畢業(yè)設(shè)計（論文）汽車制動器設(shè)計- II -汽車制動器設(shè)計摘要制動器是制動系統(tǒng)的重要組成部分，本論文主要介紹了制動器設(shè)計。從盤式和鼓式制動器的結(jié)構(gòu)與性能對比入手，考慮到盤式制動器制動效能更好，且尺寸和質(zhì)量都相對較小，散熱性能好，且所設(shè)計商務(wù)車的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和功率較大，車速較高，整體性能較好，屬于中高檔車，故本設(shè)計前后輪均選用了浮盤式制動器。基本結(jié)構(gòu)選定后本論文對制動器展開了以下設(shè)計。第一制動系的參數(shù)：包括制動力分配系數(shù)、同步附著系數(shù)、制動強度、附著系數(shù)利用率以及最大制動力矩等參數(shù)的選擇計算；第二制動器及其零部件：制動盤、制動鉗體、摩擦襯塊等制動器零部件的尺寸計算與材料選擇；第三駐車制動：本設(shè)計選用了后輪駐車制動，在后輪盤式制動器上加裝了駐車制動的機械結(jié)構(gòu)；第四制動驅(qū)動機構(gòu)：制動輪缸、制動主缸、以及踏板行程的設(shè)計計算。關(guān)鍵詞：制動器,盤式制動器,機械結(jié)構(gòu),制動力- III -AbstractBrakes are an important part of the braking system, this paper introduces the brake design. Starting from the structure and performance comparison disc and drum brakes, disc brakes braking efficiency taking into account the better, and the size and quality are relatively small, good thermal performance, and the design of commercial vehicle engine torque and power than the large, higher speed, better overall performance, are in high-end cars, so the design front and rear wheels are made of a floating disc brakes.The basic structure of the present paper is selected after the brake started following design. Parameters of the first brake system include: braking force distribution coefficient, synchronization adhesion coefficient, brake strength, adhesion coefficient utilization, and selecting the maximum braking torque parameters of computation; the second brake parts and components: brake disc system sizing and material selection caliper body, the friction pads and other brake parts; thirdly Parking brake: This design uses a rear parking brake, rear disc brakes installed on the parking brake mechanical structure; fourth brake drive mechanism: brake wheel cylinders, brake master cylinder, and the pedal stroke design calculations.Keywords: brakes, disc brakes, mechanical structure, the braking force- IV -目錄摘要…… IAbstract.II前 言 .1第 1 章 盤式制動器概述 .71.1 盤式制動器結(jié)構(gòu)形式簡介 .71.2 盤式制動器的優(yōu)缺點 .81.3 盤式制動器原理及特點 .91.4 盤式制動器的主要元件 .111.4.1 制動盤 111.4.2 制動摩擦襯塊 121.5 盤式制動器操縱機構(gòu) .13第 2 章 盤式制動器設(shè)計 .152.1 制動器設(shè)計中的分析 .152.2 制動器的基本參數(shù) .162.2.1 先確定制動力矩 rM162.2.2 確定摩擦盤尺寸 162.2.3 制動器的磨損驗算 172.2.4 踏板操縱力 182.2.5 踏板操縱行程 Sc 計算 222.3 制動器操縱機構(gòu)設(shè)計 .23第 3 章 盤式制動器摩擦盤的設(shè)計 .243.1 摩擦盤結(jié)構(gòu) .243.2 摩擦材料類型 .25第 4 章 盤式制動器壓盤的設(shè)計 .274.1 壓盤的結(jié)構(gòu) .274.2 壓盤的球槽 .28第 5 章 盤式制動器彈簧 .295.1 圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式 295.2 圓柱螺旋彈簧的制造 .305.3 