领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能
摘要：如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。本说明书分四个章节，主要介绍了领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能，并与其他种类制动器作比较，为整车制动性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。
关键字：领从蹄式；制动器；制动性能
Leading-shoe Drum Brake Structure And Braking
Performance
Abstract:How to develop high-performance braking system, to provide protection for the safe driving is the main problem we have to solve. This manual is divided into four chapters, focuses on the leading shoe drum brakes from the structure and braking performance, and comparison with other types of brakes, the braking performance of the vehicle to provide a more comprehensive test data and performance evaluation. Keywords: Leading shoe；Brake；Braking performance
目录
序言 (1)
第1章制动器概述……………………………………………………………………
1
第2章鼓式制动器……………………………………………………………………
3
2.1鼓式制动器概
2.2鼓式制动器分
类 (3)
2.3鼓式制动器工作原理及应
用 (4)
2.4鼓式制动器主要参
数 (4)
第3章领从蹄式制动器 (7)
3.1领从蹄式制动器结构及性
能 (7)
3.2双领蹄式和双向双领蹄式制动
器………………………………………………1 1
3.3双从蹄式制动
器 (14)
3.4自增力式制动
器 (14)
3.5其它鼓式制动
器 (15)
第4章鼓式制动器与盘式制动器 (19)
4.1鼓式制动器特
4.2盘式制动器特
点 (19)
参考文献………………………………………………………………………………
2 1
领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能
序言
车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。
目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行。制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车，使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而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实现上述功能。
制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。制动器是指产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。
本说明书通过对领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能的研究，并与其他种类制动器作比较，且结合当今车辆实际应用，为整车制动性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。
第1章制动器概述
制动器的旋转元件固装在车轮上，制动力矩直接作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。目前，一般汽车所使用的制动器的制动力矩都来源于固定元件和旋转元件工作表面之间的摩擦，即摩擦式制动器。
汽车用的车轮制动器可分为鼓式和盘式两大类。他们的区别在于鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。由于盘式制动器散热能力强，热稳定性好，目前轿车的前轮多采用盘式制动器。
鼓式制动器有内张型和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛，后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。根据制动过程中两制动蹄产生制动力矩的不同，内张型鼓式制动器可分为领从蹄式、双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式和双向自增力式等几种形式(如图1-1所示)。
图1-1 制动器分类
盘式制动器有钳盘式和全盘式两种。前者是制动盘的部分工作面与制动钳接触，后者是制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触。后者是制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触。钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前越来越多
地被各级轿车和货车用作行车制动器。全盘式制动器只有少数汽车（主要是重型汽车）将其作为行车制动器。钳盘式制动器按制动钳固定在支架上的结构形式又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。
第2章鼓式制动器
2.1鼓式制动器概述
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。
早期设计的制动系统，其刹车鼓的设计在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。
2.2鼓式制动器分类
