轿车盘式制动器设计

1、广东工业大学华立学院本科毕业设计（论文）AT89S51单片机温度控制系统设计系 部 机械电气学部 专 业 电气工程及其自动化 班 级 07电气工程1班 学 号 学生姓名 张志维 指导教师 陈黄飞 2011年 6月目 录中文摘要1英文摘要2前 言31.汽车制动系概述与制动器的分类和特点41.1制动系总成41.2设计制动系时应满足主要要求41.3制动器作用与分类5制动器作用5制动器的分类51.4盘式制动器的特点7盘式制动器优点7盘式制动器缺点72.制动性能分析82.1制动性能评价指标82.2制动效能82.3制动效能的恒定性82.4制动时汽车的方向稳定性83.滑盘式制动器的设计计算103.1滑动钳式

2、制动器参数确定103.2 制动器的计算113.3衬块磨损特性计算143.4制动驱动机构的设计154.制动器零件设计及工艺分析174.1制动器零件设计17滑动钳体17固定支架17制动盘17制动块17活塞18制动系中的密封问题184.2工艺分析18主要零件的材料，工艺要成及其它18固定支架18制动盘18活塞19制动衬块19摩擦衬片与背板的粘接工艺194.3对结构工艺性的评价204.4典型零件的加工工艺过程分析215总结22参考文献23致 谢24摘要汽车的制动系使汽车在行驶过程中自如地进行减速行驶直至停车；在下长坡行驶时，使汽车保持合适的车速；并且可使汽车可靠地停在原地或停驻在坡路上。对汽车的本身的

3、发展起到决定性作用，制动系的制动效果也将是给汽车安全性的决定性因素，前轮先抱死汽车将失去转向能力，即汽车不按原来的弯道行驶沿弯道切线方向驶出；直线行驶情况时，即便转动转向盘，汽车仍沿直线行驶。后轮抱死，将会发生后轴侧滑的现象，严重侧滑有可能使汽车发生掉头现象。前轮抱死或后轮抱死是发生交通事故的重要因素之一，最理想的状况是防止任何车轮抱死，前后车轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。 制动效能、制动效能的恒定性以及制动时汽车的方向稳定性是评价汽车制动效能的三个指标，并可分析各种影响因素。也是对制动器分析的一个重要过程。 制动器分为盘式和鼓式制动器两种，盘式包括钳盘式和全盘式两类，本

4、次设计的是滑动钳盘式制动器。为了防止汽车跑偏，往往前轮采用盘式是制动器。同时盘式制动器有良好的热稳定性、水稳定性、制动力矩与汽车运动方向无关等优点。关键词：钳盘式；全盘式；鼓式；汽车制动；AbstractVehicle brake system make the car slow down during the process of comfortable, even to stop; the next drive when the long slope, so that a vehicle to maintain suitable speed; and it can reliably sto

5、p in place or be broken on the slope. The affection of braking system has played an important role in the development of the automobile. when the front-wheel is first Hugging ,the car will lose steering capabilities, which the car do not follow the original curve，and traveling along the tangent of t

6、he curve. When her car travel along a straight line , even though turning the steering wheel , the car is still traveling along a straight line. Hugging the rear wheels, rear sliding axle phenomenon will occur. While it is excess, the vehicle possible turn around. Front or rear wheel Hugging is an i

7、mportant factor of traffic accidents. The most ideal of situation is to prevent any wheel hugging, front and rear wheels are in a rolling state, so that you can ensure the stability during braking. Affection braked, constancy of braking affection as well as the constant direction of the vehicle are

8、three indicators of brake system. It is also an important process for the analysis of brake system. Types of disc divided into disc brake and drum brake. Disc brake includes caliper disc and holistic. The design is the sliding caliper brakeKey word: caliper disc; overall type; drum; braking 前 言汽车的设计

9、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。鉴于制动系统的重要性，本次设计的主要内容就是车辆中的制动器，目前广泛使用的是摩擦式制动器，摩擦式制动器就其摩擦副的结构形式可分成鼓式、盘式和带式三种。其中盘式制动器较为广泛。盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一个或几个制动盘

10、两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘全部工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式制动器。定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。又分为制动钳可相对于制动钳可相对于制动盘轴向滑动钳盘式制动器；与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。由于本人水平有限，设计中错误和不妥之处在所难免，恳请