圓柱螺旋彈簧參數(shù) .31第 6 章 盤式制動器花鍵設(shè)計 .326.1 花鍵的類型、特點和應(yīng)用 .326.2 花鍵參數(shù)的確定與強度校核 .326.3 制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇與設(shè)計計算 .346.3.1 制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 346.3.2 制動管路的多回路系統(tǒng) 416.3.3 液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算 421 制動輪缸直徑與工作容積 422 制動主缸直徑與工作容積 44- V -3 制動踏板力與踏板行程 45第 7 章 制動性能分析 .487.1.1 制動效能 487.2 制動效能的恒定性 .497.3 制動時汽車的方向穩(wěn)定性 .49結(jié) 論 .51參考文獻 .52致 謝 .54- 1 -前 言課題研究的目的及意義：汽車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨有的安全性、經(jīng)濟性、舒適性等眾多指標(biāo)，也對設(shè)計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動安全系統(tǒng)，其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能.長壽命的制動系統(tǒng)。其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響，如果此系統(tǒng)不能正常工作，車上的駕駛員和乘客將會受到車禍的傷害。鑒于制動系統(tǒng)的重要性，本次設(shè)計的主要內(nèi)容就是運輸車輛中的制動器，目前廣泛使用的是摩擦式制動器，摩擦式制動器就其摩擦副的結(jié)構(gòu)形式可分成鼓式、盤式和帶式三種。其中盤式制動器較為廣泛。盤式制動器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車固定部位相連的部件與一個或幾個制動盤兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動盤工作表面的一小部分的盤式制動器稱為鉗盤式制動器；摩擦材料覆蓋制動盤全部工作表面盤式制動器稱為全盤式制動器?，F(xiàn)代汽車中以單盤單鉗式的鉗盤式制動器應(yīng)用最為廣泛，僅有個別大噸位礦用自卸車采用單盤三鉗和雙盤單鉗的鉗盤式制動器，以及全盤式制動器。鉗盤制動器和浮鉗盤式制動器。式制動器分為定鉗盤式定鉗盤式為制動鉗固定在制動盤兩側(cè)，且在其兩側(cè)均設(shè)有加壓機構(gòu)。浮鉗盤式制動器僅在制動盤一側(cè)設(shè)有加壓機構(gòu)的制動鉗，借其本身的浮動，而在制動盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。又分為制動鉗可相對于制動鉗可相對于制動盤軸向滑動鉗盤式制動器；與制動鉗可在垂直于制動盤的平面內(nèi)擺動的擺動鉗盤式制動器。汽車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨有的安全性、經(jīng)濟性、舒適性等眾多指標(biāo)，也對設(shè)計提出了更高的要求。汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動安全系統(tǒng)，其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能、長壽命的制動系統(tǒng)。其性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響，如果此系統(tǒng)不能正常工作，車上的駕駛員和乘客將會受到車禍的傷害。汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運用得最方便的交通工具。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng)，它是制約汽車運動的裝置，而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大，人們對安全性、可靠性的要求越來越高，為保證人身和車輛安- 2 -全，必須為汽車配備十分可靠的制動系統(tǒng)。車輛在形式過程中要頻繁進行制動操作，由于制動性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全，因此制動性能是車輛非常重要的性能之一，改善汽車的制動性能始終是汽車設(shè)計制造和使用部門的重要任務(wù)?，F(xiàn)代汽車普遍采用的摩擦式制動器的實際工作性能是整個制動系中最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的因素，因此改進制動器機構(gòu)、解決制約其性能的突出問題具有非常重要的意義。汽車制動器的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：對制動器的早期研究側(cè)重于試驗研究其摩擦特性，隨著用戶對其制動性能和使用壽命要求的不斷提高，有關(guān)其基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面的研究也在深入進行。目前，汽車所用的制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。