一般内张鼓式行车制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓（旋转元件）内圆面上，产生摩擦力矩（制动力矩）进行制动。凡对制动蹄加力使蹄转动的装置称为制动蹄促动装置，常用的促动装置有制动轮缸、凸轮促动装置及楔形促动装置，相应的鼓式制动器称为轮缸式制动器、凸轮式制动器和楔式制动器。领从蹄式制动器、双领蹄式制动器、双从蹄式制动器都是轮缸式制动器的一种。
2.3鼓式制动器工作原理及应用
鼓式制动器的旋转元件是制动鼓，固定元件是制动蹄，制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。凡对蹄端加力使蹄转动的装置统称为制动蹄促动装置，制动蹄促动装置有轮缸、凸轮和楔。以液压制动轮缸作为制动蹄促动装置的制动器称为轮缸式制动器；以凸轮作为促动装置的制动器称为凸轮式制动器；用楔作为促动装置的制动器称为楔式制动器。
在轿车制动鼓上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2～2.5倍，两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。
为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆（棘爪）拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。
轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
2.4鼓式制动器主要参数
2.4.1 制动鼓内径D
图2-1 鼓式制动器示意图
输入力F0一定时，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。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太差，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。
乘用车制动鼓直径与轮辋直径之比D/Dr=0.64~0.74
Dr初选406.4mm
经计算得D=260.096~300.736mm 查标准手册选取D=300mm。
2.4.2 摩擦衬片宽度b及包角β
摩擦衬片宽度尺寸b的选取对摩擦衬片的使用寿命有影响衬片宽度尺寸取窄些，则磨损速度快，衬片寿命短；若衬片宽度尺寸取宽些，则质量大，不易加工，并且增加了成本。
试验表明，摩擦衬片包角β=90°~100°时，磨损最小，制动鼓温度最低，且制动效能最高。β角减小虽然有利于散热，但单位压力过高将加速磨损。实际上包角两端处的单位压力最小最小，因此过分延伸衬片的两端以加大包角，对减小单位压力的作用不大，而且将使制动作用不平顺，容易使制动器发生自锁。因
此，包角一般不宜大于120°。
则可以初选β=90°
制动鼓半径R=D/2=300/2=150mm确定后，衬片的摩擦面积为A P=Rβb
对于乘用车总质量m a=0.9~1.5t时，A P=100~200cm2
初选乘用车总质量m a=1.5t
则b=Ap/Rβ=42.46~84.93mm 查标准手册取b=80mm。
2.4.3 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=90°-β/2=90°-90°/2=45°。
2.4.4 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=120mm。
2.4.5 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=120mm, c=40mm。（图2-1所示）
2.4.6 摩擦片摩擦系数f
一般取f=0.3。
第3章领从蹄式制动器
3.1领从蹄式制动器结构及性能
3.1.1领从蹄式制动器结构
图3-1 领从蹄式制动器示意图
1-领蹄；2-从蹄；3、4-支点；5-制动鼓；6-制动轮缸。
3.1.2领从蹄式制动器的制动性能
汽车前进时制动鼓旋转方向（制动鼓正向旋转）如图3-1中箭头所示，沿箭头方向看去，制动蹄1的支点3在前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。与此相反，制动蹄2的支点4在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。
当汽车倒向行驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄，而蹄2变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为从蹄式制动器。
领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单。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。热稳定性和制动稳定性均一般。
3.1.3制动蹄的支撑方式
制动蹄的支承方式可分为固定式和浮动式两种。固定式支承是把蹄的一端套在或定在支撑销上，只能绕其支撑销摆动，只有一个自由度，如图3-2（a）（b）所示。如果摩擦表面的几何形状加工不正确，摩擦片只能部分地和制动鼓表面接触。
图3-2 制动蹄的支撑方式
1-支撑销2-支撑块
浮动式支承蹄的支承端呈弧形，支靠在制动底板上的支承块2上[图3-2（c）]，需用两个复位弹簧来拉紧定位。它可使整个制动蹄向鼓的方向张开，又可沿支承块平面（图中垂直方向）有一定量的滑移，它具有两个自由度。其优点是：在制动时，蹄与鼓可以自动定心，保证两者有可能全面贴合。浮动式支承可以省掉一个调整点，调整蹄鼓间隙时，需踩下制动踏板使蹄贴合在鼓上，转动轮缸端的调整机构使蹄与鼓能刚脱离接触即可。为了防止不制动时蹄片滑移，多把轮缸布置在相当于时钟的3时和9时的位置上。此种结构在小型汽车的制动器上广泛使用。
北京BJ2020N型汽车的后轮制动器和上海桑塔纳轿车、一汽捷达轿车和一汽奥迪100型轿车（四缸机）的后轮制动器都为领从蹄式制动器结构。
3.1.4上海桑塔纳轿车的后轮制动器的结构和原理
图3-3 桑塔纳轿车后轮制动器
1-制动底板；2-销轴；3、4、11、12-弹簧；5-压杆；6-制动杆；7-带杠杆装置的制动蹄总成；8-支架；9-止档板；10-铆钉；13-检测孔；14-压簧；15-夹紧销；16-弹簧座；17-带斜契装置的制动总成；18-摩擦称片；19-斜契支撑；20-契形块；21-制动轮缸。
