畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-某中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器設(shè)計(jì)

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1、 某中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器設(shè)計(jì) 摘要 本文的設(shè)計(jì)題目為某中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器設(shè)計(jì)與分析，所以選擇了奧迪 a52019 款的一輛車(chē)，該種車(chē)型排量為 1980ml，為典型的中級(jí)轎車(chē)。在對(duì)其前制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析之前，首先對(duì)中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器的研究背景進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)中國(guó)的制動(dòng)器的制造技術(shù)仍有待提高，所以本文對(duì)于中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析具有特殊意義。由于是前制動(dòng)器，所以我選擇了通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器，并且采用了浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器，在網(wǎng)上查閱了奧迪 a5 的滿(mǎn)載質(zhì)量，質(zhì)心位置，輪胎規(guī)格等參數(shù)，對(duì)制動(dòng)器的進(jìn)行了相關(guān)力學(xué)分析，主要利用理論力學(xué)知識(shí)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算 ，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果選取了同步附著系數(shù)以及對(duì)最大制動(dòng)

2、力矩進(jìn)行了計(jì)算，本文對(duì)奧迪 a5 前制動(dòng)器相關(guān)尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，接著進(jìn)行了其他主要制動(dòng)器元件設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容畫(huà)出對(duì)應(yīng)的三維圖和二維圖，在三維圖和二維圖中對(duì)加工要求和具體尺寸給出了更加詳細(xì)的標(biāo)注，最后進(jìn)行了溫升等校核和進(jìn)行了最后的性能分析。 關(guān)鍵詞：盤(pán)式制動(dòng)器；設(shè)計(jì)與分析；前制動(dòng)器；制動(dòng)性能 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 IV Design and analysis of an intermediate car front brake Abstract The design title of this paper is t

3、he design and analysis of the front brake of an intermediate car, so I choose a car of audi a52019 model. The displacement of this model is approximately two liters, which is a typical intermediate car.Before the design and analysis of the front brake, I first investigated the research background of

4、 the intermediate car front brake, and found that the manufacturing technology of China's brake still needs to be improved, so this paper is of great significance for the design and analysis of the intermediate car front brake.Being front brakes, so I chose the ventilated disc brakes, and used the f

5、loating caliper disc brake, I looked at the audi A5 online full quality, centroid position, the tire specifications, parameters, such as on the brake of the related mechanics analyses, the main design and calculation are carried out using theoretical mechanics knowledge, and selected the synchronous

6、 adhesion coefficient according to the results of the calculation and calculation of the maximum moment, in this paper, the audi A5 brake before designing relevant sizes, and then the other main brake components design, according to design class should draw the corresponding three-dimensional figure

7、 and 2 d figure,In the three- dimensional and two-dimensional diagrams, the machining requirements and specific dimensions are marked in more detail. Finally, the temperature rise is checked and the final performance analysis is carried out. Keywords: Disc brake; Design and analysis; front brake；Br

8、aking performance 目錄 第 1 章 緒論 1 1.1研究目的 1 1.2研究意義 1 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 第 2 章 前制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及選擇 4 2.1制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi) 4 2.2該中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器的最終選擇 5 第 3 章 盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 6 3.1車(chē)型選擇及整車(chē)參數(shù) 6 3.2制動(dòng)器比例系數(shù) 6 3.3制動(dòng)器最大力矩 7 ? 制動(dòng)效能因數(shù) 7 ? 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)確定 7 第 4 章 制動(dòng)器的性能分析和校核 9 4.1摩擦襯塊磨損特性的分析 9 4.2制動(dòng)器熱容量和溫升的核算 10 4.3盤(pán)式制動(dòng)器的力矩的計(jì)算 10

9、4.4駐車(chē)制動(dòng)能力 11 4.5制動(dòng)效能的分析 11 第 5 章 制動(dòng)器主要零件設(shè)計(jì) 13 5.1制動(dòng)輪缸 13 5.2制動(dòng)盤(pán) 13 5.3制動(dòng)鉗 13 5.4制動(dòng)塊 13 5.5制動(dòng)支架 14 5.6摩擦材料 14 5.7制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 14 5.8彈簧夾的設(shè)計(jì) 14 第 6 章 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)與分析 15 6.1制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 15 6.2制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng) 15 6.3液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì) 16 6.3.1 制動(dòng)輪缸的工作容積計(jì)算 ........................................

10、... 16 6.3.2 制動(dòng)主缸直徑與工作容積 ........................................... 17 6.3.3 制動(dòng)踏板力與踏板行程分析 ......................................... 17 結(jié)論 18 參考文獻(xiàn) 19 致謝 20 第 1 章 緒論 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是車(chē)輛減速或者駐車(chē)的系統(tǒng)，對(duì)于汽車(chē)安全性起著至關(guān)重要的作用。它能夠讓下坡的汽車(chē)保持恒定安全的速度，或者將車(chē)輛牢靠地停駐，這些用途叫做汽車(chē)制動(dòng)。為了達(dá)到汽車(chē)制動(dòng)的目的，我門(mén)要在上安裝汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于行車(chē)安全至關(guān)重要。汽車(chē)制

11、動(dòng)系統(tǒng)在司機(jī)的操作下，通過(guò)制動(dòng)踏板產(chǎn)生制動(dòng)力，在制動(dòng)力的作用下， 汽車(chē)減速或者停止，達(dá)到制動(dòng)的效果。汽車(chē)制動(dòng)力的大小和穩(wěn)定性對(duì)于汽車(chē)的行駛方向和穩(wěn)定性非常重要，如果汽車(chē)制動(dòng)性不好，就會(huì)產(chǎn)生很多交通事故，例如裝車(chē)或者發(fā)生追尾以及制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)和過(guò)短而產(chǎn)生的其他安全事故，所以，提高汽車(chē)制動(dòng)性是我們當(dāng)下至關(guān)重要的任務(wù)，也一直是汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造部門(mén)的重要話(huà)題之一。 1.1 研究目的 我們希望通過(guò)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的研究，來(lái)更加了解其制動(dòng)安全所需要的其他條件，由 于汽車(chē)制動(dòng)安全對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，所以本文就奧迪 A5 前制動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。汽車(chē)制動(dòng)系的可靠性對(duì)于汽車(chē)行駛安全至關(guān)重要

