车型的制动器制动力矩 (11) 4.2 比例阀的设计 (12) 4.2.1 举例基本参数 (13) 4.2.2 GMZ1的校核 (13) 4.2.3 GZM2的校核 (14) 4.2.4设计优化曲线 (15) 4.3 总泵的校核 (17) 4.3.1基本参数 (17) 4.3.2基本理论 (18) 4.3.3校核结果 (18)
一概述 制动系是汽车的一个重要的组成部分。它直接影响汽车的行驶安全性。为了保证汽车有良好的制动效能，本规范指导汽车的制动性能及制动系结构的设计。 1.1 制动系统基本介绍 微型电动货车的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为盘式制动器和鼓式制动器，前制动盘为空心通风盘，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS以防止车辆在紧急制动情况下发生车轮抱死。驻车制动系统为机械式手动后轮鼓式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。 1.2 制动系统的结构简图 图1 制动系统的结构简 1. 真空助力器带制动主缸总成 2.制动踏板 3.车轮 4.轮速传感器 5. 制动管路 6. 制动轮缸 7.ABS控制器
手动液压叉车课程设计设计报告 课程：专业综合实践 班级：机自3093 学院：机械工程学院 指导老师：吴彦农 设计：王晓波王彬谷泓毅 日期： 2012.12.30
叉车设计摘要 叉车是物流系统中最常用的装卸、搬运设备。本文介绍了世界范围内叉车的市场，叉车发展趋势以及叉车的结构特点，了解液压起重机械设计的主要参数：根据液压起重机械的特点，设计液压手动叉车参数有：起重量、跨距、幅度起重高度、各机构的工作速度及起重机各机构的工作类型。叉车的主要参数首先由使用单位根据生产需要提出，具体数字应按国家标准或工厂标准来确定，同时也要考虑到制造厂的现实生产条件。因此，在确定参数时应当进行调查研究，充分协商和慎重确定。 现代叉车技术发展的主要趋势是充分考虑舒适性、安全可靠性和可维护性 ,产品专业化、系列多样化,大量应用新技术,完善操控系统,重视节能和环保 ,全面提升产品的性能和品质。 通过对国际国内叉车造型设计的现状分析运用工业设计的理论和方法，研究了叉车造型设计的要素及设计原则：造型要求简洁明快、线条流畅，以体现车身的力度感与坚实稳重的感；色彩．力求单纯，给人以轻松、愉悦的感觉，主色调以明度较高的黄色、橙色为宜；车身前后左右要求有宽大的玻璃，仪表具有良好的可读性。研究结果对叉车设计具有重要的实际指导意义。 关键词：叉车；载重；提升机构 第 1章绪论 1.1课题发展现状和前景展望 叉车是应用十分广泛的流动式装卸搬运机械，是物料搬运机械(国外称为工业车辆或地面运输车辆)的一种，是实现物流机械化作业，减轻工人搬运劳动强度，提高作业效率的主要工具。叉车又名铲车、万能装卸车或自动装卸车。它是由在无轨底盘上加装专用装卸工作装置构成的。叉车具有通用性强、机动灵活、活动范围大等特点，所以它广泛用于车站、港口码头、机场、仓库以及工矿企业等部门，用来实现机械化装卸、堆垛和短距离运输，是物流系统不可缺少的机械设备。而叉车中进行装卸作业的直接工作的装置是叉车起重系统，货物的卸放、堆垛最终都是由其完成的，所以它是叉车最重要的组成部分。在我国国民经济的发展中，各行各业对叉车的需求量逐年增加。据国家权威机构研究预测，在今后几年我国叉车年需求量将超过15万台。叉车产业市场潜力巨大，发展前景广阔。 1.2课题主要内容和要求 实验室提供液压千斤顶，螺旋千斤顶实物样品，要求参照其工作原理设计用于较重货物的装卸、移动的省
制动系统设计规范 1.范围： 本规范介绍了制动器的设计计算、各种制动阀类的功能和匹配、以及制动管路的布置。 本规范适用于天龙系列车型制动系统的设计。 2.引用标准： 本规范主要是在满足下列标准的规定（或强制）范围之内对制动系统的零、部件进行设计和整车布置。GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法 GB/T13594机动车和挂车防抱制动性能和试验方法 GB7258-1997机动车运行安全技术条件 3.概述： 在设计制动系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。先从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计制动系统所必须的下列信息。再设计制动器、匹配各种制动阀，以满足整车制动力和制动法规的要求。确定了制动器的规格和各种制动阀之后，再完成制动器在前、后桥上的安装，各种制动阀在整车上的布置，以及制动管路的连接走向。 3.1车辆类型：载货汽车、工程车、牵引车 3.2驱动形式：4×2、6×4、8×4 3.3主要技术及性能参数：长×宽×高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、整备质量、额定载质量、总质量、前/后桥承载吨位、（前/后）桥空载轴荷、（前/后）桥满载轴荷、最高车速、最大爬坡度等。 3.4制动系统的配置：双回路气/液压制动、弹簧制动、鼓/盘式制动器、防抱制动系统、手动/自动调整臂、无石棉摩擦衬片、感载阀调节后桥制动力、缓速器、排气制动。 4.制动器： 本规范仅对鼓式制动器的各主要元件和设计计算加以阐述，盘式制动器的选型和计算将暂不列入本规范的讨论范围之内。 4.1鼓式制动器主要元件： 4.1.1制动鼓： 由于铸铁耐磨，易于加工，且单位体积的热容量大，所以，重型货车制动鼓的材料多用灰铸铁。不少轻型货车和轿车的制动鼓为组合式，其圆柱部分用铸铁，腹板则用钢压制件。