11、批评指正。1.汽车制动系概述与制动器的分类和特点使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已经停驶的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。1.1制动系总成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制动作用，但这外力的大小是随机的，不可控制的。因此，汽车上必须设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界在汽车上某些部分施加一定的力，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，统称为制动力。这样的一系列专门装置即成为制动系。制动系的功用：使汽车以适当的减

12、速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或停驻在坡道上。任何制动系都具有以下三个基本组成部分：供能装置、控制装置、传动装置。制动器较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。制动系的类型按制动系的功用分类：行车制动系、驻车制动系、第二制动系、辅助制动系。按制动系的制动能源分类：人力制动系、动力制动系、伺服制动系。按照制动能量的传输方式，制动系又可分为机械式、液压式、气压式和电磁等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组合式制动系。1.2设计制动系时应满足主要要求1制动效能，即制动距离与之动减速度。2.制动效能的恒定性，

13、即抗热衰退性。3.制动时汽车的方向稳定性，即制动使汽车不发生偏跑、侧滑以及失去转向能力的性能。制动稳定性要求：是指制动过程中机动车的任何部位（不计入车宽的部位除外）不允许超出规定宽度的试验通道的边缘线。为了保证汽车制动的可靠性，行车制动装置至少有两套独立的驱动制动器的管路，当其中一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30%。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构则各自独立。为了保证制动系的应用应防止水和泥进入制动器工作表面；保证操作轻便，并具有良好的随动性；并且制动时，制动系产生的噪声应尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少

14、公害；作用滞后性应尽可能好。作用滞后性是指制动反应时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价；摩擦片应有足够的使用寿命；保证摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构；系统中应设有报警装置。防止制动时车轮被抱死有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，所以近年来防抱死制动系统（ABS）在汽车上得到了很快的发展和应用。此外，由于含有石棉的摩擦材料在石棉有致癌公害问题已被淘汰，取而代之的各种无石棉型材料相继研制成功。1.3制动器作用与分类1.3.1制动器作用制动器就是刹车。是使机械中的运动件停止或减速的机械

15、零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用。制动器是制动系中心结构。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，为了汽车行驶的安全性，汽车的制动器的工作可靠性显得越来越重要。也只有制动性能良好、制动器工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。1.3.2制动器的分类制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种形式。电磁式制动器只在

16、一些质量较大的商用车上用作车轮制动器或缓速器；液力式制动器一本只用作缓冲器。现在摩擦式制动器广泛被使用。图1-1制动器分类Figure 1-1 brake classification摩擦式制动器主要分鼓式，盘式和带式。鼓式制动器只用在中央制动器，鼓式制动器主要包括领从蹄式、单向双领从蹄式、双向双领从蹄式，双从蹄式、单向增力式和双向增力式。每种蹄式制动器主要是蹄片固定支点的数量和位置不同；张开装置的形式与数量不同；制动时两块蹄片间有无相互作用。鼓式制动器通常装置在后轮。图1-2钳盘式制动器 Figure 1-2 caliper disc brake盘式制动器主要有钳盘式和全盘式两类。钳盘式制动

17、器的制动衬块与制动盘接触面积小，在盘上所占中心角一般为3050度左右，因此有称为点盘式制动器。钳盘是制动器又有固定钳式图1-1a、滑动钳式图1-1b和摆动钳式制动器图1-1c；全盘式制动器摩擦副的旋转原件均为圆盘形，制动的时候各摩擦面全部接触，作用原理与离合器相同，又称离合器式制动器。盘式制动器的制动盘有两个主要部分：轮毂和制动表面。轮毂是安装车轮的部位，内装有轴承。制动表面是制动盘两侧的加工表面。它被加工得很仔细，为制动摩擦块提供摩擦接触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为外侧，另一侧朝向车轮中心，称为内侧。制动盘制动表面的大小由盘的直径决定。大型车需