12、，我們需要在有限的質(zhì)量和體積的前提下， 盡可能的提高其穩(wěn)定性，所以本文就對(duì)奧迪 A5 前制動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。 1.2 研究意義 如今，盤(pán)式制動(dòng)器的普及面越來(lái)越大，主要是其穩(wěn)定性比較好，但同時(shí)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等因素，使得其在中高級(jí)轎車(chē)上的運(yùn)用也更加常見(jiàn)了，相較于往日，由于液壓系統(tǒng)沒(méi)有達(dá)到如今的水平，所以使得盤(pán)式制動(dòng)器很難用在中型或者大型汽車(chē)上，所以我們需要提高盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性的要求，或者大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段以先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念為前提。對(duì)于中級(jí)轎車(chē)，盤(pán)式制動(dòng)器也更容易得到運(yùn)用了。隨著國(guó)家法規(guī)的更高要求，我們對(duì)于制動(dòng)性的研究也需要更加深

13、入了。為了提高汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量，我們選取了的制動(dòng)器需要更好的性能，特別前制動(dòng)器，對(duì)于方向穩(wěn)定性比較重要，所以本文對(duì)中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，選用的盤(pán)式制動(dòng)器，希望可以給出合理的設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)有一個(gè)更好的出發(fā)點(diǎn)。 22 `` 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，誰(shuí)家的產(chǎn)品好，誰(shuí)就可以獲得產(chǎn)品主動(dòng)權(quán)和經(jīng)濟(jì)主動(dòng)權(quán)。相較于西方國(guó)家，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)水平還比較落后，我們需要加強(qiáng)工業(yè)發(fā)展隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引入和中西方科學(xué)家的合作，我國(guó)的制動(dòng)器水平也取得了較大的進(jìn)步。但是制動(dòng)器水平還是差強(qiáng)人意，以下是國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 潘公宇和王繼業(yè)研究了汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中

14、存在熱力耦合現(xiàn)象，由制動(dòng)器系統(tǒng)引起的交通故障占總數(shù)的 45%，然而因?yàn)楦邷匾鸬臒崞谑鹿蕜t占到了 85%[1]。曲杰通過(guò)熱-力耦合有限元對(duì)疲勞壽命進(jìn)行分析，由制動(dòng)盤(pán)表面節(jié)點(diǎn)的徑向和周向應(yīng)力變化曲線(xiàn)， 可以看出，制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤(pán)表面的節(jié)點(diǎn)主要受壓縮應(yīng)力的作用，且周向應(yīng)力明顯大于徑向應(yīng)力，導(dǎo)致沿著徑向斷裂[2]。董慧麗等對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器噪聲特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)車(chē)輛處于低速制動(dòng)時(shí)，較大的的制動(dòng)壓力容易導(dǎo)致較大的摩擦噪聲；較高的制動(dòng)初速度時(shí)，制動(dòng)壓力對(duì)摩擦制動(dòng)噪聲的影響因子較小[3]。史志紅對(duì)帶式輸送機(jī)盤(pán)式制動(dòng)器控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)[4]。魯力群等針對(duì)目前鉗盤(pán)式制動(dòng)器的密封結(jié)構(gòu)通常采用 O 型，提出了異型

15、密封圈。文中對(duì)油膜厚度進(jìn)行了計(jì)算分析，制動(dòng)液在流過(guò)制動(dòng)活塞和制動(dòng)鉗的的密封間隙過(guò)程中， 壓力是逐漸減小的[5]。楊蒙等提到原理氣室產(chǎn)生氣壓帶動(dòng)雙 S 凸輪軸，雙 S 凸輪軸的內(nèi)外結(jié)構(gòu)件分別驅(qū)動(dòng)周向夾緊制動(dòng)蹄和周向外撐制動(dòng)蹄，在周向夾緊制動(dòng)蹄和周向外撐制動(dòng)蹄的作用下，內(nèi)撐外抱周向夾緊裝置與雙面周向制動(dòng)盤(pán)靠近接觸并產(chǎn)生，摩擦制動(dòng)力，使車(chē)輛減速或者停止[6]。楊仁華利用 CAE 技術(shù)對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)卡鉗進(jìn)行了仿真分析，改進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)制動(dòng)卡鉗的觀察口四個(gè)角落容易出現(xiàn)應(yīng)力集中問(wèn)題，最后對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化[7]。史文庫(kù)和姚為民編寫(xiě)了汽車(chē)構(gòu)造這本書(shū)，提到了對(duì)于前輪來(lái)說(shuō)選用盤(pán)式制動(dòng)器，后輪可以選用鼓式制動(dòng)器。對(duì)制

16、動(dòng)系的要求是良好的制動(dòng)性能、操縱輕便、制動(dòng)平順性好和散熱性好等[8]。劉惟新在汽車(chē)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)了盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)具體細(xì)節(jié)[9]。余志生在汽車(chē)?yán)碚撝袑?duì)于設(shè)計(jì)制動(dòng)器給出了具體公式和圖表等[10]。 上面是國(guó)內(nèi)的主要研究現(xiàn)狀，我們發(fā)現(xiàn)中國(guó)的相關(guān)技術(shù)人員在制動(dòng)器水平的研究方面也已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，主要是因?yàn)橹袊?guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力越來(lái)越強(qiáng)大，我們需要對(duì)于科技的加強(qiáng)投入，我們政府在相關(guān)方面投入了很多金錢(qián)，所以我們也做出了相關(guān)成果，下面是國(guó)外某些學(xué)者的研究成果。Ihn-Sik Weon 等在論文中指出，在歐盟，運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)的市場(chǎng)近年來(lái)也有所增長(zhǎng);1995 年，這一比例僅為 2.5%,整個(gè)市場(chǎng)在 2016 年達(dá)到近

