1、学号 成绩课程设计说明书课程名称 车辆构造课程设计设计名称 鼓式制动器设计时间 2016 年 9-12月系 别 机械与汽车工程系专 业 车辆工程班 级 姓 名 指导教师 2016 年 12 月 20 日目录一、课程设计任务书 .1二、制动方案的拟定 .2三、鼓式制动器类型介绍 .4四、制动器主要参数的选择和计算 .7五、校核验算 .12六、主要零部件的结构设计 .14七、驱动桥 .18八、 总体布局 .201）、装配图 .202） 、轮缸零件图 .213） 、轮毂零件图 .22九、设计总结 .22十、参考资料 .230一、课程设计任务书（1）课程设计目的通过本次课程设计，加深对汽车制动系统的了
2、解，并能熟练运用构造课的理论知识来解决实际问题。（2）课程设计任务内容已知条件：1.假设地面的附着系数足够大。2.蹄、盘正压力的分布状态可由学生自行假设。3.工作环境：设定为高温状态。4.制动摩擦系数取值范围：0.25f0.55。5.制动器具体结构可参考汽车实验室相关制动器结构，也可由学生自行设计。6.具体参数如下表 1-1所示：制动器类型 车重前后重量分配 轮胎型号当时速为 km/h最大紧急刹车距离m鼓式 1.4 60% 、40% 215/80R15 100 60表 1-1 设计任务参数表（3）设计工作量1.制动器设计计算说明书 1份（不少于 8000汉字，不包括图表）。可根据工具字数统计能
3、得知。2.制动器装配图 1张（A0 图纸）；图纸必须涵盖制动器总成及车轮部分，装配图中，液压油路及刹车泵可用虚线绘制示意图。3.零件工作图 2张（须由指导教师指导选定）。（4）课程设计的步骤1.汽车制动器结构参考，实验室实物拆装。2.设计计算。3.绘制典型零件的零件图、绘制装配图。14.零件图每人 2张，由指导教师分配任务。5.整理说明书，附图内容包括零件图、装配图。6.课程设计答辩。（5）课程设计各阶段安排课程设计各阶段安排（如表 1-2所示）序号 阶段内容1-2周 完成计算，包括齿轮、轴、轴承等的参数及校核3-6周 完成所有零件的三维建模7-8周 完成装配9-11周 绘制装配二维工程图，修
4、改零件三维建模中错误12-13周 绘制两张零件图。A4 图纸，比例自定。零件图放在说明书附图中。不用单独打印。14-15周 编写说明书，说明书不少于 5000字。16-18周 打印图纸、准备答辩1-2 课程设计任务进度表（6）设计中应注意的问题1.独立思考、严谨认真、精益求精，多于指导教师沟通。2.设计过程中，需要综合考虑多种因素，采取多种办法进行分析、比较和选择，来确定方案、尺寸和结构。计算和画图需要交叉进行，边画图、边计算、反复修改以完善设计是正常的，必须耐心、认真地对待。3.利用好实验室现有实物，但不应盲目地、机械地抄袭。根据具体条件和要求，大胆创新。4.设计中应学习正确运用标准和规范，
5、要注意一些尺寸需要圆整为标准数列或优先数列。5.要注意掌握设计进度，每一阶段的设计都要认真检查，避免出现重大错误，影响下一阶段设计。2二、制动方案的拟定汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构。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，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。 汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，即行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置及辅助制动装置；牵引汽车
6、应有自动制动装置。 行车制动装置用作强制行驶中的汽车减速或停车，并使汽车在下短坡时保持适当的稳定车速。其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。 驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式的，以免其产生故障。制动系应满足如下要求： (1)能适应有关标准和法规的规定。各项性能指针除应满足设计任务书的规定和国家标准、法规制定的有关要求外，也应考虑销售对象国家和地区的法规和用户要求。 我国的强制性标准是GB12676-1999汽车制动系结构、性能和试验方法、GB7258机动车运行安全技术
7、条件。 (2)具有足够的制动效能，包括行车制动效能和驻坡制动效能。 行车制动效能是用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制动减速度和制动距离两项指标来评定，它是制动性能最基本的评价指针。表 1给出了欧、美、日等国的有关标准或法规对这两项指标的规定。一般在水平干燥的沥青、混泥土路面上以初速度30km/h制动时，制动距离应保证：对轻型货车和轿车不大于7m，中型货车不大于8m，重型货车不大于12m。 驻坡效能是以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻的最大坡度(%)来衡量。(3)工作可靠。(4)制动效能的热稳定性好。(5)制动效能的水稳定性好。(6)制动时的操纵稳定性好。即以任何速度制动，汽车都不
8、应当失去操纵性和方向稳定性。(7)制动踏板和手柄的位置和行程符合人机工程学要求，即操作方便性好，操纵轻便，舒适，3能减少疲劳。(8)作用滞后的时间要尽可能地短，包括从制动踏板开始动作至达到给定制动效能水平所需的时间(制动滞后时间)和从放开踏板至完全解除制动的时间(解除制动滞后时间)。一般要求这个时间尽可能短，对于气制动车辆不得超过 0.6s，对于汽车列车不得超过 0.8s。(9)制动时制动系噪声尽可能小，且无异常声响。 (10)与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自行制动。(11)制动系中应有音响或光信号等警报装置以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效。综合以上因