制动轮缸是双活塞内张型液压轮缸。制动底板1用螺栓固定在后桥轴端支承座上，制动轮缸21用螺钉固定在制动底板1上方，支架8、止挡板9用铆钉10紧固在底板下方，以上构成了制动底板总成。夹紧销15、弹簧座16和压簧14将制动蹄17和7紧压在制动底板带储油孔的支承平面上，防止制动蹄轴向窜动。制动蹄17上固定有斜楔支承19，它用于支撑调节间隙用的楔形块20，称为带斜楔装置的制动蹄总成。制动蹄7上铆有可以绕销轴2自由转动的制动杆6.制动杆6下端做成构型，与驻车制动钢索相连。制动蹄7称为带杠杆装置的制动蹄总成。摩擦衬片18用空心铆钉与制动蹄铆接在一起，铆钉头端部埋入摩擦片中，深度约为新摩擦片的三分之二。制动蹄的两端做成圆弧形。复位弹簧3、4、11分别将两个制动蹄上端贴考在轮缸左右活塞端面上，下端贴靠在止挡板两端面上。
制动时，轮缸活塞在制动液压力的作用下推动制动蹄绕制动蹄与止挡板的接触点向外旋转，使摩擦片紧压在制动鼓上，产生制动力矩使汽车制动。解除制动时，制动液压力消失，在复位弹簧3、4、11的作用下制动蹄复位。
桑塔纳轿车后轮制动器兼作驻车制动器，因此在制动器中装有驻车制动器的机械促动装置（图3-3）。制动杆6插在压杆5右端槽中，它们的接触点就成为中间支点。制动蹄7、17的腹板卡在制动压杆两端的槽中。弹簧4的左端钩在制动压杆的孔中，右端与带杠杆装置的制动蹄腹板相连。弹簧3的右端卡在制动压杆右端的钩槽内，左端与斜楔支承19的制动蹄腹板相连。
驻车制动时，将车厢内的驻车制动杆连到制动位置，制动钢索拉动制动杆，使之绕销轴2转动；制动杆在转动过程中，压迫制动压杆向左移动，将带斜楔支承的制动蹄压向制动鼓后，制动压杆停止移动，而制动杆绕与压杆接触的点即中间支点转动，把带杠杆的制动蹄总成压向制动鼓，钢索拉得越紧，摩擦片对制动鼓的压力越大，制动鼓与摩擦片之间产生的摩擦力矩也越大。接触驻车制动时，松开驻车制动杆，制动杆6在复位弹簧作用下回位，同时在复位弹簧3、4、11作用下将两制动蹄拉离制动鼓，回复原位。
这种以车轮制动器兼作驻车制动器的驻车制动系可用于应急制动。
桑塔纳轿车后制动器，其制动蹄采用浮动式支承，可以沿止挡板和轮缸活塞的支承平面做一定的浮动。制动蹄可以自动定心，以保证与制动鼓全面接触。这种制动器的主要特点是顺、倒车制动的性能不变，构造简单，造价较低，而且便于附装驻车制动驱动机构。
桑塔纳轿车后轮制动器的制动间隙是自动调整的，如图3-4所示。
图3-4 桑塔纳轿车后轮制动器制动间隙自动调整原理示意图1-制动底板；3-弹簧；5-压杆；6-制动杆；7-制动蹄总成；21-制动轮缸其调整原理：如图3-4所示，在制动蹄7和17之间有一制动压杆5相连，制动压杆两端开有缺口，其左端缺口端面也在楔形快20的齿形面上，楔形块另一侧齿形面压在斜楔支承19上。制动压杆5右端缺口端面顶住制动杆6，.制动压杆5右端缺口的头部有一压杆凸耳，它与制动杆6之间有一个设计间隙s，拉簧3的一头钩住制动蹄17的腹板，另一头钩在压杆5右端的钩尖内，使压杆紧紧压住楔形块20和斜楔支承19.斜楔支承是用铆钉紧固在制动蹄17上的，因此拉簧3也就将压杆紧压在楔形块20和制动蹄17上了。弹簧4的一头钩在压杆左端的孔内，另一头钩在制动蹄7的腹板上部，使压杆与制动杆紧贴在一起。
制动时，轮缸活塞制动蹄7和17各自绕自己与止挡板接触的支点转动，由于拉簧3的刚度设计得比弹簧4大，所以压杆始终压住楔形块20与制动蹄17一起向左方向运动，制动杆用销轴2压铆在制动蹄7的腹板上，可以绕销轴自由摆动。在制动蹄7转动时，随着由于磨损而引起的制动间隙增加，制动杆与压杆
原接触处逐渐分开，而与压杆凸耳的距离则越来越小，但是只要制动间隙不超过s值，制动杆就不会与压杆凸耳接触，在这种情况下不会发生间隙调整。这是通常行车制动时的情况。
当制动间隙增加s时，若此时进行行车制动，活塞推动制动蹄17向左方向转动，这时在拉簧3作用下楔形块和制动压杆向左移动。而制动蹄7向右方转动时制动杆移动了相应的距离后将与压杆凸耳接触，并克服拉簧3和4的拉力将压杆向右移动。这样压杆和楔形块之间便产生了间隙。拉力弹簧12将楔形块往下拉，直到压杆和楔形块重新接触，填补这个间隙。
撤销制动时，在拉簧3、4、11作用下，虽然制动蹄要复位，但由于楔形块已下行填补了间隙，因此制动蹄7和17已不可能恢复到制动前的位置。于是原来由于磨损变大的制动间隙便得到了补偿，恢复到初始的设置值。制动时，这个过程反复进行，实现了制动间隙的自动调整。
3.2双领蹄式和双向双领蹄式制动器
3.2.1双领蹄式制动器
在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器，如图3-5所示。
图3-5 双领蹄式制动器示意图
1-制动轮缸；2-支撑销；3-制动底板；4-制动蹄
双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不同，一是双领蹄式制动器的两制动器各用一个单活塞式轮缸，而领从蹄式制动器的两蹄共用一个双活塞式轮缸；二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支撑销在制动底板上的布置是中心对称的，而领从蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支撑销在制动底板上的布置是轴对称布置的。
北京BJ2020N型汽车的前轮制动器就属于双领蹄式制动器，如图3-6所示。
图3-6 北京BJ2020N型汽车前轮制动器
1-制动底板；2-制动轮缸；3-制动蹄复位弹簧；4-制动蹄；5-摩擦片；6-调整凸轮；7-支撑销；8-调整凸轮轴；9-弹簧；10-轴销；11-限位杆；12、14-油管接头；15-轮缸连接油管。
两制动蹄各用一个单活塞式轮缸2，且两套制动蹄、轮缸、支撑销和调整凸轮等，在制动底板上的布置是中心对称的，两个单活塞制动轮缸可借轮缸连接油管13联通。这样，在前进制动时，两蹄都是领蹄，制动器的效能因而得到提高。但也必须看到，在倒车制动时，两蹄都将变成从蹄。可以设想，在单车制动时，如果能使上述制动器的两个制动蹄的支撑点和促动力作用点互换位置，就可以得到与前进制动时相同的制动效能。
3.2.2双向双领蹄式制动器
无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器，图3-7所示是其结构示意图。
图3-7双向双领蹄式制动器
1-制动轮缸；2-制动蹄；3-制动鼓
与领从蹄式制动器相比，双向双领蹄式制动器在结构上有三个特点：一是采用两个双活塞式制动轮缸；二是两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的；三是制动底板上的所有固定元件，如制动蹄、制动轮缸、复位弹簧等都是成对的，而且既按轴对称又按中心布置对称。