18、要较多制动功能，它的制动直径达12in或者更大些。较小较轻的车用较小的制动盘。通常，制造商在保持有效的制动性能的情况下，尽可能将零件做的小些、轻些。另一种型式轮毂与盘侧制成两个独立件。轮毂用轴承装到车轴上。车论凸耳螺栓通过轮毂，再通过制动盘毂法兰配装。这种型式制动盘称为无毂制动盘。这种型式的优点是制动盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。制动盘可能是整体式的或者通风的。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片。这种结构使制动盘铸件显著的增加了冷却面积。车轮转动时，盘内扇形叶片的旋转增加了空气循环，有效的冷却制动。1.4盘式制动器的特点1.4.1盘式制动器优点热稳定性好。原因是一般无

19、自行增力作用。衬块摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片更为均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退。制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题。因此，前轮采用盘式制动器，汽车制动时不易跑偏。水稳定性好。制动块对盘的单位压力高，易将水挤出，因而浸水后效能降低不多；又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一，二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。制动力矩与汽车运动方向无关。易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性。尺寸小，质量小，散热良好。压力在制动衬块上分布比较均匀，故衬块上磨损也

20、均匀。更换制动块简单容易。衬块与制动盘之间的间隙小（0.050.15mm），从而缩短了制动协调时间。易实现间隙自动调整。1.4.2盘式制动器缺点盘式制动器的主要缺点是：难以实现完全防尘和锈蚀（封闭的多片式全盘式制动器除外）。兼作驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂。在制动驱动机构中必须装用助力器。因为衬块工作面积小，所以磨损快，寿命低，需用高材质的衬块。2.制动性能分析任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成。汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。2.1制动性能评价指标汽车制动性能主要由以下三个方面来评价：1）制动效能，即制

21、动距离和制动减速度；2）制动效能的稳定性，即抗衰退性能；3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力的性能。2.2制动效能制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。制动效能是制动性能中最基本的评价指标。制动距离越小，制动减速度越大，汽车的制动效能就越好。2.3制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指的是抗热衰性能。汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。2.4制动时

22、汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力。则汽车将偏离原来的路径。制动过程中汽车维持直线行驶，或按预定弯道行驶的能力称为方向稳定性。影响方向稳定性的包括制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力三种情况。制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，汽车将偏离给定的行驶路径。因此，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价汽车制动时的方向稳定性，对制动距离和制动减速度两指标测试时都要求了其试验通道的宽度。方向稳定性是从制动跑偏、侧滑以及失去转向能力等方面考验。制动跑偏的原因有两个1）汽车左右车轮，特别是转向轴左右车轮制动器制动力不相等

23、。2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）前者是由于制动调整误差造成的，是非系统的。而后者是属于系统性误差。侧滑是指汽车制动时某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑。防止后轴发生侧滑应使前后轴同时抱死或前轴先抱死后轴始终不抱死。3.滑盘式制动器的设计计算3.1滑动钳式制动器参数确定L汽车的轴距L=2650mm a满载时质心距前轴距离 a=1380mm b满载时质心据后轴距离b=1230mmhg满载是质心的高度hg=550mmm-汽车整车整备质量m=1330kg m-空载时的汽车质量m=1750kg轮胎与轮辋尺寸确定轮辋尺寸规则

24、为 156jj，则轮辋的名义直径为381mm。轮胎的类型 P195/65R15 91H轮胎宽度扁平率=胎壁高度 然后胎壁高度2（因为胎壁有上下两部分） (轮胎高度+轮辋名义直径)/2=轮胎高度 车轮的有效半径为R=323mm 选择中级轿车为设计对象，由汽车设计手册得制动盘直径D通常为选择为轮辋直径的70%79%，本设计选择77%，所以制动盘直径D=293mm制动盘的厚度h对制动盘质量和工作温度都有影响。为使质量小些，制动盘的厚度不宜取得很大；为了渐少温升，制动盘的厚度有不宜取得太小。制动盘可以做成实心的，或者为了散热通风需要在制动盘间铸出通风孔道。实心通常直径为1020mm，本设计选择h=16

25、mm。由摩擦衬块外半径与内半径的比值不大于1.5。所以取=90mm、=120mm。如果比值过大工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差很多，摩擦不均匀，接触面积减小，最后将导致制动力矩变化大。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的汽车的质量，在1.63.5kg/cm，所以取A=60cm。车型中级轿车。3.2 制动器的计算动力矩计算：假设衬块的摩擦表面与制动盘接触良好，各处的单位压力分布均匀，则制动器制动力矩为 (3-1）制动器因数定义为在制动鼓或制动盘上的作用半径上所产生的摩擦力与输入力之比，即 (3-2）由汽车设计手册 图17-15 取=0.5。轮缸直径d及制动管路的压力