17、 28%.趨勢(shì)也是向上的。從 2016 年起所有售后市場(chǎng)銷(xiāo)售的制動(dòng)盤(pán),必須通過(guò)歐盟認(rèn)證程序[11]。Le Khac Binh 在文中談到輪速傳感器（WSS）是防抱死制動(dòng)系（ABS）的重要組件，它們不僅為 ABS 提供了重要的輪速信息， 而且還為牽引力控制和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)提供了重要的信息[12]。 H.Elzein 和 S.Lakshmanan 談到電磁制動(dòng)的原理涉及將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，當(dāng)非磁性或磁性導(dǎo)電材料旋轉(zhuǎn)到靜磁場(chǎng)中時(shí)，材料中會(huì)感應(yīng)出渦流[13]。Toshikazu Okamura 提到減輕車(chē)輛重量以促進(jìn)可持續(xù)的全球環(huán)境是汽車(chē)工業(yè)中最重大的挑戰(zhàn)之一，制動(dòng)盤(pán)的熱強(qiáng)度是決定其重量的主要因素，其

18、重量等于其熱質(zhì)量[14]。Dr.R.Udayakumar 和 Ramesh Ponnusamy 從熱和結(jié)構(gòu)分析得出的結(jié)論是，S 曲線(xiàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)和熱方面均顯示出更好的結(jié)果，并且與其他類(lèi)型的轉(zhuǎn)子相，其性能更好[15]。 第 2 章 前制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及選擇 2.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi) 制動(dòng)器按整體可以分為鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器，鼓式制動(dòng)器主要是以前比較平窮的時(shí)候用的東西，現(xiàn)在科技發(fā)達(dá)了，制動(dòng)器主要形式為盤(pán)式制動(dòng)器。盤(pán)式制動(dòng)器由于其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以如今用途越來(lái)廣泛。在比較久遠(yuǎn)的年代，盤(pán)式制動(dòng)器主要用在小型汽車(chē)上，但是如今隨著技術(shù)的發(fā)達(dá)，盤(pán)式制

19、動(dòng)器需要的較大的動(dòng)力來(lái)源也可以很簡(jiǎn)潔的得到。盤(pán)式制動(dòng)器的液壓形式越來(lái)越給力，所以我們可以用在中型轎車(chē)上了，甚至重型汽車(chē)上。盤(pán)式制動(dòng)器可以分為全盤(pán)式制動(dòng)器和鉗盤(pán)式制動(dòng)器，由于點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器的可靠性比較低，現(xiàn)在幾乎見(jiàn)不到其實(shí)用了。全盤(pán)式制動(dòng)器由于比較笨重，比較大，同時(shí)由于散熱性能也不好，所以主要用在某些低級(jí)的汽車(chē)上?，F(xiàn)在運(yùn)用比較廣泛的是鉗盤(pán)式制動(dòng)器，鉗盤(pán)式制動(dòng)器由于其占用空間小，散熱性良好，所以得到廣大制造商的認(rèn)可。而鉗盤(pán)式制動(dòng)器又可以分為固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器和浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器，本設(shè)計(jì)中就采用浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。其具體結(jié)構(gòu)如圖 2 所示 圖 2.1

20、固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器與浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器 隨著科技水平的發(fā)展，通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器的制造能力越來(lái)越強(qiáng)大我們已經(jīng)運(yùn)用了相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)生產(chǎn)它，汽車(chē)通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦材料已經(jīng)由先前的石棉轉(zhuǎn)化成了如今的半金屬材料，主要是因?yàn)槭拊诟邷叵聲?huì)釋放出有毒物質(zhì)。通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器由于其多孔結(jié)構(gòu)可以迅速降溫，所以熱穩(wěn)定性會(huì)大大地提高。質(zhì)量輕巧，形式可靠，所以我們就大量地運(yùn)用通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器，可以在相對(duì)條件下，達(dá)到減輕汽車(chē)空載和提高轎車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。實(shí)心式由于質(zhì)量沉重，散熱能力弱，雖然帶來(lái)的維修成本會(huì)更加低，但是其制動(dòng)穩(wěn)定性太低，本文不予以考慮。 2.2 該中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器的最終選擇 經(jīng)過(guò)以上介紹，我們

21、對(duì)比了盤(pán)式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器，詳細(xì)的介紹了各種制動(dòng)器的特點(diǎn)，相對(duì)于鼓式制動(dòng)器，雖然也有些許劣勢(shì)，比如制動(dòng)效能比較低下，需要利用很大的力才能產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)力來(lái)使汽車(chē)產(chǎn)生制動(dòng)效果。我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于中級(jí)轎車(chē)，前制動(dòng)器采用盤(pán)式制動(dòng)器就已經(jīng)足夠，因?yàn)楸緛?lái)轎車(chē)的質(zhì)量就相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)鉗的布置可以在車(chē)軸之前或之后，制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物，位于軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的徑向合力。相較于鼓式制動(dòng)器，盤(pán)式制動(dòng)器有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：熱穩(wěn)定性好，鼓式制動(dòng)器在受熱膨脹后，會(huì)導(dǎo)致工作半徑變大，只可以接觸到制動(dòng)蹄的中部， 制動(dòng)效能降低，這就是熱衰退；水穩(wěn)定性好，由于盤(pán)式制動(dòng)器的特殊結(jié)構(gòu)，可以順

22、利排出進(jìn)入制動(dòng)器的水；運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)改變制動(dòng)效能；可以更加便捷地制作雙回路制動(dòng)系；尺寸小，質(zhì)量小，對(duì)于減輕車(chē)重有一定貢獻(xiàn)；壓力分布均衡。相對(duì)于鼓式制動(dòng)器其缺點(diǎn)有：不容易防塵和腐蝕；兼做為駐車(chē)制動(dòng)器的時(shí)候，手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜；由于其完全靠壓力產(chǎn)生摩擦力，其制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須有助力器；更換襯快更為頻繁，主要是因?yàn)槠涔ぷ髅娣e比較小。綜合以上分析，對(duì)于奧迪 a5 中級(jí)轎車(chē)前制動(dòng)器，選擇的是通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器。 第 3 章 盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 3.1 車(chē)型選擇及整車(chē)參數(shù) 本文選用的車(chē)型為奧迪 a5 2019 款 Cabriolet 40 TFSI s 時(shí)尚型，由于制動(dòng)器的設(shè)計(jì)主要考慮最大