盤式制動器被普遍使用。但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統(tǒng)，使其造價較高，故低端車一般還是使用前盤后鼓式。汽車制動過程實際上是一個能量轉(zhuǎn)換過程，它把汽車行駛時產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換為熱能。高速行駛的汽車如果頻繁使用制動器，制動器因摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，使制動器溫度急劇升高，如果不能及時的為制動器散熱，它的效率就會大大降低，影響制動性能，出現(xiàn)所謂的制動效能熱衰退現(xiàn)象。在中高級轎車上前后輪都已經(jīng)采用了盤式制動器。不過，時下還有不少經(jīng)濟型轎車采用的還不完全是盤式制動器，而是前盤后鼓式混合制動器（即前輪采用盤式制動器、后輪采用鼓式制動器） ，這主要是出于成本上的考慮，同時也是因為轎車在緊急制動時，負(fù)荷前移，對前輪制動的要求比較高，一般來說前輪用盤式制動器就夠了。當(dāng)然，前后輪都使用盤式制動器是一種趨勢。在貨車上，盤式制動器也有被采用的，但離完全取代鼓式制動器還有相當(dāng)長的一段距離?，F(xiàn)代汽車制動器的發(fā)展起源于原始的機械控制裝置，最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，那時的汽車重量比較小，速度比較低，機械制動已經(jīng)能夠滿足汽車制動的需要，但隨著汽車自身重量的增加，助力裝置對機械制動器來說越來越顯得非常重要,從而開始出現(xiàn)了真空助力裝置。另外，近年來則出現(xiàn)了一些全新的制動器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動器、濕式多盤制動器、電力液壓制動臂型盤式制動器、濕式盤式彈簧制動器等。3.課題研究的內(nèi)容制動器是制動系中最主要的一個部件，是制動系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件。凡是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動力矩的制動器都稱- 3 -為摩擦制動器，摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤狀的制動盤，以端面為工作表面。目前廣泛使用的是摩擦式制動器,盤式制動器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車固定部位相連的部件與一個或幾個制動盤兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動盤工作表面的一小部分的盤式制動器稱為鉗盤式制動器；摩擦材料覆蓋制動盤全部工作表面盤式制動器稱為全盤式制動器。現(xiàn)代汽車中以單盤單鉗式的鉗盤式制動器應(yīng)用最為廣泛，僅有個別大噸位礦用自卸車采用單盤三鉗和雙盤單鉗的鉗盤式制動器，以及全盤式制動器。鉗盤式制動器中定鉗盤式為制動鉗固定在制動盤兩側(cè)，且在其兩側(cè)均設(shè)有加壓機構(gòu)。浮鉗盤式制動器僅在制動盤一側(cè)設(shè)有加壓機構(gòu)的制動鉗，借其本身的浮動，而在制動盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力。又分為制動鉗可相對于制動鉗可相對于制動盤軸向滑動鉗盤式制動器；與制動鉗可在垂直于制動盤的平面內(nèi)擺動的擺動鉗盤式制動器。鼓式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動鼓，鼓式制動器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器、雙從蹄式制動器。正如上面我們看的一樣，制動器器的類型很多，那么每種類型的制動器器都適用什么類型的車呢？是不是有種減速器是完美無缺的？本課題就是來解決這些問題的。其實每種類型都有它的優(yōu)缺點，我們本課題要研究的內(nèi)容就是要通過分析設(shè)計，找出不同類型的減速器的優(yōu)缺點。了解了他們的優(yōu)缺點后我們就能更好更充分的利用它們，為汽車優(yōu)化設(shè)計提供方便。制動系統(tǒng)的基本概念：使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為制動；汽車上裝設(shè)的一系列專門裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進行一定程度的制動，這種可控制的對汽車進行制動的外力稱為制動力；這樣的一系列專門裝置即稱為制動系。這種用以使行駛中的汽車減速甚至停車的制動系稱為行車制動系；用以使已停駛的汽車駐留原地不動的裝置，稱為駐車制動系。這兩個制動系是每輛汽車必須具備的。圖 1.1 汽車制動系組成1-制動助力器； 2-制動燈開關(guān)； 3-駐車制動與行車制動警示燈； 4-駐車- 4 -制動接觸裝置；5-后輪制動器； 6-制動燈； 7-駐車制動踏板； 8-制動踏板；9 制動主缸；10-制動鉗；11-發(fā)動機進氣管； 12-低壓管； 13-制動盤任何制動系都具有以下四個基本組成部分（如圖 1.1 所示）：供能裝置：包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件?？刂蒲b置：包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各種部件。