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目录第1章绪论 (1)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 2.1.1基本参数整车质量：空载：1700kg 满载：2480kg质心高度：空载：hg=0.8m 满载：hg=0.7m 轴距： L=2.6m 轮距: L 0=1.4m 最高车速： 115km/h 车轮工作半径：381mm 轮胎： 195/70R14C 同步附着系数：=0.62.1.2确定前后轴制动力矩分配系数β前后轴制动力矩分配系数公式Lh L g02ϕβ-=（2-1）式中：-质心到后轴；m -同步附着系数； -满载时质心高度；m L-轴距；m 把=0.91m ，=0.6，=0.7m ，L=2.6m 代入公式（2-1）得m51.06.27.06.091.0=⨯-≡β2.1.3鼓式制动器制动力矩的确定由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩公式：e g r qh L LGM ϕυ)(1max 2-=（2-2） 式中：Φ-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；mm-质心到前轴的距离；m -满载时质心高度；mm ax 2μM -后轴最大制动力矩；NmmG-汽车满载重力；NL-汽车轴距；m把G=24800N ，L=2.6m ，=1.69m ，q=0.66， =0.7m ，，=381mm代入公式（2-2）得， 后轴m ax 2μM =()3817.06.069.16.224800⨯⨯-=2.77610⨯Nmm 后轮的制动力矩为21077.26Nmm ⨯=0.785610⨯Nmm前轴m ax 1μM = T m ax 1f =max 21f T ββ-=0.51/(1-0.51)⨯2.77610⨯=2.88610⨯Nmm前轮的制动力矩为2.88610⨯/2=1.44610⨯Nmm2.2鼓式制动器的结构参数与摩擦系数的选取 2.2.1制动鼓半径轮胎规格为195/60R14 85H 轮辋为14in查表得制动鼓内径D 内=260mm D r =15*25.4=381mm根据轿车D/r D 在0.70～0.83之间选取 取D/r D =0.75 D=284mm ，2.2.2制动鼓摩擦衬片的包角、宽度、和起始角制动蹄摩擦衬片的包角β在β=︒90～ο100范围内选取。
取β=ο90根据单个制动器总的衬片米厂面积∑A 取200～3002cm 取A=2502cm根据QC/T309-1999取得b=60mm由起始角公式)2/(900ββ-︒=，计算得起始角35ο。
2.2.3张开力作用线至制动器中心的距离根据e=0.8R取R=124.5mm ，得：e=0.8×143=113.6mm2.2.4制动蹄支销中心的坐标位置制动蹄支撑销中心的坐标位置a 与c 根据a=0.8R取R=142mm 得：a=0.8×142=113.6mm c 取值在规定范围内尽可能小些取c=30mm2.2.5摩擦片的摩擦系数选择摩擦片时，不仅希望其摩擦系数要高些，而且还要求其热稳定行好，受温度和压力的影响小。
不宜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。
在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩，取f=0.3可使计算结果接近实际值。
另外，在选择摩擦材料时，应尽量采用减少污染和对人体无害的材料。
所以选择摩擦系数f=0.3。
2.3后轮制动轮缸直径与工作容积的设计计算轮缸直径公式pPd w π2=（2-3） 式中：p —制动力调节装置作用下的轮缸或灌录液压，p=8Mp ～12Mp.取p=10Mp ；查Santana2000轿车使用与维护手册得 P=7065N ；把P=7065N ，p=10Mp ，=3.14，代入公式（2-3）得6101014.370652⨯⨯=w d =30mm根据GB7524-87标准规定的尺寸中选取,因此轮缸直径为30mm 。
轮缸工作容积公式∑=n w w d V 124δπ（2-4）式中：w V -一个轮缸的工作容积；mm 3w d -一个轮缸活塞的直径；mmn -轮缸活塞的数目；δ-一个轮缸完全制动时的行程；mm 一个轮缸完全制动时的行程公式4321δδδδδ+++=（2-5）式中：1δ——消除制动蹄与制动鼓间的间隙所需的轮缸活塞行程。
2δ——由于摩擦衬片变形而引起的轮缸活塞。
3δ，4δ——分别为鼓式制动器的变形与制动鼓的变形而引起的轮缸活塞行程。
初步设计时δ可取2mm 把=30mm ，=2mm 代入公式（2-4）得∑⨯=212230414.3V w =2826mm 3 2.4摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片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制动摩擦产生的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，则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重。
1）比能量耗散率双轴汽车的单个后轮制动器的比能量耗散率 比能量耗散率公式221222()1(1)22a m v v e tA δβ-=-（2-6）式中：δ-汽车回转质量换算系数；a m -汽车总质量；kg1v -汽车制动初速度；m/s -汽车制动末速度；m/st -制动时间； s j -制动减速度；2/s m2A -后制动器衬片的摩擦面积；β-制动力分配系数； 根据公式 j=g （2-7）式中j-制动减速度；2/s m -同步附着系数； g-加速度；2/s m 把=0.6，g=102/s m 代入公式（2-7）得g j ⨯=6.00.6×10=62/s m ； 根据公式(把=22.2m/s,=0m/s,=1,51.0=β,a m =2480kg,2A =25000mm 2, t=3.7s,代入公式（2-6）得e 2=250007.34)02.22(248012⨯⨯-⨯7=1.62/mm w轿车鼓式制动器的比能量耗散率应不大于1.82/mm w ，故符合要求。
2）比滑磨功f L磨损和热的性能指标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面积的滑磨功，即比滑磨功f L 来衡量，其公式：][22maxf a a f L A v m L ≤=∑（2-8）式中：a m -汽车总质量；kg∑A -车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积；max a v -最高制动初速度；m/s[f L ]-许用比滑磨功，轿车取1000J /2cm ～1500J /2cm 。
把=1550kg ，∑A =752cm 2，s m h km v a /44/160max ==代入公式（2-8）得L f =75224415502⨯⨯1497J/2cm ≤1000J /2cm ～1500J /2cm故符合要求。
2.5驻车计算1)汽车可能停驻的极限上坡路倾斜角α 根据公式hg L L arctgϕϕα-=1（2-9）式中：ϕ-车轮与路面摩擦系数； 1L -汽车质心至前轴间距离；mL -轴距;mhg -汽车质心高度；m把=0.7，=1.69m ，L=2.6m,=0.7m 代入公式（2-9）得ο29=α最大停驻坡的高度应不小于16%～20%，故符合要求。
2）汽车可能停驻的极限下坡路倾斜角'α根据公式'1L arctg L hg ϕαϕ=+（2-10）式中：ϕ-车轮与路面摩擦系数；1L -汽车质心至前轴间距离；mL -轴距；mhg -汽车质心高度；m把=0.7，=1.69m ，L=2.6m,=0.7m 代入公式（2-10）得=38ο最大停驻坡的高度应不小于16%～20%，故符合要求。
第3章鼓式制动器主要零件的结构设计3.1制动鼓制动鼓应具有非常好的刚性和大的热容量，制动时温升不应超过极限值。
制动鼓材料应与摩擦衬片相匹配，以保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。
制动鼓相对于轮毂的对中是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。
两者装配后还需进行动平衡。
其许用不平衡度对轿车为15N·cm～20 N·cm；对货车为30 N·cm～40 N·cm。
客车要求其制动鼓工作表面的圆度和同轴度公差＜0.03mm，径向跳动量≤0．O 5mm，静不平衡度≤1．5N.cm。