23、制動(dòng)力矩等極限情況設(shè)計(jì)，所以下面給出了其所需滿(mǎn)載的相關(guān)相關(guān)數(shù)據(jù)和部分空載參數(shù)，其具體內(nèi)容詳見(jiàn)下文表格。 表 3.1 前制動(dòng)器設(shè)計(jì)所需主要參數(shù) 車(chē)型 奧迪 a5 2019 款 Cabriolet 40 TFSI s 時(shí)尚型 軸距 L （mm） 2770 空載質(zhì)量m0 （kg） 1600 滿(mǎn)載質(zhì)量m （kg） 2000 前輪胎規(guī)格 245/40 R18 滾動(dòng)半徑r （mm） 271.6 滿(mǎn)載質(zhì)心位置a （mm） 1355 滿(mǎn)載質(zhì)心位置b （mm） 1415 滿(mǎn)載質(zhì)心高度 hg （mm） 730 附著系數(shù)j （假設(shè)良好路

24、面） 0.7 3.2 制動(dòng)力分配系數(shù) 絕大多數(shù)轎車(chē)前后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值是一定的，常用前制動(dòng)器制動(dòng)力與總制動(dòng)力之比來(lái)表示，我們稱(chēng)之為制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，符號(hào)b ，得 b = Fu1 Fu （3.1） 同步附著系數(shù)可以借助解析式計(jì)算出來(lái)，本設(shè)計(jì)給定的同步附著系數(shù)為 0.8，當(dāng)汽車(chē)在同步附著系數(shù)的路面上制動(dòng)時(shí)，前后車(chē)輪同時(shí)抱死，有 b = b + j0hg  （3.2） 1- b a -j0hg 經(jīng)計(jì)算得 b == j0 hg + b 0.8′ 730 +1415 = 0.72  （3.3）

25、 L 2770 3.3 制動(dòng)器最大力矩 本設(shè)計(jì)選取了較大的同步附著系數(shù)，所以我們需要從汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性出發(fā)，當(dāng) j > j0 時(shí)，假設(shè)j0 = 0.8 ，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q = j0 = 0.8 ，達(dá)到極限制動(dòng)能力，因此前后車(chē)輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩應(yīng)為 T = G (a - qh )jr = 1214.99Ngm （3.4） u 2 max T L g = b T  = 3124.27Ngm  （3.5） u1max 1- b u 2 max 對(duì)于單個(gè)盤(pán)式制動(dòng)器所受到的力矩，其數(shù)值應(yīng)該

26、為上面最大力矩的一半。 3.4 制動(dòng)效能因數(shù) 為了衡量制動(dòng)器制動(dòng)效能的好壞，我們引入了制動(dòng)器的制動(dòng)效能因數(shù)的概念，用符號(hào) K 表示制動(dòng)效能因素，鼓式制動(dòng)器的效能因素一般比較高，因此大多用在貨車(chē)或者重型汽車(chē)上。對(duì)于本文采用的盤(pán)式制動(dòng)器，采用一般摩擦材料的時(shí)候，摩擦因數(shù)在 0.3-0.5 之間， 盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)效能因數(shù)和摩擦因數(shù)有如下關(guān)系 𝐾 = 2𝑓 （3.6） 本設(shè)計(jì)中取𝑓=0.4，得 K=0.8。 3.5 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)確定 3 制動(dòng)盤(pán)直徑 D 制動(dòng)盤(pán)的直徑受到輪輞直徑的限制，其數(shù)值在輪輞直徑的

27、 70%-79%中選取,得最小直徑 Dmin =18 ′ 25.4 ′ 0.7=320.04mm,最大直徑 Dmax = 18 ′ 25.4 ′ 0.79=361.188mm。這里我選擇 340mm。 4 制動(dòng)盤(pán)厚度 h 對(duì)于通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器，制動(dòng)盤(pán)厚度不宜過(guò)小，否者強(qiáng)度達(dá)不到要求，制動(dòng)盤(pán)的厚度有一定的取值范圍，其數(shù)值比實(shí)心盤(pán)要大一定數(shù)值，其厚度為 20-50mm,采用較多的值為 20- 30mm，但是根據(jù)最新的研究趨勢(shì)，奧迪車(chē)制動(dòng)盤(pán)的厚度一般在 20-22.5mm 之間，本設(shè)計(jì)中選取的厚度是 22mm。 （3）摩擦襯塊的內(nèi)半徑 R1 與外半徑 R2 推薦摩擦

28、襯塊的外半徑 R2 與內(nèi)半徑 R1 的比值不大于 1.5.若比值較大，工作時(shí)摩擦襯塊的外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，磨損會(huì)不均勻，接觸面積減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化較大。本設(shè)計(jì)中取 R2 = 160mm ， R1 = 110mm 。 （4）摩擦襯塊工作面積 A 摩擦襯塊的工作面積越大，單位受力就會(huì)越小，但是同時(shí)由于質(zhì)量的要求，又不能過(guò)大， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式有下列面關(guān)系， 根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊的單位面積占有的汽車(chē)質(zhì)量在 1.6 kg cm2 ~ 3.5 kg cm2 的范圍內(nèi)取。 A = m0 = 2000 = 156.25cm2 1 1.6 ′ 4 ′ 2

29、1.6 ′ 4 ′ 2 A = m0 = 2000 = 71.42cm2 2 3.5′ 4 ′ 2 3.5′ 4 ′ 2 同時(shí)根據(jù)相關(guān)資料,我選取襯塊的夾角為70° 有 A = p (R2 - R2 ) 70 = 8246.68mm2 = 82.47cm2 0 2 1  360 第 4 章 制動(dòng)器的性能分析和校核 4.1 摩擦襯塊磨損特性的分析 為了分析制動(dòng)盤(pán)的摩擦表面的可靠性，我們需要從溫度，壓力和摩擦系數(shù)等來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析，由于其全部動(dòng)力幾乎都由制動(dòng)器承擔(dān)，我們用制動(dòng)器的能量負(fù)荷來(lái)表示，可以直接根據(jù)其數(shù)值大小來(lái)衡量，當(dāng)數(shù)