傳動裝置：包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件制動器：產(chǎn)生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力（制動力）的部件，其中包括輔助制動系中的緩速裝置。按制動能源來分類，行車制動系可分為，以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系稱為人力制動系；完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的則是動力制動系，其制動源可以是發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機或油泵；兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系稱為伺服制動系。駐車制動系可以是人力式或動力式。專門用于掛車的還有慣性制動系和重力制動系。按照制動能量的傳輸方式，制動系可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式等。同時采用兩種以上傳能方式的制動系可稱為組合式制動系。制動系統(tǒng)是評價汽車安全性的一個重要因素，也是汽車的重要組成部分之一。當(dāng)今汽車行業(yè)已經(jīng)非常發(fā)達，人類對汽車的性能要求也越來越高。一款安全、輕便、環(huán)保、經(jīng)濟的制動系統(tǒng)可以大大提高汽車的性能。這也是汽車設(shè)計人員不斷追求的目標(biāo)。制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀目前，車輛主要還是采用盤式和鼓式制動器的組合形式。雖然盤式制動器的使用經(jīng)濟性現(xiàn)在有所提高，但是與鼓式制動器比起來還是貴得多。當(dāng)然，氣壓盤式制動器的性能更優(yōu)越，內(nèi)襯的使用壽命更長，維修間隔和保養(yǎng)技術(shù)也進一步提升。摩擦材料現(xiàn)在更大程度的向有機材料類型轉(zhuǎn)變，這對盤式制動器的發(fā)展來說是一個契機，可以使得氣壓盤式制動器在更高的溫度下運行，而鼓式制動器材料是不能承受這樣的溫度的。鼓式制動器的發(fā)展已經(jīng)達到了最高限度。因此，汽車制動器未來的發(fā)展重點是浮鉗式盤式制動器。尤其在前輪安裝的通風(fēng)盤式制動器又是發(fā)展重點。另外，作為需要在增大制動力的一種制動產(chǎn)品，雙盤式制動器在商用車應(yīng)用的氣壓式雙盤式制動器將是未來發(fā)展的方向。在后輪盤式制動器中，帶駐車制動器功能的盤中鼓式制動器將是未來發(fā)展的一種趨勢。- 5 -隨著 BBW 技術(shù)的發(fā)展，盤式電動制動器是未來發(fā)展的重點方向。在材料選擇方面：80 年代之前，國內(nèi)外都主要采用有石棉樹脂型摩擦材料用于汽車制動，但因石棉摩擦產(chǎn)生有毒粉塵吸入人體后對肺產(chǎn)生影響，以及產(chǎn)生環(huán)境污染，同時在高速、高溫下，石棉材料的強度、摩擦系數(shù)、耐磨性能等均下降，因此，汽車制動系無石棉化已是一種必然的發(fā)展趨勢。國外從 70 年代就開始禁止采用石棉用做制動材料，我國在 1999 年修改的 GB12676-1999 法規(guī)也明確規(guī)定“2003 年 10 月 1 日之后，制動襯片應(yīng)不含石棉” 。目前國際上第三代摩擦材料誕生——無石棉有機物 NAO 片。主要使用玻璃纖維、芳香族聚酰纖維或其它纖維（碳、陶瓷等）作為加固材料。其主要優(yōu)點是：無論在低溫或高溫都保持良好的制動效果，減少磨損，降低噪音，延長剎車盤的使用壽命，代表目前摩擦材料的發(fā)展方向。 目前國內(nèi)多以半金屬纖維增強復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本身的特點，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工業(yè)大學(xué)所承擔(dān)的科研項目“替代石棉制品汽車制動摩擦片的研制”中，采用當(dāng)?shù)氐暮Ｅ菔w維來研制摩擦材料取得初步成功；西安交大與廣東省東方劍麻集團有限公司聯(lián)合研制采用劍麻作為增強纖維也初步取得成功，據(jù)報道該制動器的摩擦系數(shù)、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項性能均達到國家標(biāo)準(zhǔn)、具有摩擦系數(shù)平穩(wěn)、熱恢復(fù)性能好、剎車噪音小、使用壽命長、低成本等優(yōu)點。另外，國內(nèi)還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。不同的纖維有不同的優(yōu)缺點，因此研制一種比較符合各種要求的摩擦材料也就成為人們的追求。但不管如何，未來汽車制動摩擦材料必須是環(huán)?；踩?、輕量化以及低成本的原則。 另外，現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)。同時，隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子元件的成本及尺寸不斷下降。