红旗CA7560型前后轮制动器就是根据上述设想制成的一种双向双领蹄式制动器。其中前轮制动器的结构如图3-8所示。
图3-8 红旗CA7560型前后轮制动器
1-制动鼓；2-制动轮缸；3-制动底板；4-制动鼓散热胎片
该制动器的制动间隙可以用制动轮缸一端的调整螺母9来调整。拨动调整螺母头部的齿槽，使螺母转动，带螺杆的可调支座10便向内或向外做轴向移动。间隙调整好以后，将锁片14插入调整螺母的齿槽中，使螺母的角位置固定。
红旗CA7560型汽车的另一些结构特点是：第一，为改善制动鼓的散热性能，在制动鼓上铸有若干轴向的散热肋片；第二，摩擦片不用埋头铆钉铆接，而用树脂粘结剂与制动蹄粘结，故允许磨损量较大，使用寿命长。摩擦片工作表面上既然无铆钉孔，便不会积聚磨屑；第三，每个制动器的两个轮缸都是由两套彼此独立的液压管路供油（即采用了双回路制动系统），在任何一个轮缸因所在回路发生故障而失效时，另一轮缸仍能工作，只是此时制动器由双向双领蹄式制动器转变成领从蹄式制动器，效能有所降低。
3.3双从蹄式制动器
前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器，如图3-9所示。这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，两者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽然双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。
双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的固定元件布置都是中心对称的。如果间隙调整正确，则其制动鼓所受两蹄施加的两个法相合力能互相平衡，不会对轮毂轴承造成附加径向载荷。因此，这三种制动器都属于平衡式制动器。
图3—9 双从蹄式制动器示意图图3—10 单向自增力式制动器示意图
1—支承销；2—制动器；3—制动轮缸；1—第一制动鼓2—第二制动鼓3—制动器4—制动鼓4—支承销5—轮缸6—顶杆
3.4自增力式制动器
3.4.1单向自增力式制动器
单向自增力式制动器的结构原理如图3-10所示。
第一制动蹄1和第二制动蹄2的下端分别浮支在浮动的顶杆6的两端，制动器只在上方有一个支撑销4.不制动时，两蹄上端均借各自的复位弹簧拉靠在支撑销4上。制动器正向旋转方向如图中箭头所示。
3.4.2双向自增力式制动器
双向自增力式制动器的结构原理如图3-11所示。
图3—11 双向自增力式制动器示意图
1—前制动蹄；2—顶杆；3—后制动蹄；4—轮缸；5—支承销其特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。它的结构不同于单向自增力式制动器之处主要是采用双活塞式制动轮缸4，可向两蹄同时施加相等的促动力F3。制动鼓正向（如箭头所示）旋转时，前制动蹄1为第一制动蹄，后制动蹄3为第二制动蹄；制动鼓反向旋转时则相反。由图可见，在制动时，第一制动蹄只受一个促动力F3，而第二制动蹄则有两个促动力F3和S，且S＞F3。考虑到汽车前进制动的次数远多于倒车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动，故后制动蹄3的摩擦片面积做的较大。
南京依维柯轻型汽车、北京切诺基越野车、丰田皇冠轿车的后轮制动器均采用双向自增力式制动器。
3.5 其它鼓式制动器
3.5.1凸轮式制动器
目前，气压传动的制动器一般采用凸轮式机械张开装置，或用楔杆张开的装置形式。
该制动器除用制动凸轮作为张开装置外，其余结构与液压轮缸式领从蹄式制动器类同。前后两制动蹄2均以下端支承孔与支承销的偏心轴轴颈间隙配合，并用挡板及锁销轴向限位。不制动时由复位弹簧3把制动蹄上端支承面拉靠到制动凸轮轴4的凸轮上，凸轮与制动凸轮轴4制成一体，多为中碳钢，漆表面经高频淬火处理，以提高其耐磨性。制动凸轮轴4通过制动凸轮轴制作10固定在制动底板7上，其尾部花键轴插入制动调整臂5的花键孔中。为了减少凸轮轴与支座之间的摩擦，在制动凸轮轴支座10的两端装有青铜衬套或粉末冶金衬套，并有润滑油嘴可定期进行润滑。在衬套外端装有密封垫圈，并用止推垫和调整垫片限制和调整凸轮轴的轴向窜动量。
制动时，制动调整臂5在制动气室6的推动下，带动制动凸轮轴4转动，凸轮便迫使两制动蹄张开并压靠在制动鼓上，产生制动作用。由于凸轮的工作表面轮廓中心对称，且凸轮只能绕固定的轴线转动而不能移动，故当凸轮转过一定的角度时，两蹄张开的位移是相等，在蹄与鼓之间摩擦力的作用下，前蹄（助势蹄）力图离开制动凸轮，而后蹄（减势蹄）却更加靠紧制动凸轮，造成凸轮对助势蹄的张开力小于减势蹄，从而是两蹄所受到的制动鼓的方法反力近似相等。但由于这种制动器结构上不是中心对称，两蹄作用于制动鼓的法向等效合力虽然大小近似相等，但其作用线存在一个不大的夹角而不再一直线上，不可能相互平衡，故此制动器仍是非平衡式的。
凸轮式车轮制动器的间隙可以根据需要进行局部或全面调整。局部调整时利用制动调整臂来改变制动凸轮的原始角位置。制动调整臂的结构如图3-12（a）所示。
轻型货车鼓式制动器设计 制动系统在汽车中有着极为重要的作用，如果失效将会造成灾严重的后果。制动系统的主要部件就是制动器，在现代汽车上仍然广泛使用的是具有较高制动效能的蹄—鼓式制动器。 鼓式制动也叫块式制动，现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动鼓位于制动轮内侧，刹车时制动块向外张开，摩擦制动鼓的内侧，达到刹车的目的。本设计就摩擦式鼓式制动器进行了相关的设计和计算。在设计过程中，以实际产品为基础，根据我国工厂目前进行制动器新产品开发的一般程序，并结合理论设计的要求进行设计。首先根据给定车型的整车参数和技术要求，确定制动器的结构形式、驱动形式及制动器主要参数，然后计算制动器的制动力矩、制动效能因数、制动减速度、制动温升等，并在此基础上进行制动器主要零部件的结构设计，如制动鼓、制动蹄、制动底板等。最后，完成装配图和零件图的绘制。 1.1选题背景与意义 随着汽车性能的提高，对汽车安全性能的要求也越来越高。制动器是汽车制动系统中最重要的安全部件，对汽车的安全性有着重要的作用，因此对制动器的设计进行分析研究有着重要的意义。鼓式制动器作为现代汽车广泛使用的具有较高制动效能的制动器，尽管对其的设计研究取得了一定的成绩，但是对传统鼓式制动器的设计仍然有着不可替代的基础性和研发性作用，也可以为后续设计提供理论参考。这样，在以后的设计研究当中，不仅可以延续鼓式制动器的优点，还能在此基础上设计出制动性能更好的制动器，满足汽车的安全性和乘员舒适性，提高汽车的整体性能。 1.2研究现状 长期以来，为了充分发挥鼓式制动器的重要优势，旨在克服其主要缺点的研究工作和技术改进一直在进行中，尤其是对鼓式制动器工作过程和性能计算分析方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影响，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比较可行、有效的改进措施，制动器的性能也有了一定程度的提高。 如以某汽车前轮鼓式双领蹄式制动器的制动蹄为研究对象，进行了受力分析并建立了力学模型，使用Pro／E建立了CAD模型，运用ANSYS进行了有限元