26、有设计手册得：轮缸直径由标准尺寸系列中选取d=25mm压力管的压力一般不超过1012MPa，盘式可更高，取p=12MPa。摩擦衬块其径向宽度不太大，取R等于平均半径R平均半径 (3-3）制动盘单侧压紧力的确定，即制动轮缸对制动衬块的压紧力。则单侧压紧力为 (3-4)制动器的制动力矩为 (3-5)选轮胎与地面间的附着系数=0.7。此时为前后轮都抱死，此时 (3-6)前轴车轮的法向作用力 (3-7) 后轮车轮的法向作用力 (3-8) 汽车总的地面制动力为 (3-9)前轴车轮的制动力 (3-10)后轴车轮的制动力 当前、后轮制动器制动力之和等于附着力，并且前、后制动器制动力分别等于各自的附着力，也是

27、前、后同时抱死的条件。 目前，大多数两轴汽车的前、后制动力之比值为一定值，并以前制动器制动力F与 汽车总制动器F之比来表明分配的比例，称为汽车制动器制动力分配系数： (3-11)同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。由 (3-12)整理，得 (3-13)带入数据得 (3-14)同步系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在同步系数路面上制动时才能使前、后车轮同时抱死。合理地确定前、后轮制动器的制动力矩，能保证汽车良好的制动效能和稳定性。最大制动力是在汽车附着质量完全被利用的条件下获得的，这时制动力与地面作用于车轮的法向力Z、Z成正比，也与前后轮制动力矩的比值

28、相同。得： (3-15)通常轿车上式的比值约为1.31.6之间。制动器所能产生的制动力矩，受车轮的计算力矩所制约，前后轮的制动力矩为前轮 NM (3-16)后轮 NM 对于常遇的道路条件较差、车速较低因而选取了较小的同步系数值的汽车，为了保证在的良好路面上能够制动到后轴和前轴先抱死滑移，前后轮制动器所能产生的最大制动力矩为 前轮 (3-17) 后轮 (3-18)对于选择取较大值的汽车，则应从保证汽车制动时的稳定性出发，来确定各轴的最大制动力矩。当时，相应的极限制动强度q,故需要的后轴和前轴的最大制动力矩为 后轮 (3-19) 前轮 (3-20)应急制动时，后轮一般都将抱死滑移故后桥制动力为 (

29、3-21)此时所需的后桥制动力矩为 (3-22)为路面对后桥的法向反力。后轮制动器为应急制动器，则单个车轮制动器的应急制动力矩为 /2。汽车可能停驻的极限上坡路倾角，可根据后桥上的附着力与制动力相等的条件求得，即 (3-23) 得到 (3-24)是保证汽车上坡行驶时的纵向稳定性的极限坡路倾角。同理，可推导出汽车可能停驻的极限下坡路倾角为 (3-25) 轿车制动器的设计中，在安装制动器的空间、制动驱动力源等条件允许范围内，应力求后桥上驻车制动力矩接近于由所确定的极限值 (3-26) 并保证下坡路上能停驻的坡度不小于法规的规定值。3.3衬块磨损特性计算摩擦衬块的磨损受温度、摩擦力、滑磨速度、制动盘

30、的材质及加工情况，以及衬块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。试验表明，影响磨损的最重要的因素还是摩擦表面的温度和摩擦力。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车的全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热量还来不及逸散到空气中酒杯制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬块的磨损越严重。盘式制动器的衬块，其单位面积伤的能量负荷比鼓式制动器衬片大许多倍，所以制动盘的表面温度比制动鼓的高。各种汽车的总质量及其制动衬块的摩擦面积各不相同，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

31、，即单位时间内衬块单位摩擦面积好散的能量，通常所用的计量单位是W/mm。也称为单位功负荷，或能量负荷。双轴汽车的单个前轮及后轮制动器的比能量耗散率为 (3-27)为汽车回转质量换算系数；、为制动初速度和最终速度(m/s)；j为制动减速度（m/s）；t为制动时间（s）；A、A为前后制动衬块的摩擦面积（mm）紧急制动到停车的情况下，=0，并认为=1，在总质量在1.5t一下的商用车=22.2m/s ，取j=0.6g的减速器。 则 (3-28） (3-29） (3-30）乘用车的比能量耗散率应不大于6.0 W/mm。比能量耗散率过高不仅会引起摩擦衬块的加速磨损，且有可能使制动鼓或制动盘更早发生龟裂。另