汽車電子制動控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動式方向擺動穩(wěn)定系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng)，未來的汽車中就不存在孤立的制動控制系統(tǒng)，各種控制單元集中在一個 ECU 中，并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛控制的智能化。但是，汽車制動控制技術(shù)的發(fā)展受整個汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場的吸引，各種先進的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動控制系統(tǒng)中來。同時需要各種國際及國內(nèi)的相關(guān)法規(guī)的健全，這樣裝備新的制動技術(shù)的汽車就會真正應(yīng)用到汽車的批量生產(chǎn)中。- 6 -第 1 章 盤式制動器概述1.1 盤式制動器結(jié)構(gòu)形式簡介盤式制動器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。（1）鉗盤式鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為定鉗盤式制動器、浮鉗盤式制動器等。①定鉗盤式制動器：這種制動器中的制動鉗固定不動，制動盤與車輪相聯(lián)并在制動鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。具有下列優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)從鼓式制動器到盤式制動器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動系的要求。②浮動盤式制動器：浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體是浮動的。其浮動方式有兩種，一種是制動鉗體可作平行滑動；另一種是制動鉗體可繞一支承銷擺動。故有滑動和擺動之分，其中滑動應(yīng)用的較多。它們的制動油缸均為單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動塊總成是活動的，而另一側(cè)的制動塊總成則固定在鉗體上。制動時在油液壓力作用下，活塞推動活動制動塊總成壓靠到制動盤，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊總成壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊總成受力均等為止。對擺動鉗式盤式制動器來說，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。這樣就要求制動摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做成楔形的(摩擦表面對背面的傾斜角為6°左右) 。在使用過程中，摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻(一般約為 l mm)后即應(yīng)更換。這種制動器具有以下優(yōu)點：僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；沒有跨越制動盤的油道或油管加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小。（2）全盤式在全盤式制動器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓形盤，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。由于這種制動器散熱條件較差，其應(yīng)用遠(yuǎn)沒有浮鉗盤式制動器廣泛。1.2 盤式制動器的優(yōu)缺點盤式制動器比鼓式制動器的優(yōu)點：（1） 熱穩(wěn)定好，原因是一般無自行増力作用，襯塊摩擦表現(xiàn)壓力分布較鼓式中- 7 -的襯片更為均勻，此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄的中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退，制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題，因此，前輪采用盤式制動器。汽車制動時不易跑偏。（2） 水穩(wěn)定性好，制動塊對盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多，又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。（3） 制動力矩與汽車運動方向無關(guān)。（4） 易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。（5） 尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。（6） 壓力在制動襯塊上的分布比較均勻，故襯塊磨損也均勻。（7） 更換襯塊簡單容易。（8） 襯塊與制動盤之間的間隙小（0.05-0.15mm） ，從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。（9） 易于實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。（10） 能方便地實現(xiàn)制動器磨損報警，以便及時更換摩擦襯塊。