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。
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
领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能 摘要：如何开发出高性能的制动系统，为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。本说明书分四个章节，主要介绍了领从蹄式鼓式制动器结构及其制动性能，并与其他种类制动器作比较，为整车制动性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 关键字：领从蹄式；制动器；制动性能 Leading-shoe Drum Brake Structure And Braking Performance Abstract:How to develop high-performance braking system, to provide protection for the safe driving is the main problem we have to solve. This manual is divided into four chapters, focuses on the leading shoe drum brakes from the structure and braking performance, and comparison with other types of brakes, the braking performance of the vehicle to provide a more comprehensive test data and performance evaluation. Keywords: Leading shoe；Brake；Braking performance 目录 序言 (1) 第1章制动器概述…………………………………………………………………… 1 第2章鼓式制动器…………………………………………………………………… 3 2.1鼓式制动器概
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
浅析鼓式制动器制动性能优化 摘要随着汽车行业的快速发展，对其制动性能提出了较高的要求，而鼓式制动器属于柔性多体系统，在汽车领域得到了广泛的应用。然而，鼓式制动器在制动过程中，各个零件的受力情况和运动规律比较复杂，导致其性能无法得到有效的发挥。本文将借助刚柔耦合模型来对鼓式制动器进行仿真制动模拟，这样不仅可以获得相对比较准确的动力学分析结果，而且还可以优化鼓式制动器制动性能，提高鼓式制动器研发效率，更好地推动鼓式制动器在汽车领域的发展。 关键词鼓式制动器；制动性能；优化 1 鼓式制动器概述 鼓式制动器又被称之为块式制动器，其一般是通过制动块在制动轮上压紧以达到刹车的效果。实际上，鼓式制动器主流是内张式，在制动轮内侧分布有制动块（刹车蹄），在刹车过程中制动块向外张开，并对制动轮的内侧进行摩擦，从而实现刹车目的。 在鼓式制动器制动过程中，所存在的优点是：鼓式制动器符合传统设计，而且造价便宜。在制动过程中，四轮轿车由于惯性的影响，致使前轮制动力要比后轮大，而且在前轮的负荷占据了汽车总负荷的70%-80%，在该过程中后轮起辅助制动作用。对于重型车来说，车速一般比较低，与盘式制动器相比，刹车蹄的耐用程度高，因此至今大多数的重型车还在采用四轮鼓式的设计。 2 鼓式制动器制动性能优化 本文根据“试验设计一样本点获取一优化数学模型构建一优化算法的选择一优化设计一优化结果验证”的流程来对鼓式制动器制动性能优化进行研究[1]。首先根据鼓式制动器的实际情况来构建性能优化的数学模型，优化算法选择了多岛遗传算法，以制动力矩最大为目标对滚轮中心坐标A、内盖板宽度的一半、滚轮中心坐标P、滚轮半径、摩擦片起始角、摩擦片包角等六个参数进行优化，根据优化所得结果来构建汽车鼓式制动器刚柔耦合模型与仿真平台，实施动力学仿真验证，所得到目标函数优化前后及设计变量的变化情况如表1所示。 通过对表1中的数据进行分析可以发现，在整个性能优化实验中，只有滚轮中心坐标位置所发生的变化比较小，其余变量所出现的变化均比较大，反映出设计变量的改变情况对制动力矩所产生的影响，从中获得最佳搭配的参数，以更好地提高鼓式制动器制动性能。从本次研究结果中可以发现，在保持凸轮促动力固定不变的情况下，制动力矩提高了25.60%，但是优化后制动器的质量却降低了，从而反映出制动力矩的提升主要是结构优化的结果，通过对结构进行有效的优化能够使整个制动器的受力情况变得更加科学、更加合理，从而有效提高其制动力矩。
第2章鼓式制动器2.1鼓式制动器概述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。 早期设计的制动系统，其刹车鼓的设计在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。 2.2鼓式制动器分类 一般内张鼓式行车制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓（旋转元件）内圆面上，产生摩擦力矩（制动力矩）进行制动。凡对制动蹄加力使蹄转动的装置称为制动蹄促动装置，常用的促动装置有制动轮缸、凸轮促