32、一个磨损特性指标是衬块单位摩擦面积的制动器摩擦力，称为比摩擦力 (3-31）3.4制动驱动机构的设计任何一套制动装置都是由制动器和制动驱动机构两部分组成。汽车的制动性是指汽车在行驶中能利用外力强制地降低车速至停车或下长坡时能维持一定车速的能力。制动驱动机构将来自驾驶员或其他力源的力传给制动器，使之产生制动力矩。根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可分为简单制动、动力制动和伺服机动三大类。简单制动单靠驾驶员施加的踏板力或手柄力作为制动力源，称为人力制动。其中有机械式和液压式两种。机械式完全靠杆系传力，由于其机械效率低，传动比小，润滑点多，且难以保证前、后轴制动力的正确比例和左、右轮制动力的均衡，

33、所以在汽车的行车制动装置中已被淘汰。但因结构简单，成本低工作可靠，还广泛地应用于中、小型汽车的驻车制动装置中。液压式简单制动用于行车制动装置。液压制动的优点是：作用之后时间短工作压力高，因而轮缸尺寸小；可以安装在制动器内部，直接作用于制动块的压紧机构（制动蹄的张开机构），而不需要制动臂等传动件，使之结构简单，质量小；机械效率较高。液压制动的主要缺点是：过度受热后，部分制动液汽化，在管路形成气泡，严重影响液压传输，使制动系统的效能降低，甚至完全失效。液压制动曾广泛应用在乘用车和总质量不大的商务车上。动力自动即利用由发动机的动力转化而成，并表现为气压或液压形式的势能作为汽车制动的全部力源。驾驶员施

34、加于踏板或手柄上的力，仅用于回路中控制元件的操作。气压制动是应用最多的动力制动之一。主要优点：操纵轻便，工作可靠，不易出故障，维护保养方便；其气源除供制动用外，还可以供其他装置使用。缺点：必须有空气压缩机、贮气筒、制动阀等装置，使结构复杂、笨重、成本高；管路中压力的建立和测撤除都较慢；管路工作压力低；制动气室排气时有很大的噪音。气压制动在总质量8t以上的商用车上得到广泛的使用。所以汽车列车也多用气压制动。伺服制动的制动能源是人力和发动机并用。正常情况下，其输出工作压力主要由动力伺服系统产生；在伺服系统失效时，还可以全靠人力驱动液压系统，也产生一定程度的制动力。排量1.6L以上的乘用车到各种商用

35、车，都广泛采用伺服制动。伺服制动有真空伺服制动、空气伺服制动和液体伺服制动三类。4.制动器零件设计及工艺分析4.1制动器零件设计4.1.1滑动钳体滑动钳体是包括轮缸在内的精密件，并且传递压力22.6KN时，钳体要具有足够的刚度和强度，还要具有防震的性能。因此采用高强度、高韧度的可锻造铁组成，并使悬臂部分的厚度大于15mm，背部留有开口，以便在不拆下制动钳的情况下能够检查或更换制动块。滑动钳是靠两导销实现径向定位和轴向滑动的。为减少滑动时的摩擦力，避免对导销产生附加力矩，必须严格保证轮缸中心线与两导销轴线的平行度。4.1.2固定支架固定支架承受和传递全部制动力矩，因此必须具有足够的强度和刚度。所

36、以选用高强度的可锻铸铁KTZ55004（GB9440-88铸成，并保证其壁厚不小于10mm，必要时使用加强筋。与浮动钳一样必须保证两导销螺孔轴线的平行度及相对于轮缸轴线的对称度公差，及导轨平面度公差及合适的粗糙度，以保证滑动钳能顺利运动而不发生任何干涉现象。4.1.3制动盘制动盘的大小受轮辋提供空间的限制，其凸缘大小还要受轮毂的影响，其尺寸见设计图纸。根据其受力情况可知其对强度要求不高，选用珠光体灰铸铁HT200。制动盘选用通风散热。制动盘工作表面应光滑平整，两侧表面不平度不应大于13m，摆差不大于0.1mm，否则将发生制动块顶撞活塞，导致制动踏板振动，踏板的行程亦会随之增加。4.1.4制动块