盤式制動器的主要缺點：（1） 難以完全防止塵污和銹蝕（封閉的多片全盤式制動器除外） 。（2） 兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。（3） 在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝有助力器。（4） 因為襯塊工作表面小，所以磨損快，使用壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。1.3 盤式制動器原理及特點- 8 -圖.1-1 增力式盤式制動器零件圖1、2—壓盤 3、7—摩擦盤 4—半軸殼 5—半軸 6—回位彈簧 8—中間殼體 9—調(diào)整螺栓 10—斜拉桿 11—調(diào)節(jié)叉 12—拉桿 13—壓盤凸肩 14—殼體肩臺上圖是運輸車輛增力式盤式制動器零件圖。在差速器的每一側(cè)半軸上，用花鍵安裝著兩個粘有摩擦襯面的摩擦盤 3 和 7，它們能在花鍵軸上來回滑動，是制動器的旋轉(zhuǎn)部分。在兩摩擦盤之間有一對可鍛鑄鐵的圓形壓盤 1 和 2，它們的表面支承在半軸殼 4 的三個凸肩上，并能在較小的弧度內(nèi)轉(zhuǎn)動。兩壓盤內(nèi)側(cè)面的五個卵圓形凹坑中裝有五個鋼球，兩壓盤用三根彈簧 6 拉緊。在中間蓋 8 和摩擦盤4 上，與摩擦盤相對著的表面經(jīng)過加工。摩擦盤與壓盤間，以及摩擦盤與半軸殼和中間蓋間，在不制動時都有一定間隙。制動時，制動踏板通過斜拉桿使兩壓盤相對轉(zhuǎn)動，此時凹坑中夾著的五個鋼球就從坑底向坑邊滾動，將兩壓盤擠開，兩壓盤就將旋轉(zhuǎn)著的兩個摩擦盤分別推向半軸殼和中間蓋，使各相對摩擦表面間產(chǎn)生摩擦扭矩，最終將半軸制動。如果放松制動踏板，則彈簧 6 又將兩壓盤拉緊復(fù)原，使鋼球進入坑底，恢復(fù)了摩擦盤兩側(cè)的間隙。盤式制動器在上述制動過程中有增力作用。當(dāng)摩擦盤順時針旋轉(zhuǎn)時；作用在壓盤上的摩擦扭矩將使它們跟隨旋轉(zhuǎn)，但當(dāng)壓盤 1 由于其凸起 13 受到半軸殼上的凸肩 14 的限制而不能轉(zhuǎn)動時，壓盤 2 則在摩擦扭矩的作用下將相對于壓盤 1作順時針轉(zhuǎn)動，協(xié)助鋼球繼續(xù)將兩壓盤擠開，使操縱省力。當(dāng)摩擦盤反時針旋轉(zhuǎn)時，和上述過程相似地起增力作用。因此不管運輸車輛前進還是倒退，制動時盤式制動器都有增力作用。與帶式和蹄式制動器相比，盤式制動器除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜外有一系列優(yōu)點：如結(jié)構(gòu)緊湊，操縱省力，制動效果好，襯面磨損較均勻，間隙不需調(diào)整，封閉性好不易進泥水，且散熱容易，故使用壽命較長等。這些特點使它得到越來越廣泛的應(yīng)用。- 9 -1.4 盤式制動器的主要元件1.4.1 制動盤一、制動盤直徑 D 制動盤直徑 D 應(yīng)盡可能取大些，這時制動盤的有效半徑得到增加，可以降低制動鉗的夾緊力，減少襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為輪輞直徑的 70％一 79％。總質(zhì)量大于 2t 的汽車應(yīng)取上限 。 [1]二、制動盤厚度 h 制動盤厚度對制動盤質(zhì)量和工作時的溫升有影響。為使質(zhì)量小些，制動盤厚度不宜取得很大；為了降低溫度，制動盤厚度又不宜取得過小。制動盤可以做成實心的，或者為了散熱通風(fēng)的需要在制動盤中間鑄出通風(fēng)孔道。一般實心制動盤厚度可取為 10—20 ，通風(fēng)式制動盤厚度取為 20～50 ，采用較多的是 20—mm30 。在高速運動下緊急制動, 制動盤會形成熱變形 , 產(chǎn)生顫抖。為提高制動盤摩擦面的散熱性能, 大多把制動盤做成中間空洞的通風(fēng)式制動盤, 這樣可使制動盤溫度降低 20 %～30 % 。[2]三、制動盤的安裝制動盤安裝在輪轂上, 與車輪形成整體旋轉(zhuǎn)。制動盤是旋轉(zhuǎn)部件, 與摩擦襯塊之間只有微小的間隙。從制動盤中心到摩擦襯塊磨合中心稱為制動盤有效半徑。根據(jù)杠桿原理,如摩擦力相同,則制動盤的有效半徑越大, 制動力就越大。四、制動盤的維修制動盤都是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，以使在制動盤使用期限內(nèi)保持制動表面各項指標(biāo)的允差，這些指標(biāo)是平行度、平面度以及橫向擺差。保持關(guān)于制動表面形狀的精度的允差，有助于盡量減少制動粗暴及踏板脈動。制動盤表面粗糙度必須保持在 60μm 特定范圍內(nèi)，或者更小些。需要控制制動表面粗糙度，盡量減少踏板費力、過大的制動衰退、反常性能的問題。控制表面粗糙度同樣能提高摩擦襯片的壽命。每當(dāng)維修制動摩擦塊或卡鉗、或者換位車輪或為了其他類型工作而拆卸車輪，總要檢查盤式制動器制動盤。不要忘記，伴隨盤式制動器制動盤而發(fā)生的許多問題，一般用肉眼檢查一下，可能不是很明顯的。制動盤厚度、平行度、擺差、平面度。以及刮痕深度等，只能用準(zhǔn)確的測量儀和千分尺進行測量。精密的測量工具及現(xiàn)代的精加工設(shè)備，對維修好制動盤來說，是至關(guān)重要的。1.4.2 制動摩擦襯塊摩擦襯塊是指鉗夾活塞推動擠壓在制動盤上的摩擦材料。摩擦襯塊分為摩擦材料和底板,兩者直接壓嵌在一起。- 10 -摩擦襯塊外半徑只與內(nèi)半徑及推薦摩擦襯塊外半徑 與內(nèi)半徑 的比值不大2R1于 1.5。