动装置及楔形促动装置，相应的鼓式制动器称为轮缸式制动器、凸轮式制动器和楔式制动器。领从蹄式制动器、双领蹄式制动器、双从蹄式制动器都是轮缸式制动器的一种。 2.3鼓式制动器工作原理及应用 鼓式制动器的旋转元件是制动鼓，固定元件是制动蹄，制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。凡对蹄端加力使蹄转动的装置统称为制动蹄促动装置，制动蹄促动装置有轮缸、凸轮和楔。以液压制动轮缸作为制动蹄促动装置的制动器称为轮缸式制动器；以凸轮作为促动装置的制动器称为凸轮式制动器；用楔作为促动装置的制动器称为楔式制动器。 在轿车制动鼓上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2～2.5倍，两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。 为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆（棘爪）拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。 轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。 2.4鼓式制动器主要参数 2.4.1 制动鼓内径D
鼓式制动器的工作原理 典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。 在轿车制动鼓(汽车制动泵)上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓(汽车制动泵)作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2～2.5倍，两制动蹄摩擦衬片的磨损程度也就不一样。 为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓(汽车制动泵)之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆（棘爪）拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。 轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器(汽车制动泵)除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。 全浮式支承结构特点：轮毂通过轴承支承在半轴套管上，半轴外端凸缘固定在轮毂上。受力特点：只承受扭矩。 半浮式支承结构特点：半轴外端通过轴承支承在半轴套管上，轮毂直接固定在半轴上。受力特点：除承受扭矩外，外端承受各种力及玩矩。主减速器的调整： 圆锥滚子轴承预紧力调整 目的：为了减少锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的齿轮轴的轴向移动，以提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合。 调整的结构原理： 两内圈不动，改变两外圈的距离或者两外圈不动，改变两内圈的距离。 调整方法：加/减轴承垫片或调整调节螺母 检查方法：以1·0～1·5N·ｍ的力矩转动叉形凸缘11。
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
轻型货车鼓式制动器设计 摘要汽车是现代人们生活中重要的交通工具其是由多个系统组成的,制动系统就是其中一个重要的组成部分。它既要使行驶中的汽车减速,又要保证车辆能稳定的停驻在原地不动。因此,汽车制动系对于汽车的安全行驶起着举足轻重的作用。在本次设计中,根据已有的 CA1046 车辆的数据对制动系统进行设计。其中对制动系统的组成、制动系统主要部件的方案论证、制动力矩的计算、鼓式制动器结构参数的设计、制动器相关部件的校核、制动主缸和制动轮缸的直径工作容积的计算、制动踏板力与踏板行程的计算等方面进行了设计分析。设计所附的多张图纸对设计的思想、制动系统的布置设计表达的非常清晰。希望在翻阅说明书的过程中能够结合图纸,这样就可以更加有效的理解设计的思想和意图。关键词:汽车;鼓式制动器;制动系统;制动力矩;制动主缸全套 CAD 图纸,加 153893706 ABSTRACT Automobile is the important transportation tools in the modern life. It iscompositive by many systems. The most important parts are the brake system. Thesystem made the autocar slowdown what’s more the automobile is stopped steadily.There by the brake system play an important part in security steer. In the designwhich based on the data of brake system used in CA1041. Decompose of the brakesystem is designed. And the main piece applied with CA1041 is demonstrated. Thebraking force and the parameters of drum brake’s configuration are included in thisdesign also. What’s more the validating of correlation parts in the brake system andthe diameter of the main crock of braking and the crock applied in brake wheel aredesigned . Meantime the its stroke volume are referred to The force effected thefootplate when braking and the travel of footplate and so on are analyzed . The drawings are very detail to explain the ideas of design and the dispositionfor the brake system . When you thumb the annotation text you can combine thedrawings which made you understand the ideas and meaning in this