37、制动块是制动衬块和背板采用粘合剂粘合在一起而成的，摩擦衬块直接影响制动器性能，因此对其有严格要求。1 具有高而稳定的摩擦系数，热衰退缓和，不能温度开到某一数值后，摩擦系数突降；2 耐磨性好；3 有较高的耐挤压强度和冲击强度；4 对水、油的亲合性差；5制动时无噪音声和臭气，减少污染。根据以上要求，选用粉末冶金材料FM-202G4.1.5活塞活塞做成杯形，其开口端顶靠制动背板，减少传给制动液的热量。开口端部切成阶梯状，形成两个相对且平行的半园形端面，防止噪声。活塞材料选用45钢。4.1.6制动系中的密封问题制动系管路连接方式是采用喇叭口接头和锥螺纹外包扎“聚囚氟乙烯”胶带来实现的。在管路接口的各螺

38、纹处涂抹厌氧螺纹锁固胶，能有效防止螺纹松落，在锥面及螺母支承面涂以密封胶，加强密封效果。在轮缸与活塞之间采用密封防尘圈实现密封和防尘，其材料为橡胶I14.2工艺分析零件的工艺性在很大程度上决定其加工的难易程度。生产成本的高低，因此有必要对主要零件的工艺性进行分析。 浮动钳浮动钳是制动器中的主要零件，且形状不规则，铸造性差，因此选用可铸性好，且具有足够强度和刚度的可锻铸铁KTZ550-04，经过喷砂处理后，镀锌，人工时效处理。该零件的关键是油缸，必须严格控制内壁的表面粗糙度（Ra在1.60.8范围内）及形位公差，主要是密封环道与缸孔的同轴度，否则密封环受力不均匀，将引起制动液泄漏，缸孔轴线与孔端

39、面压舌面的垂直度，父子将使衬块磨损不均匀，活塞与衬块背板贴合不均匀。加工精基准是刚刚孔端面。另外，导销孔也是重要加工部位，要保证两孔的对称度，否则与固定支架装配时可能发生干涉。加工（精铰）保证孔的粗糙度及形位公差。4.2.2固定支架固定支架的形状也就较复杂，且承受全部的制动力，因此也采用可铸性好，强度、刚度高的可锻铸铁KTZ550-04，喷砂人工时效处理后镀锌。该零件的主要加工部分是：衬块导轨面和导销孔。导轨面之间的对称度、平面度等形位公差及表面粗糙度必须得以保证，以使衬块能在上面顺利滑动；导销孔的对称度及中心距要严格控制。导销与导销孔采用螺纹连接。4.2.3制动盘制动盘对抗拉，弯强度得要求不

40、高，但应有一定得抗磨性和稳定得摩擦系数，为此采用HT200铸造。该零件得主要加工部分是：与轮毂贴合面，两摩擦端面。6个螺栓孔。定位粗基准是一个摩擦环面，定位精基准是轮毂贴合面。制动盘工作表面要求光滑平整，粗糙度不应大于Ra3.2两侧表面不平行度不大于8m, 盘面摆差不大于0.1mm，否则将发生与衬块反撞，顶推活塞，导致制动时踏板振动，踏板行程增加。由于制动盘是旋转体，因此当它加工完毕后要和轮毂安装到一起进行静不平衡度实验，将不平衡度控制在一个范围。4.2.4活塞活塞主要受压力作用，为减少传热，做成杯形，故材料用45钢，模锻而成，以内腔为定基准，车削外圆和底部端面，再以外圆和底部作定位基准，车削

41、密封环槽，（档尘环槽）及倒角。然后淬火，用无心磨削外圆，使其粗糙度达Ra1.6Ra0.8。活塞得尺寸和形位公差（主要为圆柱度）应得以保证，否则成品制动器再使用过程中会卡住或出现漏油现象。4.2.5制动衬块由于制动衬块背板是5mm钢板冲压而成，必须保证平面度，表面粗糙度不能控制得太高，能使粘结摩擦材料牢固。由于其主要受剪切作用，故粘结技术就尤为重要。摩擦材料采用以铁粉作为母材【占质量得（6080）】加上大量得石墨、陶瓷粉末作摩擦材料系数调整剂，用粉末冶金方法制成（FM-202G）。之所以选用铁粉为母材，是从成本及环保两方面考虑的。4.2.6摩擦衬片与背板的粘接工艺以粘接工艺代替铆接工艺，可以增大

