载货汽车鼓式制动器设计(附件)
制动系统在汽车中有着极为重要的作用，而制动器作为制动系统的主要部件，其性能不容忽视。现在的货车当中，使用最多的依然是鼓式制动器，本次设计就对鼓式制动器进行了设计和计算。首先根据所选车型的整车参数，确定了制动器的主要形式和结构参数，然后运用matlab优化工具箱对参数进行优化，计算制动器的制动力矩、制动强度、制动所需和制动器所能产生的制动力，对制动器的制动效能因数、摩擦衬片磨损特性、制动蹄片的制动力矩、行车制动效能进行校核等，最后完成零件图和装配图的绘制。
关键词 鼓式制动器，优化，制动力矩，制动效能因数
目录
1 绪 论 1
1.1制动器设计的意义 1
1.2汽车制动器国内外现状及发展趋势 1
1.3研究重点以及目的 2
2 制动器的结构形式及方案确定 2
2.1鼓式制动器结构形式 2
2.2鼓式制动器方案确定 10
3 制动力及其分配 10
3.1 制动力与制动力分配系数 10
3.2 同步附着系数 15
3.3 制动器最大制动力矩 16
3.4 制动强度 17
4 制动器的参数选择与优化 17
4.1 鼓式制动器的结构参数与摩擦系数 18
4.2 参数优化 20
5 制动器校核计算 23
5.1 制动器效能因数计算 23
5.2 制动器制动力校核计算 25
5.3 制动器摩擦衬片磨损特性计算 26
5.4 制动器蹄片制动力矩计算 29
5.5 制动器行车制动效能计算 31
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
/> 附录1 36
附录2 37
附录3 38
1 绪论
1.1制动器设计的意义
随着汽车工业的发展以及道路交通条件的不断改善，汽车由于其快捷、方便成为了现代交通工具中最重要的组成部分。汽车制动系统是汽车最重要的组成部分之一，它可以使运动中的汽车减速直至停车，从而充分保障汽车的行驶安全，而在制动系中能够使汽车减速、停车的直接装置就是制动器，所以说制动器才是为汽车提供安全保障的主要部件，从而制动器的性能直接影响到汽车的行驶安全性能。为了能够充分保证人们的生命财产安全，对汽车制动系统的要求也将变得越严格。
汽车的制动性能保证了汽车的行驶安全性，其性能的优劣由汽车的制动系统决定。因此，对于制动器性能的的要求变得越来越高，其不仅会对整车的性能造成影响，还会威胁到人们的生命财产安全。很多交通事故的发生都与制动器的性能有关，因此，对于汽车的制动性能有着严格的要求。汽车制动的过程是十分复杂的，汽车的总体布置和制动系各参数的选择都会对其产生影响。由于制动器性能的重要性，其设计就变得很重要。
1.2汽车制动器国内外现状及发展趋势
对于鼓式制动器，为了能够充分发挥其优势且克服其主要的缺点，不断的对其进行着研究和技术改进工作，主要研究其工作过程和性能的计算、分析方法。特别注重对其制动效能及其稳定性影响因素的研究，主要是结构和实际使用情况等因素。通过不断地研究和改进，取得了丰硕的成果，有了可行性较高且效果较好的改进措施，制动器的性能也随之提高。
1997年，提出了有别于传统自增力式制动器的新型自增力式制动器，两者区别在于新型的加入了电控的方法来实现自增力，该制动器效能因数比较大。制动效能因数的提高是用电控的机械装置通过对领蹄支撑点的调整来实现，从而由摩擦材料的热衰退引起的摩擦系数的下降就得到了补偿。其仅需要输入很小的力就可以得到所需的制动力矩，效率较高。该系统可以控制每个制动器进行单独的工作，不仅对行车安全性有了提高，也提高了驾驶和操纵的舒适性，其主要缺点就是系统比较复杂、生产成本和能耗较高、不利于维护等。
1999年提出一种四蹄八片的鼓式制动器，由于对结构参数进行了合理的匹配设计，使得制动效能因数得到了提高，同时改善了制动效能因数对摩擦系数的敏感性，从而改善了制动效能的稳定性。2000年，一种新型的鼓式制动器被提出，该制动器具有多个自由度的联动蹄，对其制动效能因数及稳定性有显著的提高；摩擦副间的压力分布均匀，接触性良好，使衬片的寿命得到延长；其性能参数便于设计，可以按照制动效能的要求，进行灵活的设计。