30、值越大的時(shí)候，我們就可以客觀的得出摩擦襯塊的磨損越嚴(yán)重。 制動(dòng)器的能量負(fù)荷[9]以其比能量耗散率表作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，它為單位摩擦面積在單位時(shí)間內(nèi)耗散的能量，其單位是W / mm2 。 轎車(chē)的單個(gè)前制動(dòng)器比能量耗散率為 1 d m (v 2 - v 2 ) e = 1 2 2 2tA b （4.1） 該式中d 為汽車(chē)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；t 為制動(dòng)時(shí)間，s ；v1 , v2 分比為制動(dòng)初速度和制動(dòng)綜速度，對(duì)于轎車(chē)取v1 = 100km / h ；查閱網(wǎng)上視頻資料，奧迪 a5 百公里制動(dòng)距離為 38.9 m ，制動(dòng)時(shí)間為 2.6 s ,我們假設(shè)在緊急制動(dòng)時(shí)，則v2 = 0,

31、d = 1 ，得 1 mv 2 e = 1 b = 2 2tA ′ 2 1 2000 27.8 ′ 2 0.72 = 4.51w / mm 2 2′ 2.6′8246.68′ 4 對(duì)于轎車(chē)而言，盤(pán)式制動(dòng)器的比能量耗散率不應(yīng)該大于6w / mm2 ，經(jīng)核算發(fā)現(xiàn)符合要求。 另一個(gè)磨損性能指標(biāo)是摩擦襯塊單位摩擦面積的制動(dòng)摩擦力，稱(chēng)為比摩擦力，它的符號(hào)為 Ff 0 。其數(shù)值越大，則磨損越嚴(yán)重。單個(gè)車(chē)輪制動(dòng)器的比摩擦力為 Ff 0 = Tu rA0  （4.2） 其中 A0 上面所求的四倍的摩擦襯塊面積，因?yàn)榍拜S制動(dòng)力矩被四個(gè)摩

32、擦面積給承擔(dān)，即有 A0 = 4 A ，帶入已知數(shù)據(jù)得 Ff 0 為 0 符合要求。 Ff 0 = Tu1max rA0 = 3124.27 0.2716 ′ 4 ′ 8246.68 = 0.41N / mm2 < F = 0.48N / mm2 4.2 制動(dòng)器熱容量和溫升的核算 對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器制，盤(pán)式制動(dòng)器如果在多次制動(dòng)的時(shí)候，溫度升高過(guò)快，容易導(dǎo)致制動(dòng)失效，因此我們要校核制動(dòng)器的熱容量和升高的溫度是否滿(mǎn)足以下關(guān)系 1 E DT = 2 Jmd cd 1 ′10-9 ￡ [DT ] （

33、4.3） 式中 J ————熱功當(dāng)量，其值為 4.18； md ————制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量，其值為： md = p D2hr 4  (4.4) cd ——制動(dòng)盤(pán)材料的比熱容，本文選用的鑄鐵cd = 482 J (kg.K ) ； E1 ——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為前軸車(chē)輪制動(dòng)器所吸收的部分能量； E = 1 mv 2 b (4.5) 式中： m ——汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)質(zhì)量； 1 2 0 v0 ——汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的初速度，取100 km h = 27.8m s ；

34、 b ——汽車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 1 ′ 1 ′ 2000 ′ 27.82 ′ 0.72 DT = 2 2 2 = 9.47 K < [DT ] = 15K 4.18′ p ′ 0.34 ′ 0.022 ′ 7.3 ′ 482 ′10-9 4 所以本文設(shè)計(jì)的盤(pán)式制動(dòng)器滿(mǎn)足一次制動(dòng)要求。 4.3 盤(pán)式制動(dòng)器的力矩的計(jì)算 盤(pán)式制動(dòng)器需要在一定制動(dòng)管路壓力下，獲得足夠高的制動(dòng)力矩，假設(shè)在理想情況下， 盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 Tf = 2 fNR （4.6） 其中， f 為前文已經(jīng)介紹的制動(dòng)因素， N

35、為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力，有 N = P0 gAw （4.7） 查閱汽車(chē)設(shè)計(jì)手冊(cè)得轎車(chē)壓力管壓力一般不超過(guò)10 ~ 12Mpa ，對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器可以跟 高，取 P0 = 12Mpa ，輪缸直徑在 GB7524-87 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取。本設(shè)計(jì)中取 50mm， R 為制動(dòng)盤(pán)半徑，由于盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦襯塊徑向尺寸相差不大，我們?cè)诖_定 R 的時(shí)候采 用平均半徑就已經(jīng)符合要求。且有 A = p ′ 502 = 1963.50mm2 ， R = R1 + R2 = 160 +110 = 135mm w 4 2 2 綜合（4.5）和（

36、4.6）可以得到 T = 2 ′ 0.4′12′1963.50′135′10-3 = 2544.70N gm > Tu1max = 3124.27 = 1562.14N gm f 2 2 所以滿(mǎn)足要求。 4.4 駐車(chē)制動(dòng)能力 對(duì)于本文中的前制動(dòng)器，我們需要衡量其在上坡路和下坡路的駐車(chē)情況，良好的停駐 能力對(duì)于汽車(chē)安全性至關(guān)重要，根據(jù)理論力學(xué)可知，汽車(chē)上破和下坡停駐時(shí)的后輪附著力分別為 F j = mgj (a cosa + h sin a ) （4.8） Z 2 L g F j = mgj (a cosa - h sin a ) （4.