若此比值偏大，工作時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終導(dǎo)致制動力矩變化大。 對于盤式制動器襯塊工作面積 A，推薦根據(jù)制動襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在 1.6～3.5 范圍內(nèi)選用。2/kgm由于摩擦,摩擦襯塊會產(chǎn)生磨損。摩擦材料使用完后, 底板和制動盤直接接觸會喪失制動效果, 損壞制動盤。制動盤損壞后,修理費用十分昂貴。為避免損壞制動盤,過去,用戶靠定期車檢來確定摩擦襯塊的剩余量; 后來, 在底板上安裝摩擦襯塊磨損指示器, 當(dāng)摩擦襯塊已磨損到剩余量很少時, 指示器與制動盤接觸, 當(dāng)司機踏制動踏板時, 就發(fā)出異常的聲響; 現(xiàn)在有一種更加準(zhǔn)確提醒摩擦襯塊磨損的方法, 即安裝電子式磨損指示器, 當(dāng)摩擦襯塊磨損后, 磨損指示器中的線路斷掉,警示燈亮 。[3]- 11 -1.5 盤式制動器操縱機構(gòu)在一般拖拉機上，制動操縱機構(gòu)幾乎都是機械式的。制動踏板通過一些桿件與制動元件相連。當(dāng)摩擦襯面磨損后，為了調(diào)整踏板的自由行程，有一些桿件的長度是可調(diào)的，如利用調(diào)節(jié)叉來調(diào)節(jié)長度。左右制動器的踏板可用連接板連接，以便同時制動兩驅(qū)動輪。當(dāng)松開制動時，制動踏板都應(yīng)該有回位彈簧使其自動回位。為使運輸車輛能在斜坡上停車或在作固定作業(yè)時不讓其隨意移動位置，在操縱機構(gòu)中都有停車鎖定裝置，它能卡住已踏下的制動踏板，使其不能回位，以使制動器能在沒有駕駛員操縱的情況下長時間地處于制動狀態(tài) 。[9]帶式和蹄式制動器踏板的自由行程一般為 40～80 ，盤式制動器踏板的自m由行程稍大些，這是因為盤式制動器的旋轉(zhuǎn)元件和制動元件間的總間隙較小，如果自由行程過小，駕駛員稍一踏下踏板就已開始了制動，這樣易使摩擦襯面加速磨損。左右踏板的行程必須一致，否則拖拉機在緊急制動時會容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)而發(fā)生安全事故。如果用作直線行駛中降速或停車，則必須注意首先分離主離合器然后再制動；如果用作協(xié)助履帶拖拉機轉(zhuǎn)向，則必須注意首先分離慢速側(cè)的轉(zhuǎn)向離合器，然后再制動該側(cè)驅(qū)動輪。- 12 -- 13 -第 2 章 盤式制動器設(shè)計2.1 制動器設(shè)計中的分析在制動器的設(shè)計中， 和 是根據(jù)制動力矩的大小，允許的表面單位壓力和制pRg動器結(jié)構(gòu)的合理布置等決定的，一般不考慮對加力效果的影響，當(dāng)摩擦材料選定后，系數(shù) μ 也是一個既定的數(shù)值。因此要使制動器滿足一定的加力效果，關(guān)鍵在于合理的確定球槽斜角 α?？梢钥闯觯?dāng)球槽斜角 α 減少時，加力系數(shù)變大，操縱省力。但是，α 的減少受到自剎的限制。如果 α 較小，則只要壓盤與摩擦片開始接觸后，不需要駕駛員的操縱力，制動器就會自行制動，這是我們不希望的。因此，不自剎的條件為：μ( / ) (2-1)tg?pRg式中 μ-摩擦系數(shù) -擦力合力的作用半徑；pR-鋼球至中心 的距離。gO加力系數(shù)愈大，表示操縱力減少愈多。但必須指出，加力系數(shù)并不代表操縱力實際減少的比例。因為實際操縱力取決于主拉桿的拉力 ，即 與 的合力，p12而不是 與 的代數(shù)和。其中 為斜拉桿對壓盤 1 的拉力； 為斜拉桿對壓盤1p21p22 的拉力。從以上分析看出，盤式制動器之所以結(jié)構(gòu)緊湊，在于它在同樣體積下可獲得較多的摩擦面積。它的加力效果顯著，使操縱力很小。并與被制動軸的轉(zhuǎn)動方向無關(guān)。由于摩擦面上的壓力分布比較均勻，因此磨損均勻，延長了摩擦片的壽命，減少了調(diào)整次數(shù)。壓力分布均勻?qū)τ跍p少結(jié)構(gòu)尺寸也很有利（因為摩擦片的磨損取決于最大的單位壓力及單位摩滑功） 。此外，在盤式制動器中各徑向力相互平衡，減少了軸和軸承上的載荷。- 14 -2.2 制動器的基本參數(shù)2.2.1 先確定制動力矩 rM一、車輛在行駛中制動= =454.5 (2-2) 1rM()2saqmgLih???0.7210.625(1.9078)4.8????Nm?式中 —車輛整機使用質(zhì)量, =2100kg；s sm—車輛驅(qū)動附著系數(shù), =0.7；?—車輛驅(qū)動輪胎動力半徑 , =0.625mraq raqL—車輛軸距,L=1950mm；a—車輛質(zhì)心縱坐標(biāo), a =780mm；h—車輛質(zhì)心高度坐標(biāo),h=700mm；—制動器至驅(qū)動輪的傳動比, =4.846。mi mi二、車輛在坡道上停車= =438 2rM(sincos)aqmgfr??210(sin20.cos2)0.65486?????? Nm?(2-3)式中 —坡道停車時坡度角, = ；a a20c—車輛滾動阻力系數(shù), =0.02；f f取大值 =454.5 作為制動器計算力矩。rN?2.2.2 確定摩擦盤尺寸摩擦盤的外徑 和內(nèi)徑 的數(shù)值主要取決于單位壓力和單位摩滑功。計算時2R1假設(shè)單位壓力 是均勻的，摩擦面上的單位壓力可用下式計算：q= = [ ]=0.3 0.5 (2-4)21()rpMi????q:MP在實際設(shè)計中，摩擦力的合力半徑 ，近似地可以按內(nèi)外徑的平均值進行計pR算，即= (2-5)pR12()?若令 =0.55 即 代入式（2-4）后，可得：cc?