另外，全新的制动器结构形式也相继出现，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、湿式盘式弹簧制动器等。磁粉选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性较好的军工磁粉；为了实现空转力矩小、重复控制精度高，则采用超级电工纯铁DT4为磁毂组件；使用双侧带散热风扇，设计散热风道等措施降低温升，使得该技术应用前景较为广阔。
1.3 研究重点以及目的
研究重点：按照本次所选用的HOWO M3517C载货汽车的车型特点，对该车型的制动力与制动力分配系数、同步附着系数进行计算；合理选择该车型所使用的制动器的结构形式及参数，并且对参数进行优化；对车型所需的制动力进行计算，并且对所设计的制动器进行效能因数、能够产生的制动力、摩擦片的磨损特性、制动蹄片的制动力矩、行车制动效能进行计算，使用AUTO CAD绘制鼓式制动器的零件图与装配图。
设计目的是通过查阅各种文献资料，充分利用身边资源，初步掌握机械设计以及制图的基本步骤、要求和规则；掌握鼓式制动器总成的设计方法，以进一步巩固所学习的基本知识；学会用AUTO CAD软件进行工程图的绘制，帮助自己提高对问题的分析及解决问题的能力。
2 制动器的结构形式及要求
2.1 鼓式制动器结构形式
现代汽车制动器主要采用的是摩擦元件间的相互摩擦，产生阻碍汽车运动的力矩，从而使汽车减速或停车。
鼓式制动器分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。对于内张型的，带有摩擦片的制动蹄是固定元件，转动元件则是制动鼓，其利用的是制动蹄向外张开时，蹄上的磨擦片与制动鼓内壁相互摩擦，从而产生摩擦力矩，故称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；转动元件同样也是制动鼓，制动时利用制动带摩擦片包住制动鼓外壁，两者由于相互摩擦产生制动力矩，所以又被叫作带式制动器。现在的载货汽车制动系中，采用的都是内张型的鼓式制动器。
鼓式制动器由于制动蹄的受力情况不同，可以分为以下几种（见图2.1）。
图2.1 鼓式制动器简图
1 绪 论 1
1.1制动器设计的意义 1
1.2汽车制动器国内外现状及发展趋势 1
1.3研究重点以及目的 2
2 制动器的结构形式及方案确定 2
2.1鼓式制动器结构形式 2
2.2鼓式制动器方案确定 10
3 制动力及其分配 10
3.1 制动力与制动力分配系数 10
3.2 同步附着系数 15
3.3 制动器最大制动力矩 16
3.4 制动强度 17
4 制动器的参数选择与优化 17
4.1 鼓式制动器的结构参数与摩擦系数 18
4.2 参数优化 20
5 制动器校核计算 23
5.1 制动器效能因数计算 23
5.2 制动器制动力校核计算 25
5.3 制动器摩擦衬片磨损特性计算 26
5.4 制动器蹄片制动力矩计算 29
5.5 制动器行车制动效能计算 31
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
/> 附录1 36
附录2 37
附录3 38
1 绪论
1.1制动器设计的意义
随着汽车工业的发展以及道路交通条件的不断改善，汽车由于其快捷、方便成为了现代交通工具中最重要的组成部分。汽车制动系统是汽车最重要的组成部分之一，它可以使运动中的汽车减速直至停车，从而充分保障汽车的行驶安全，而在制动系中能够使汽车减速、停车的直接装置就是制动器，所以说制动器才是为汽车提供安全保障的主要部件，从而制动器的性能直接影响到汽车的行驶安全性能。为了能够充分保证人们的生命财产安全，对汽车制动系统的要求也将变得越严格。
汽车的制动性能保证了汽车的行驶安全性，其性能的优劣由汽车的制动系统决定。因此，对于制动器性能的的要求变得越来越高，其不仅会对整车的性能造成影响，还会威胁到人们的生命财产安全。很多交通事故的发生都与制动器的性能有关，因此，对于汽车的制动性能有着严格的要求。汽车制动的过程是十分复杂的，汽车的总体布置和制动系各参数的选择都会对其产生影响。由于制动器性能的重要性，其设计就变得很重要。