◎n丸学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........................ 1.2 制动系统设计的要求........................ 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........................ 2.1.1 基本参数 ......................... 2.1.2确定前后轴制动力矩分配系数B .............................. 2.1.3 鼓式制动器制动力矩的确定 .................. 2.2 鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取............... 2.2.1 制动鼓半径 ....................... 2.2.2 制动鼓摩擦衬片的包角、宽度、和起始角 ........ 2.2.3 张开力作用线至制动器中心的距离 ............. 2.2.4 制动蹄支销中心的坐标位置 .................. 2.2.5 摩擦片的摩擦系数 ..................... 2.3 后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算............... 2.4 摩擦衬片的磨损特性计算...................... 2.5 驻车计算............................. 第3章鼓式制动器主要零件的结构设计................... 3.1 制动鼓............................. 3.2 制动蹄............................. 3.3 制动底板........................... 3.4 支承............................. 3.5 制动轮缸........................... 3.6 摩擦材料........................... 3.7 制动器间隙........................... 第4章鼓式制动器的三维建模....................... 第5章结论.............................. 参考文献................................. 11 2 2 34 45 5568 0012233
教学内容 总课题底盘拆装(传动系) 分课题驻车制动器的拆装与调整 一、驻车制动器的结构与作用 1、驻车制动器的结构 驻车制动器主要结构有拉杆及制动鼓(盘)、制动蹄与摩擦片等。 2、驻车制动器的作用 东风EQ1090E型汽车的驻车制动器是拉紧拉杆的力，摇臂，拉动凸轮摆臂，旋转凸轮轴，使制动蹄张开，摩擦片与制动鼓内圆面紧密接触，其摩擦力阻止变速器第二轴输出或传动轴旋转的反作用力而实现汽车制动的目的。 二、使用工具 常用工具、量具 专用工具：变速器拆装台、拉器、铜棒 三、驻车制动器的拆卸(东风EQ1090E) 在拆卸变速器的同时拆卸驻车制动器 1、拆卸驻车制动器的操纵机构： (1) 拔出驻车制动器拉杆总成与摇臂的两个连接销。 (2)拧下操纵杆销轴上的拉杆，拆下扇形齿板固定螺栓。 (3)从变速器上取下驻车制动操纵杆总成。 2、拆卸驻车制动器：
(1)拧下传动轴与制动鼓的连接螺母，拔出传动轴总成。 (2)拧下制动鼓上的两个定位螺钉，取下制动鼓。 (3)拧下固定在变速器输出轴上的凸缘的锁紧螺母，取下止推垫圈，从变速器第二轴键端拔出带定位螺栓凸缘。 (4)取下凸轮轴的限位片、蹄片回动弹簧，从制动板的背面拧下制动蹄轴锁紧螺母，从支座上取下制动蹄连轴。 (5)拆掉蹄轴前端的挡圈，从蹄片上取下蹄轴；从蹄另一端的滚轮外侧面拆下挡圈，从蹄上取下滚轮及滚轮轴。 (6)拧下固定底板支座的五个螺栓，拆出制动底板及支座总成。 (7)拆下摆臂；从底板的背面拆下凸轮轴上的挡圈，拔出凸轮轴。 (8)从底板的背面拧下二个紧固底板支座的螺栓，分离支座和底板。 四、清洁检查 1、拆卸分解前应清驻车制动器总成外部泥巴、油污及其他杂物；解体后切底清洗、除锈、去垢。 2、检查操纵机构、各轴、滚轮及扇形齿板等的完好情况，并视情况予以修理或更换。 3、检查制动鼓(盘)的磨损、变形情况，以及制动蹄摩擦片的磨损、完好情况，并视情况予以修理或更换。 五、驻车制动器的装配 1、予滚轮与滚轮轴、凸轮轴与支座、蹄与蹄轴等的配合表面涂上润滑脂。 2、把油封、挡油盘压入支承座总成，装上泄油塞；把底板与支承座总
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。 2.7 制动轮缸直径 d和管路压力p....................................................... 错误！未定义书签。 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)
燕山大学 专业综合训练说明书 题目： CD1轻型货车后制动器设计 燕山大学专业综合训练任务书 院（系）：车辆与能源学院基层教学单位：车辆与交通运输工程系题目CD1轻型货车后制动器设计 训练内容和目的1. 熟悉制动系统及鼓式制动器结构； 2. 计算制动器制动力分配系数； 3. 计算制动器主要结构参数； 4. 练习使用绘图软件； 5. 学习查阅相关标准。 附主要参数：满载质量：1850kg，前轮至质心距离1391mm；装备质量：1160kg，前轮至质心距离1350mm；质心高：空载695mm，满载750mm；轮胎型号：175/70R14
完成任务量1. 确定制动器制动力分配系数； 2. 绘制制动器总装图； 3. 绘制制动鼓零件图； 4. 书写6000字计算说明书。 进度安排第一、二周：熟悉制动器结构、计算制动器制动力分配系数；计算相关结构参数并绘制制动器总装图； 第三周：完善总装图，绘制制动鼓零件图； 第四周：编写说明书，准备答辩。 参 考资料1.《汽车设计》.王望予.机械工业出版社 2.《汽车设计》.刘唯信.清华大学出版社 指导教师签字基层教学单位主任签字 2012年11月29日
