（威海）“汽车设计”课程设计基本信息学生姓名：学号：院系名称：汽车工程学院课程设计名称：汽车零部件设计课程设计地点：课程设计时间：2014年12月1日至12月18日同组人姓名：课程设计内容目录页码1、课程设计题目与任务书 (2)2、课程设计过程……...…………………………………………………………………..[ ]3、课程设计心得、建议等……...…………………………………………………..[ ]4、参考文献……...…………………………………………………………………………..[ ]教师评语及课程设计成绩评语：成绩：教师签字：年月日（威海）“汽车设计”课程设计任务书题目：标致307轿车前制动器设计技术参数：轴距2606,整备质量1313设计内容：1、装配图一张2、零件图两张3、说明书一份4、5、班级学生指导教师教研室主任2014年月日目录前言 (5)设计计算过程 (7)一、整车尺寸 (7)二、盘式制动器主要参数确定 (8)1、制动盘直径D (8)2、制动盘厚度h (8)3、摩擦衬块外半径R2与内半径R1 (8)4、制动衬块工作面积A (9)三、盘式制动器的设计计算 (10)1、制动钳的安装位置 (10)2、附着系数 (10)3、制动时轴荷转移 (10)4、前轮制动力矩计算 (11)5、衬片磨损特性的计算 (11)6、比摩擦力 (12)7、制动轮缸直径d的确定 (12)8、制动主缸直径的确定 (13)9、制动分路系统 (14)参考文献 (16)东风标致307前制动器设计前言制动系统是汽车中最重要的系统之一。
汽车制动性能的好坏，将直接关系到汽车的行车安全和运输效率，在紧急情况下，良好的制动性能，可以化险为夷，避免交通事故；在正常行驶时，良好的制动性能，可以为汽车动力性的充分发挥其保障作用，从而提高汽车的运输效率。
现代轿车的制动器分为鼓式制动器和盘式制动器两大类型，它们各有同的优点和缺点，但随着轿车车速的不断提高，近年来采用盘式制动器的轿车日益增多，尤其是中高级轿车，一般都采用了盘式制动器。
盘式制动器的优点主要有制动性能稳定，散热性能好，结构简单等优点，但是盘式制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦衬块的磨损量较大，所以其制造成本较高；而鼓式制动器虽然散热性和稳定性都不如盘式制动器，但是其效能较高，而且成本相对较低，经济型较好，所以汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。
盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。
盘式制动器由液压控制，主要零部件有制动盘、制动衬块、制动钳、制动钳架、油管、分泵等。
制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。
分泵固定在制动器的底板上固定不动，制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧，分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。
盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。
特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。
很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘，其中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。
盘式制动器沿制动盘向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小，制动性能稳定。
所以首先根据标致307车型的各参数，确定了其前轮制动器的形式为盘式制动。
随后进行了其前轮盘式制动器的设计。
确定该制动系的各参数，计算出盘式制动器各零件的尺寸，并对设计结果进行校核，最终满足设计要求。
设计计算过程一、整车尺寸总长：4212mm总宽：1762mm总高：1531mm前悬：688mm轴距：2606mm后悬：716mm质心坐标：X：1030，Y：0，Z：578轮胎尺寸：195/65 R15整车整备质量：1313kg满载质量：1743kg二、盘式制动器主要参数确定1、制动盘直径D制动盘直径D应尽可能取大些，这时制动盘的有效半径得到增加，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。
受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70%～79%。
由于轮辋直径为15英寸，换算成公制单位为381mm，381*74%=282mm。
故取前制动盘直径为282mm。
2、制动盘厚度h制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。
为使质量小些，制动盘厚度不宜取得很大；为了减少温升，制动盘厚度又不宜取得过小。
制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘中铸出通风孔道。
一般实心制动盘厚度可取10～20mm，通风式制动盘厚度取20～50mm，较多采用20～30mm。
故本设计中取前通风盘厚度为26mm。
制动盘的工作面的加工精度应达到下述要求：平面度公差为0.012mm，表面粗糙度为0.7～1.3μm，两摩擦表面的平行度公差不应大于0.05mm，制动盘的端面圆跳动公差不应大于0.03mm。