1.2汽车制动器国内外现状及发展趋势
对于鼓式制动器，为了能够充分发挥其优势且克服其主要的缺点，不断的对其进行着研究和技术改进工作，主要研究其工作过程和性能的计算、分析方法。特别注重对其制动效能及其稳定性影响因素的研究，主要是结构和实际使用情况等因素。通过不断地研究和改进，取得了丰硕的成果，有了可行性较高且效果较好的改进措施，制动器的性能也随之提高。
1997年，提出了有别于传统自增力式制动器的新型自增力式制动器，两者区别在于新型的加入了电控的方法来实现自增力，该制动器效能因数比较大。制动效能因数的提高是用电控的机械装置通过对领蹄支撑点的调整来实现，从而由摩擦材料的热衰退引起的摩擦系数的下降就得到了补偿。其仅需要输入很小的力就可以得到所需的制动力矩，效率较高。该系统可以控制每个制动器进行单独的工作，不仅对行车安全性有了提高，也提高了驾驶和操纵的舒适性，其主要缺点就是系统比较复杂、生产成本和能耗较高、不利于维护等。
1999年提出一种四蹄八片的鼓式制动器，由于对结构参数进行了合理的匹配设计，使得制动效能因数得到了提高，同时改善了制动效能因数对摩擦系数的敏感性，从而改善了制动效能的稳定性。2000年，一种新型的鼓式制动器被提出，该制动器具有多个自由度的联动蹄，对其制动效能因数及稳定性有显著的提高；摩擦副间的压力分布均匀，接触性良好，使衬片的寿命得到延长；其性能参数便于设计，可以按照制动效能的要求，进行灵活的设计。
另外，全新的制动器结构形式也相继出现，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、湿式盘式弹簧制动器等。磁粉选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性较好的军工磁粉；为了实现空转力矩小、重复控制精度高，则采用超级电工纯铁DT4为磁毂组件；使用双侧带散热风扇，设计散热风道等措施降低温升，使得该技术应用前景较为广阔。
1.3 研究重点以及目的
研究重点：按照本次所选用的HOWO M3517C载货汽车的车型特点，对该车型的制动力与制动力分配系数、同步附着系数进行计算；合理选择该车型所使用的制动器的结构形式及参数，并且对参数进行优化；对车型所需的制动力进行计算，并且对所设计的制动器进行效能因数、能够产生的制动力、摩擦片的磨损特性、制动蹄片的制动力矩、行车制动效能进行计算，使用AUTO CAD绘制鼓式制动器的零件图与装配图。
设计目的是通过查阅各种文献资料，充分利用身边资源，初步掌握机械设计以及制图的基本步骤、要求和规则；掌握鼓式制动器总成的设计方法，以进一步巩固所学习的基本知识；学会用AUTO CAD软件进行工程图的绘制，帮助自己提高对问题的分析及解决问题的能力。
2 制动器的结构形式及要求
2.1 鼓式制动器结构形式
现代汽车制动器主要采用的是摩擦元件间的相互摩擦，产生阻碍汽车运动的力矩，从而使汽车减速或停车。
鼓式制动器分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。对于内张型的，带有摩擦片的制动蹄是固定元件，转动元件则是制动鼓，其利用的是制动蹄向外张开时，蹄上的磨擦片与制动鼓内壁相互摩擦，从而产生摩擦力矩，故称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；转动元件同样也是制动鼓，制动时利用制动带摩擦片包住制动鼓外壁，两者由于相互摩擦产生制动力矩，所以又被叫作带式制动器。现在的载货汽车制动系中，采用的都是内张型的鼓式制动器。
鼓式制动器由于制动蹄的受力情况不同，可以分为以下几种（见图2.1）。
图2.1 鼓式制动器简图
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