37、9） Z1 L g 解方程得停駐的極限上坡路傾角和下坡路傾角分別為 a = arctan ja = arctan L -jhg 0.7 ′1355 2770 - 0.7 ′ 730 = 22.78o a ￠ = arctan ja = arctan L + jhg 0.7 ′1355 2770 + 0.7 ′ 730 = 16.7o 大于11.3o ，即滿(mǎn)足各類(lèi)汽車(chē)的最大停駐坡度不小于 16%-20%的要求。 4.5 制動(dòng)效能的分析 依據(jù) GB7258-2012 第 7.10 條，乘用車(chē)制動(dòng)初速度為 50 km /

38、 h ，滿(mǎn)載制動(dòng)距離要求小于等于 20 m ，同時(shí)根據(jù)根據(jù)中國(guó) GB 21670-2008（ 類(lèi)車(chē)），對(duì)于 100 km / h 的制動(dòng)初速度的制動(dòng)距離要求是小于 70 m ，良好路面行駛的時(shí)候，滿(mǎn)載的制動(dòng)距離 u ? t '' ? u 2 S = a0 ? t ' + 2 ÷ + a0 （4.10） 3.6 è 2 2 ? 25.92a b max 式中： t2 ' ———是制動(dòng)器開(kāi)始產(chǎn)生作用所需時(shí)間，這里取 0.05 s 2 t '' ———減速度增長(zhǎng)所持續(xù)時(shí)間，這里取 0.2 s a

39、——最大制動(dòng)減速度，有a = jg = 0.7′9.8 = 6.86m / s2 max 得制動(dòng)距離為 S1 = bmax ( ) 50 502 0.05 + 0.1 + = 16.14m < [S ] = 20m 3.6 25.92′ 6.86 S1 = 100 1002 ( ) 0.05 + 0.1 + = 60.41m < [S] = 70m 3.6 25.92 ′ 6.86 符合要求。 第 5 章 制動(dòng)器主要零件設(shè)計(jì) 5.1 制動(dòng)輪缸 制動(dòng)輪缸安裝在制動(dòng)鉗上，將制動(dòng)主缸輸

40、入的液壓力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能作用在制動(dòng)鉗上，制動(dòng)鉗接著作用于制動(dòng)盤(pán)上產(chǎn)生制動(dòng)效果。制動(dòng)輪缸需要滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度，其缸體由灰鑄鐵 HT250，需要鏜磨。輪缸直徑在國(guó)標(biāo)中尺寸序列中選取，本文采用的是 50 mm 。 5.2 制動(dòng)盤(pán) 本設(shè)計(jì)中采用通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器，在制動(dòng)盤(pán)之間開(kāi)槽，同時(shí)在制動(dòng)盤(pán)上挖孔， 增加制動(dòng)盤(pán)的散熱面積。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)會(huì)加快散熱，制動(dòng)盤(pán)的制造需要滿(mǎn)足摩擦系數(shù)要求和強(qiáng)度要求，需要滿(mǎn)足其兩側(cè)表面不平行度大于 0.008 mm ，制動(dòng)盤(pán)的盤(pán)面擺差不應(yīng)該大于 0.1 mm 。 5.3 制動(dòng)鉗 制動(dòng)鉗可由可鍛鑄鐵 KTH370-12 或者球墨鑄

41、鐵 QT400-18 制造，本設(shè)計(jì)中制動(dòng)鉗總高度為 145mm，同時(shí)制動(dòng)鉗背面會(huì)打出一個(gè)槽，這樣有利于制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)塊的通風(fēng)散熱，其上方直接連接著制動(dòng)輪缸，西方會(huì)接觸制動(dòng)塊。所以上下表面需要滿(mǎn)足一定的平整度，制動(dòng)鉗體夾著制動(dòng)塊和制動(dòng)盤(pán)，其強(qiáng)度和剛度都比較重要。制動(dòng)鉗可以安裝在車(chē)軸的前方或者后方，位于車(chē)軸前可以更好地避免甩出來(lái)的泥巴或者水，以免弄臟車(chē)身，位于車(chē)軸后則可以減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷，由于現(xiàn)在轎車(chē)行駛的路面比較清潔和平穩(wěn)，所以本設(shè)計(jì)中前制動(dòng)鉗位于車(chē)軸后。 5.4 制動(dòng)塊 制動(dòng)塊十分重要，制動(dòng)塊如果太薄就需要不定期更換，如果太厚，則對(duì)于汽車(chē)的整體重量來(lái)說(shuō)是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。

42、制動(dòng)塊需要有背板和摩擦塊兩個(gè)連接在一起。由可鍛鑄鐵或者球墨鑄鐵打造而成，少數(shù)制動(dòng)塊由鋁合金制造而成。同時(shí)活 塞必須壓著整個(gè)制動(dòng)塊，否則就容易產(chǎn)生卷腳或者引起尖叫的聲音，選擇摩擦襯塊厚度為 17 mm ，背板厚度 6 mm 。 5.5 制動(dòng)支架 在制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)鉗架至關(guān)重要。制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)液通過(guò)進(jìn)油口將壓力傳給制動(dòng)鉗活塞，制動(dòng)活塞又將壓力傳遞給摩擦塊，產(chǎn)生制動(dòng)力，達(dá)到制動(dòng)效果。制動(dòng)鉗和制動(dòng)鉗架通過(guò)軸銷(xiāo)連接并可以相對(duì)滑動(dòng)。制動(dòng)鉗架應(yīng)該滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度和剛度要求。本設(shè)計(jì)中制動(dòng)支架的總高度為 89mm，制動(dòng)支架應(yīng)根據(jù)制動(dòng)鉗的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，其和制動(dòng)鉗通過(guò)螺栓禁錮在一起，需要滿(mǎn)足一定的強(qiáng)