42、制动摩擦片有效利用面积，和可利用厚度，提高底板与摩擦片的连接强度，降低生产成本。 具体的粘接过程：1 粘接前底板处理：将钢板磨去氧化层后，对其该两面进行磷化处理；再用弱的热碱溶液去掉防锈油污，然后经酸洗中和，漂洗及干燥其表面，再进行喷丸处理；再次用水、石灰、磨料和洗剂，清洗表面、干燥。若底板不及时使用，应放在不透气的聚乙烯袋中保存，免受灰尘污染。2 粘接通常的粘接是在摩擦衬片的背面涂一层树脂（粘接剂），再在火炉中干燥，以除去粘接剂中的溶剂，便于粘接，然后将带有粘接剂的摩擦片的背板在夹具中加以固定，随同夹具通过流水线送入连续式加热炉进行固化处理。粘接剂中的主要成分：丁晴酚醛，其特性如下表所示：

43、表41丁晴酚醛后机械特性Table 4-1 polybutadience phenolic after mechanical properties 涂布粘接方法：喷雾。3 粘接后的检查从外观上看，贴合紧密，无缺陷，无裂缝，抽检试样进行满剪切负荷冲击试验。4.3对结构工艺性的评价工艺性包括机械加工工艺性和装配工艺性两大方面，具体说来优毛坯制造，热处理，机加工，装配，修理等的结构工艺性问题。结构工艺性问题随生产类型和生产条件不同，以及机械加工技术水平的不同而不一样。因此该车的工艺结构受到其大批量生产的生产类型而制约的。1 零件的结构标准化。本设计中所以螺刎，中心孔，倒角，磨削加工的砂轮越程槽；退刀

44、槽的结构，基本尺寸，公差都符合最新国家标准。2 标准件，通用件的选用。除车结构的特殊零件自行设计外，连接件，密封件等都从国标中的标准件中选取，同时非标准件也尽量选用与同类车的通用件，保证设计的互换性。从而简化了设计和制造，减少了产品零件种类。使汽车工业零部件批量增大，降低了生产成品，为采用高效设备，工艺装备创造了有利条件。3 材料的切削加工性。在满足使用条件下，尽量选用切削性好的材料，提供刀具耐用度，减少零件表面粗糙度。4 尺寸标准的工艺性。在设计中的尺寸标准，考虑到加工过程中便于测量，检测等，各道工序的尺寸标注应尽量反映工艺顺序，减少了加工时工艺尺寸链的换算的工作量。力求尺寸的标准化和尺寸的

45、统一，尺寸的标注符合基准同一原则和基准重合原则。在粗糙度的选择，在满足使用功能要求前提下，选用经济的公差等级和表面粗糙度。4.4典型零件的加工工艺过程分析制动盘是盘式制动器的重要零件，要求制动盘的两端有严格的平行度，相对轴线有跳动（垂直度）形位公差控制，与轮毂配合的内圆表面及贴合端面。各尺寸及形位公差详见图纸。粗糙度在保证性能（主要式保证贴合面紧密配合的情况及与衬块磨损均匀）的前提下，尽可能采用较宽的等级。形位公差尽量采用基准重合原则，主要是以轴线为标注基准。公差数值采用优先数列，空刀槽选用通用值。总之，该制动盘的结构符合加工工艺性的要求。有良好的经济性和可行性。5总结 随着科技的不断进步，汽车迅速发展已经成为了一个必然的趋势，随之给人类带来的方便也是不可置疑的。但是，随之带来的负面影响也是显而易见的，汽车排放的尾气污染、噪声污染、使交通的拥堵这些也都给人类带来不变。尤其重要的是交通事故频频发生也是给无数的家庭带来了痛心打击。中国每年交通事故50万起，因交通事故死亡人数均超过10万人。当然造成交通事故的原因很多，但是制动系统的良好效能将决定交通事故发生主要