第1章概述 1.1制动器功能 汽车制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力（制动力）的部件。汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面；盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘，以端面为工作表面。 1.2制动器要求 汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置。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；而驻车制动则采用手制动杆操纵，且利用专设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，用于制动变速器的第二轴或传动轴。 此次设计为小型乘用车，轻型客车满载1.85t，设计的是鼓式制动器。 第2章制动力分配 2.1参数 满载质量：1850kg，前轮至质心距离1391mm； 装备质量：1160kg，前轮至质心距离1350mm； 质心高：空载695mm，满载750mm； 轮胎型号：175/70R14 2.2法规要求 为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，联合国欧洲经济委员会制定的ECE R13制动法规对双轴汽车前、后轮制动器制动力提出了明确的要求。本次设计的是轻型乘用车，根据法规整理出它的制动效能与利用附着系数的要求如下。 法规规定： 对于φ = 0.2 ~ 0.8之间时，要求其制动强度z ≥ 0.1 + 0.85(φ -0.2)
1.课题研究的目的及意义 汽车的设计与生产涉及到许多领域，其独有的安全性、经济性、舒适性等众多指标，也对设计提出了更高的要求。汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的形式速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能、长寿命的制动系统。其性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响，如果此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将会受到车祸的伤害。 汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统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作用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、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 车辆在形式过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。 现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素，因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。 2.汽车制动器的国内外现状及发展趋势 对制动器的早期研究侧重于试验研究其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行。 目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故低端车一般还是使用前盘后鼓式。汽车制动过程实际上是一个能量转换过程，它把汽车行驶时产生的动能转换为热能。高速行驶的汽车如果频繁使用制动器，制动器因摩擦会产生大量的热量，使制动器温度急剧升高，如果不能及时的为制动器散热，它的效率就会大大降低，影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象。 在中高级轿车上前后轮都已经采用了盘式制动器。不过，时下还有不少经济型轿车采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器），这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为轿车在紧急制动时，负荷前移，对前轮制动的要求比较高，一般来说前轮用盘式制动器就够了。当然，前后轮都使用盘式制动器是一种趋势。在货车上，盘式
一《车辆工程专业课程设计》设计任务书 一．设计任务：商用汽车制动系统设计 二．基本参数： P285 三．设计内容 主要进行制动器系统设计，设计的内容包括： 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机功率？，汽车轴距，车轮滚动半径，汽车空(满)载时的总质量、轴荷分布、质心位置)，选择制动器的基本结构及驱动机构布置方案，设计出一套完整的制动系统，设计过程中要进行必要的计算。 3．制动系统结构设计和主要技术参数的确定 （1）制动器主要参数确定 （2）制动器设计计算 （3）制动器主要结构元件设计 （4）制动驱动机构的设计计算 4．绘制制动器装配图及主要零部件的零件图 四．设计要求 1．制动器总成（前或后）的装配图，1号图纸一张。 装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。 2．主要零部件的零件图，3号图纸4张。
要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。 3．编写设计说明书。 五．设计进度与时间安排 本课程设计为3周 １．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。 ２．设计计算 1.0周 ３．绘图 1.0周 ４．编写说明书、答辩0.5周 六、主要参考文献 1．成大先机械设计手册（第三版） 2．汽车工程手册机械工业出版社 3．陈家瑞汽车构造（下册）人民交通出版社 4．王望予汽车设计机械工业出版社 5．余志生汽车理论机械工业出版社 6．王丰元汽车设计课程设计指导书中国电力出版社 七．注意事项 （1）为保证设计进度及质量，设计方案的确定、设计计算的结果等必须取得指导教师的认可，尤其在绘制总布置图前，设计方案应由指导教师审阅。图面要清晰干净；尺寸标注正确。 （2）编写设计说明书时，必须条理清楚，语言通达，图表、公式及其标注要清晰明确，对重点部分，应有分析论证，要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。 （3）独立完成图纸的设计和设计说明书的编写，若发现抄袭或雷同按不及格处理。