43、度要求。鑄造后要進(jìn)行打磨，表面不得存在夾砂、氣孔等缺陷，去毛刺、尖角，不得補(bǔ)焊，制動(dòng)支架的生產(chǎn)材料一般選取 KTH370-12。 5.6 摩擦材料 以往的摩擦材料是以石棉為主，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有毒，用的比較少了。其性能應(yīng)該滿(mǎn)足具有高的而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、優(yōu)良抗熱衰退性能、耐磨性、噪聲小等。本設(shè)計(jì)中采用的摩擦材料是以多種有機(jī)、無(wú)機(jī)、纖維合成的半金屬摩擦材料。 5.7 制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu) 制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)塊之間需要設(shè)置好合理的間隙，工作間隙過(guò)短，會(huì)導(dǎo)致意外的不必要磨損，制動(dòng)間隙過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)反應(yīng)遲鈍，使得制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)。考慮到制動(dòng)過(guò)程中摩擦副可能產(chǎn)生熱變形和機(jī)械變形，

44、因此制動(dòng)器在冷態(tài)下的間隙應(yīng)有試驗(yàn)確定。間隙的大小受到車(chē)型的限制，一般取值范圍為單側(cè)間隙為 0.05mm 到 0.15mm,總間隙為 0.1mm 到 0.3mm。本設(shè)計(jì)制動(dòng)總間隙取 0.2mm。 5.8 彈簧夾的設(shè)計(jì) 彈簧夾可以利用其彈力將摩擦襯塊固定在制動(dòng)鉗支架上，以防止其松動(dòng)，彈簧夾應(yīng)該有足夠高的疲勞壽命，同時(shí)也應(yīng)該彈力大小合適，起到良好的作用。 第 6 章 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)與分析 6.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)制動(dòng)力的來(lái)源不同可以分為三種，其中可以分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、伺服制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)。最常見(jiàn)的動(dòng)力制動(dòng)系是氣壓制動(dòng)系，不過(guò)

45、由于其噪聲比較 大，很少用。簡(jiǎn)單制動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作可靠，但是機(jī)械效率低。按照伺服制動(dòng)系 統(tǒng)能源的不同，可以分為真空伺服制動(dòng)系、氣壓伺服制動(dòng)系統(tǒng)和液壓伺服制動(dòng)系 統(tǒng)。其中真空伺服制動(dòng)系多用于總質(zhì)量在 1.1-1.5 t 以上的轎車(chē)，奧迪 A5 中級(jí)轎 車(chē)的質(zhì)量在一噸左右，所以本文采用真空伺服制動(dòng)系，其回路圖如下 圖 6.1 真空助力式伺服制動(dòng)系回路圖 1- 制動(dòng)踏板；2-控制閥；3-真空伺服氣室；4-制動(dòng)主缸 5-貯液罐 6-制動(dòng)信號(hào)號(hào)燈液壓開(kāi)關(guān)；7—真空管路；8—真空單向閥；9—前盤(pán)式制動(dòng)油缸；10—后鼓式制動(dòng)輪缸 6.2 制動(dòng)管路的多回路系統(tǒng) 在制動(dòng)過(guò)程中，如

46、果我們采用單回路系統(tǒng)，則當(dāng)萬(wàn)一回路失效后，會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的交通事故，因此我們選擇好多回路系統(tǒng)來(lái)提高制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作可靠性。雙軸汽車(chē)的五種雙回路系統(tǒng)方案圖如下 圖 6.2 不同的雙回路系統(tǒng)布置 在這五種雙回路系統(tǒng)中，由于（b）為交叉型，簡(jiǎn)稱(chēng) X 型，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，任何一回路失效仍能夠保持 50%的制動(dòng)效能，而且制動(dòng)力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒(méi)有變化，所以本設(shè)計(jì) 中選擇 X 型。其他的回路由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者僅用于重型貨車(chē)等，所以本設(shè)計(jì)中不予考慮。 6.3 液壓制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì) ? 6.3.1 制動(dòng)輪缸的工作容積計(jì)算 根據(jù) GB7524-87 輪缸直徑

47、應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為： 14.5，16，17.5，19，22，24，25,28，30，32，35，38，40，45，50，55mm。前文已經(jīng)給出前制動(dòng)輪缸直徑為 50 mm ，由于后輪制動(dòng)力一般小于前輪制動(dòng)力，現(xiàn)在假設(shè)后輪缸直徑為 40 mm ，由輪缸的工作容積計(jì)算公式有 p n 2 Vw = ? d wd 4 1 （6.1） 式中： dw ——一個(gè)輪缸活塞的直徑（取 1）； n——輪缸的活塞數(shù)目； d ——個(gè)輪缸活塞在完全制動(dòng)時(shí)的行程，本文取 3 mm（參考于比亞迪活塞行程一般取 3-7mm） 得前輪輪缸和后輪輪缸的工

48、作容積分別為 VW 1 = 3.14 n 2 ′ 3′10-3 = 5.89ml(n = 1) ? 50 4 1 VW 2 = 3.14 n 2 ′ 3′10-3 = 3.78ml(n = 1) ? 40 4 1 得全部輪缸的工作容積為 V = 2VW 1 + 2VW 2 = 19.32mL ? 6.3.2制動(dòng)主缸直徑與工作容積 在轎車(chē)制動(dòng)主缸的工作容積計(jì)算的時(shí)候， 可取 Vm = 1.1V ； 將上面所算出來(lái)的 V =19.32mL 帶入得到Vm = 21.25mL ，一般 sm =（0

49、.8～1.2）dm ，取 sm =0.8 dm ，由公式 p 2 得dm = 32.34 mm Vm = 4 d m sm （6.2） 根據(jù)主缸系列直徑標(biāo)準(zhǔn)：14.5，16，17，19，20.5，22，26，28，32，35，38，42， 46mm。本設(shè)計(jì)中取dm = 35mm, sm = 28mm 。 ? 6.3.3制動(dòng)踏板力與踏板行程分析 對(duì)于轎車(chē)，制動(dòng)踏板力不應(yīng)該小于 500 N ，制動(dòng)踏板力有如下公式進(jìn)行驗(yàn)算 F = p d 2 p 1 × 1 （6.3） 式中： dm ——主缸活塞直徑； p ——制