9、素，结合个人了解的情况和分配任务，按照课程设计任务书的要求，须采用鼓式制动器总成作为制动方案的主体部分在给出的已知条件中，轮辋直径为 Dr=15in，须在100km/h的速度下在45米内刹停，尺寸条件、技术条件均较为苛刻，综合以上各种形式制动器的比较以及制动系统应满足的要求，减少整体总成尺寸，简化设计。故本设计选择设计左后轮（驱动轮）的领从蹄式制动器。三、鼓式制动器类型介绍汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。汽车制动系应至少有两套独立的制动装置，即行车制
10、动装置和驻车制动装置。任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成。制动器有盘式和鼓式之分。行车制动时用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮；而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且利用专设的中央制动器或车轮制动器进行制动。行车制动和驻车制动两套制动装置必须具有独立的制动驱动机构。这里我们只介绍鼓式制动器。（1）鼓式制动器鼓式制动器分领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式几种。1、领从蹄式制动器4领从蹄式(图 3-2a)的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游；前进、倒退行驶的制动效果不变；结构简单，成本低；便于附装驻车制动驱动机构；调整蹄片与制动鼓之间的间隙
11、工作容易。但领从蹄式制动器也有两蹄片上的单位压力不等(在两蹄上摩擦衬片面积相同的条件下)，故两蹄衬片磨损不均匀，寿命不同的缺点。此外，因只有一个轮缸，两蹄必须在同一驱动回路作用下工作。领从蹄式制动器得到广泛应用，特别是轿车和轻型货车、客车的后轮制动器用得较多。2、双领蹄式制动器双领蹄式制动器(图 3-2b)的制动效能稳定性，仅强于增力式制动器。当倒车制动时，由于两蹄片皆为双从蹄，使制动效能明显下降。与领从蹄式制动器比较，由于多了一个轮缸，使结构略显复杂。这种制动器适用于前进制动时前轴动轴荷及附着力大于后轴，而倒车制动时则相反的汽车前轮上。它之所以不用于后轮，还因为两个互相成中心对称的轮缸，难以
12、附加驻车制动驱动机构。3、双向双领蹄式制动器双向双领蹄式制动器(图 3-2c)因有两个轮缸，故结构上复杂，且调整蹄片与制动鼓之间的间隙工作困难是它的缺点。这种制动器得到比较广泛应用，如用于后轮，则需另设中央驻车制动器。4、双从蹄式制动器双从蹄式制动器(图 3-2d)的制动器效能稳定性最好，但因制动器效能最低，所以很少采用。5、单向增力式制动器单向增力式制动器(图 3-2e)效能很高，居各式制动器之首。与双向增力式制动器比较，这种制动器的结构比较简单。因两块蹄片都是领蹄，所以制动器效能稳定性相当差。倒车制动时，两蹄又皆为从蹄，结果制动器效能很低。因两蹄片上单位压力不等，造成蹄片磨损不均匀，寿命不
13、一样。这种制动器只有一个轮缸，故不适合用于双回路驱动机构；另外由于两蹄片下部联动，使调整蹄片间隙工作变得困难。少数轻、中型货车用来作前制动器。6、双向增力式制动器双向增力式制动器(图 3-2f)因两蹄片均为领蹄，所以制动器效能稳定性比较差。除此之外，两蹄片上单位压力不等，故磨损不均匀，寿命不同。调整间隙工作与单向增力式一样比较困难。因只有一个轮缸，故制动器不适合用于有的双回路驱动机构。各种鼓式制动器的示意图如下：5a、领从蹄式 b、双领蹄式 c、双向领从蹄式d、双从蹄式 e、单向增力式 f、双向增力式图 3-1（2）鼓式制动器与盘式制动器的比较与盘式式制动器相比，鼓式式制动器的优缺点如下：鼓式
14、制动器造价便宜，而且符合传统设计。 四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的 70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。 鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。另外，鼓式制
15、动器在使用一段时间后，要定期调校刹车蹄的空隙，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。四、制动器主要参数的选择和计算（1）制动鼓的结构主要构成零件6如图 4-1所示：1楔形调节块；2驻车制动推杆；3后制动蹄；4驻车制动推杆内弹簧；5驻车制动推杆外弹簧；6限位弹簧座；7驻车制动杠杆；8制动蹄复位弹簧；9制动轮缸； 10制动底板；11定位销；12前制动蹄；13制动间隙调节弹簧图 4-1（2）动力参数设计及计算7图 4-21、方案设计选择： 左后轮（领从蹄式）2、制动鼓内径 D设计 ：由北京大学出版社出版 刘涛主编的汽车设计（在本说明书中简称为汽）一书P333知：输入力 F0一定时，制动鼓内径越
16、大，则制动力矩越大，且散热能力越强。D 越大制动力矩越大，同时 D受轮辋直径限制，制动鼓与轮辋间隙不小于 20mm。而且，制动鼓与轮辋之间应该保持足够的间隙，否则制动鼓散热不良，温度过高，使摩擦因数降低。制动鼓直径(D)与轮辋直径(Dr)之比 D/Dr范围如下：乘用车 D/Dr=0.640.74； 商用车 D/Dr=0.700.83。由已知条件知轮辋直径 Dr=15in=1525.4=381mm，（一英寸=0.0254m）由于制动鼓内径尺寸应参照专业标准 QC/T 308-1999制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列选取。轮辋直径/in 12 13 14 15 16 20轿车 180 200 240 260 - -制动鼓最大内径/mm货车、客车 220 240 260 300 320 420表 4-1本题选取 D =260mm