3、摩擦衬块外半径R2与内半径R1推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5。
若此值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多，磨损不均匀，接触面积较少，最终将导致制动力矩变化大。
由于摩擦衬块外半径R2要略小于制动盘半径。
故取外半径为140mm，内半径取95mm，比值为1.47，小于1.5，满足要求。
4、制动衬块工作面积A在确定盘式制动器制动衬块工作面积A时，根据制动衬块单位面积占有汽车的质量，推荐在1.6～3.5kg/cm2范围内选用。
取摩擦块的扇形圆心角为60°。
A=π×(R22×R12)×60=55.37cm2。
计算结果在推荐值46.89和102.58 360之间，故满足要求。
三、盘式制动器的设计计算1、制动钳的安装位置于轴前可以避免轮胎向钳内甩溅泥污；制动钳位于轴后可以使制动时轮毂轴承的合成载荷F减小。
本设计中取制动钳位于轴前。
2、附着系数汽车在沥青或混凝土（干）路面上滑动附着系数为0.75，峰值附着系数为0.8～0.9。
若允许汽车的前后车轮同时抱死，则采用滑动附着系数计算；若装有理想的制动防抱死装置来控制汽车的制动，则采用峰值附着系数计算。
由于现代汽车都配备了ABS系统，故计算时采用峰值附着系数计算。
3、制动时轴荷转移取全力制动时地面摩擦系数为0.9，故最大减速度为8.82m/s2重力G=13553.4N惯性力F a=m×a=12198.06N对后轮与地面接触点取力矩为0有：F1×2606=G×(2606−1030)+F a×578求得：F1=10902.01N故全力制动时前轴载荷为10902.01N4、前轮制动力矩计算已知制动时前轴载荷F1，故地面对前轴的摩擦力为：f1=μ×F1=9811.81N前轴制动力为9811.8N，一个前轮的制动力为4905.90N。
标致307采用的是195/65R15的轮胎，轮胎半径为：195×0.65×2+15×25.4=317.25mm2故制动力矩为1556.397 N*M5、衬片磨损特性的计算摩擦衬片的磨损受温度、摩擦力、滑摩速度、制动盘的材质及加工情况，以及衬片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。
但实验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。
各种汽车的总质量及其制动衬块的摩擦面积不同，因而有必要用一种相对的量作为评价能量负荷的指标。
目前，各国常用的指标是比能量耗散率。
双轴汽车的单个前轮制动器的比能量耗散率为e1=δm a(v12−v22)4tA1β在紧急制动到停车的情况下，v2=0，并可认为δ=1，故e1=m a v124tA1β=1313×27.824×4.73×5537×2=3.487据有关文献推荐，制动初速速度乘用车为100km/h，盘式制动器比能量耗散率应不大于6.0W/mm2。
计算结果小于要求值，满足要求。
6、比摩擦力另一个磨损特性指标是衬块单位摩擦面积的制动摩擦力，称为比摩擦力f0。
比摩擦力越大，则磨损越严重。
单个车轮制动器的比摩擦力为f0=MμRA=1556397117.5×11074=1.196计算结果小于许用值2.0，故满足要求。
7、制动轮缸直径d的确定制动器对制动块施加的夹紧力F0与轮缸直径d和制动管路压力p的关系为d=√4F0(πp)⁄制动管路压力一般不超过10～12Mpa。
已知制动力矩M=1556.397N*mM=2fF0Rf为摩擦因数，F0为单侧制动块对制动盘的压紧力，R为作用半径，按平均半径计算。
求得F0=18922.76N故轮缸直径dd≤49.08轮缸直径d应在标准规定的尺寸中选取（HG2865-1997），具体为19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、55mm。
所以选取制动轮缸直径为45mm。
8、制动主缸直径的确定第i个轮缸的工作容积为V i=π4∑d i2n1δi式中，d i为第i个轮缸活塞的直径；n为轮缸中活塞的数目；δi为第i个轮缸活塞在完全制动时的行程。
制动主缸工作容积为轮缸制动容积的和加上制动软管的变形容积。
主缸活塞行程S0和活塞直径d0为V0=π4d02S0一般S0=（0.8～1.2）d0主缸的直径应符合QC/T311-1999中规定的尺寸系列，具体为19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。
故选取主缸直径为28mm。
9、制动分路系统为了提高制动工作的可靠性，应采用分路系统，即全车的所有行车制动器的液压管路分为两个或更多的相互独立的回路，其中一个回路失效后，仍可利用其它完好的回路起制动作用。
汽车的双回路制动系统有以下常见的五种分路型式：1 ) 一轴对一轴(Ⅱ)型，前轴制动器与后桥制动器各用一个回路；2 ) 交叉(X)型，前轴的一侧车轮制动器与后桥的对侧车轮制动器同属一个回路；3 ) 一轴半对半轴(HI)型，每侧前制动器的半数轮缸和全部后制动器轮缸属于一个回路，其余的前轮缸则属于另一个回路；4 ) 半轴一轮对半轴一轮(LL)型，两个回路分别对两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器作用；5 ) 双半轴对双半轴(HH)型，每个回路均只对每个前后制动器的半数轮缸起作用。
其中Ⅱ型的管路布置最为简单，成本较低，目前在各种汽车特别是在货车上用的最广泛。
但这种型式若后制动回路失效，则一旦前轮抱死即极易丧失转弯能力。
X型的结构也很简单。
直行制动时任何一回路失效，剩余总制动力都能保持正常值的50％。
但一旦某一管路损坏则造成制动力不对称，使汽车丧生稳定性。