50、動(dòng)管路的液壓； P 4 m i h P iP ——踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比， iP = r2 ，一般為 2～5；（在本設(shè)計(jì)中取 5） r1 h ——踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，h = 0.85～0.9（取h = 0.93） 根據(jù)上式得： F p 2 -6 6 1 1 P = 4 ′ 35 ′10 ′12 ′10 ′ ′ = 2482.87 N > 500N 0.93 5 因此必須的安裝助力器，由公式  Fp￠ = Fp / I （6.4） 式中： I——助力比，取 5。（本車(chē)采用機(jī)械液壓助力）

51、Fp￠ = Fp / I =2482.87/5=496.57N<500N 滿(mǎn)足要求。 對(duì)于踏板行程，與轎車(chē)而言，應(yīng)該小于 150 mm ，制動(dòng)踏板的工作行程 x p 為： xp = ip (sm + dm1 + dm2 ) （6.5） 式中： d m1 ——主缸中推桿與活塞間的間隙；（取d m1 =2mm）； d m 2 ——主缸活塞空行程，（取d m 2 =1.0mm） 。 將sm = 28mm,dm1 = 2mm,dm2 =1mm,ip = 5代入（6.5）中有 xp = 4(28 + 2 +1) =124mm <150mm ，滿(mǎn)足要求。

52、 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)奧迪 a5 車(chē)的前制動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，分析前后制動(dòng)力分配，前制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后制動(dòng)力，所以前制動(dòng)器的性能優(yōu)良至關(guān)重要。根據(jù)奧迪 a5 車(chē)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了制動(dòng)器最大力矩的計(jì)算、在給定利用附著系數(shù)的情況下，核算了百公里制動(dòng)距離和五十公里制動(dòng)距離，發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有考慮 ABS 的情況下就已經(jīng)滿(mǎn)足了要求，由此我們也發(fā)現(xiàn)了良好路面對(duì)汽車(chē)行駛的重要性。在計(jì)算結(jié)果后，對(duì)具體盤(pán)式制動(dòng)器進(jìn)行了相關(guān)尺寸的給定， 利用同時(shí)也對(duì)制動(dòng)器的溫升、比摩擦力、駐車(chē)的最大坡度等進(jìn)行了校核。接著對(duì)制動(dòng)器的主要零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如計(jì)算了制動(dòng)輪缸的工作容積和制動(dòng)鉗架等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后就是對(duì)前制動(dòng)器進(jìn)行

53、了相關(guān)分析，例如利用 matlab 編程，實(shí)現(xiàn)了該制動(dòng)器的 I 曲線(xiàn)和 b 曲線(xiàn)相交發(fā)現(xiàn)正是同時(shí)抱死的對(duì)應(yīng)制動(dòng)力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從中可以學(xué)到對(duì)于設(shè)計(jì)制動(dòng)器而言，汽車(chē)的質(zhì)心位置和制動(dòng)器的尺寸至關(guān)重要，如果質(zhì)心太靠后或者太靠前，對(duì)于汽車(chē)安全性都是不好的。最后根據(jù)所計(jì)算的尺寸進(jìn)行了盤(pán)式制動(dòng)器相關(guān)造型的確定，得到了如附錄中的盤(pán)式制動(dòng)器。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理和相關(guān)技術(shù)要求有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。 參考文獻(xiàn) 【1】 潘公宇, 王繼業(yè). 基于轉(zhuǎn)動(dòng)熱源的通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器溫度場(chǎng)分析[J]. 重 慶 理 工大 學(xué) 學(xué) 報(bào),2018,32(8):52-58. 【2】 曲杰, 蘇海賦

54、, 余為高. 通風(fēng)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)盤(pán)的壽命預(yù)測(cè)分析[J]. 機(jī)械制造,2011,49(562):43-46. 【3】 董慧麗, 鮑久圣, 陰妍. 盤(pán)式制動(dòng)器摩擦噪聲特性的試驗(yàn)分析[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2020. 【4】 史志紅.淺析帶式輸送機(jī)盤(pán)式制動(dòng)器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息,2020（03）：91-92. 【5】 魯力群,尹永芳,方剛.鉗盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)活塞異型密封性能研究[J].潤(rùn)滑與密封,2019,44(10):109-114. 【6】 楊蒙,黃歡,夏海龍等.一種新型汽車(chē)制動(dòng)器的探究[J].專(zhuān)用汽車(chē),2019(06):58-62. 【7】 楊仁華.基于 ANSY

55、S 的制動(dòng)卡鉗仿真分析[J].科技與創(chuàng)新,2018(19):127-128. 【8】 史文庫(kù)，姚為民.汽車(chē)構(gòu)造（第六版）[M].北京：人民交通出版社，2013,330-404 【9】 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)（M）.北京：清華大學(xué)出版社，2001,667-778. 【10】余志生.汽車(chē)?yán)碚摚∕）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2013，113-153. 【11】Hyeong-Rae Kim, Ihn-Sik Weon, Soon-Geul Lee. Development of Multiple-disk Type MR Fluid Brake with Three Modules for W

56、earable Robots Driving Part[C]. ICCAS,2018:1746-1751. 【12】Le Khac Binh. The Effect of Air Gap Between ABS Sensor and Brake Disc to the Anti – lock Braking System Efficiency[C]. IEEE,2018，278-283. 【 13 】 H. Elzein,S. Lakshmanan. Investigation of the Effect of Pole Shape on Braking Torque for a Lo

57、w Power Eddy Current Brake by Finite Elements Method [C].IEEE,2013:263-267. 【14】Toshikazu Okamura. Davis. Interactive Effects of Thermal Deformation and Wear on Lateral Runout and Thickness Variation of Brake Disc Rotors [J]. SAE International ，2016:1214-1226. 【15】Dr.R.Udayakumar and Ramesh Ponnusamy. Computer Aided Design and Analysis of Disc Brake Rotors for Passenger Cars [C].Proes.IEEE,2013:142-146. 【16】過(guò)學(xué)迅.汽車(chē)設(shè)計(jì)（M）.北京：人民交通出版社，2013，208-218. 【17】史文庫(kù)，姚為民.汽車(chē)構(gòu)造下冊(cè)（M）.北京：人民交通出版社，2013，330-350. 致謝