= (2-6)q32()rMi???根據(jù)上述關(guān)系，便可按下式求得：(2-7)322(1)rRicq??國內(nèi)的一般運輸車輛 300000～500000 ，這里 =300000 ，2/Nmq2/Nm系數(shù) 的數(shù)值一般在 0.5～0.6 范圍內(nèi)選擇，這里選為 =0.55 所以，有c c=322(1)rMicq?????3 2545140()(10.)3????90.6m- 15 -式中： μ—摩擦片的干摩擦系數(shù),μ=0.3；—摩擦面對數(shù), =4。ii=0.55×90.6 = 49.8312Rc?m按上述方法求得的 和 還應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)安排情況加以修整，查閱國內(nèi)運輸車12R輛盤式制動器的有關(guān)參數(shù)，現(xiàn)對 和 做一些修整，取 =50mm， =90mm121R22.2.3 制動器的磨損驗算由（2-4）式可得出：壓緊力 = = = = 5411 (2-8)QrPMiR?120.5()ri?450.3(9)4???N單位壓力 = = =307722 N/m2 (2-9）q21()??63.491?單位滑磨功 = pv式中 -線速度 V= = = (2-10)2max30ewbvzRni.02938?5.06/ms式中 —發(fā)動機標(biāo)定轉(zhuǎn)速, =2000r/min；new new—變速箱最高檔的傳動比, = ；ibvmax ibvmax3—中央傳動比, = 。iz iz398所以，有 = =0.3×303228×4.95=0.5pqv?/MPas?單位壓力 是制動器工作壽命的重要參數(shù)，取得過大，制動器易磨損，但值過小將增大制動器的尺寸，對于一般的國內(nèi)運輸車輛要求 300000～500000q q，上述中驗算的 =307722 滿足要求，故合適。2/Nm2/Nm在求得 和 后，還應(yīng)驗算單位滑磨功 A。單位摩滑功按摩擦片外圓來計算，1R2因為該處圓周速度最高。對于一般的國內(nèi)運輸車輛要求 0.5～0.8 ，p/pams?上述中驗算滿足要求，故合適。2.2.4 踏板操縱力鋼球?qū)罕P的作用力通過球槽的法線方向，該力可分為軸向力和圓周力，其關(guān)系為：（圖.2-1）表示受力：圖.2-1 鋼球受力分析圖- 16 -= （2-11）gPaFt?式中 —鋼球的圓周力g在軸向壓力 的作用下，摩擦表面之間將產(chǎn)生摩擦力矩即制動力矩 ，其Q rM數(shù)值為：= （2-12）rMpiR?式中 —摩擦因數(shù)；?—摩擦力合力的作用半徑。pR由于每個壓盤只具有一個摩擦面，故所受的摩擦力矩為 ，這就可以求pQR?得每個壓盤的力矩平衡關(guān)系。對于壓盤 1， （圖.2-2）所示：圖.2-2 壓盤 1 受力分析圖= －μQ （2-13）1FLRgPpR式中 －斜拉桿對壓盤 1 的拉力；－斜拉桿的拉力至中心 的距離。O對于壓盤 2， （圖.2-3）所示：- 17 -圖.2-3 壓盤 2 受力分析圖= ＋ － （2-14 ）2LFRgPpQ?fFR式中 －斜拉桿對壓盤 2 的拉力，單位 ；2 N—殼體凸肩對壓盤 2 的反力，單位 ；—作用力 F 至中心 O 的距離，單位 。f m在摩擦片未磨損時，壓盤從初始位置只轉(zhuǎn)過極小的角度就靠住了殼體的凸肩，可近似地認(rèn)為拉力 P2 和 P1 的合力 P 通過中 （圖.2-4）所示。根據(jù)壓盤總成的o力矩平衡關(guān)系，可以得出：= （2-15）fRpq?圖.2-4 壓盤總成的受力分析圖將此式代入式（2-14）后看出，這時 = ，由于1F2gPQt??因此：斜拉桿的拉力 = = (2-16)1F2()gplQRt???- 18 -圖.2-5 盤式制動器桿件運動關(guān)系圖如圖：根據(jù)正弦定理得 00sinixRl???斜拉桿長度13sn971.5ii6xl m??則 00s4arcn.8.xl???= = = =13991F2()gplQRt???0013cos971.5cos6??N新車時主拉桿的拉力 =2· · （2-17）31F?=2×1399× s06.8=1057N兩踏板上的操縱力 2 =2 / = 2×1057/15.9=133 (2-18)cP3ci N式中 —球槽斜角, =33°30′；1?1—鋼球至制動器中心的距離, =70 ；gRgRm—初始中心角， = ；0?0?9—斜拉桿的傾角 =65°；??—壓盤上與斜拉桿連接的銷孔中心至軸線的距離, =103 ；x xRm—操縱機構(gòu)傳動比, =15.9。ic ic2.2.5 踏板操縱行程 Sc 計算踏板自由行程 取決于主拉桿的位移 A0A 及操縱機構(gòu)傳動比 ， 即： cS ci- 19 -=A0A· （2-19） cSci由于 A 0A =OA-OA0，而且 OA 0 = · λ+ · xRcoslcs?OA = · λ 0+ · ?綜上可得：有關(guān)系式OA0= · λ+ · xRcoslcs?= 0013471.5o6.8???=106mOA= · λ 0+ ·xsls?= 0co9.c=110.3A0A = OA－OA 0 = 110.3－106=4.3 m= A0A· =4.3×15.9 =68.37cSci- 20 -2.3 制動器操縱機構(gòu)設(shè)計操縱機構(gòu)的設(shè)計主要是決定斜拉桿的位置和尺寸，進行操縱力和制動行程（即自由行程）的計算并確定操縱機構(gòu)的傳動比。斜拉桿的位置和尺寸主要是取決于 、L 和 等參數(shù)的大小。這些參數(shù)對操xR??縱力和制動行程有直接的影響。愈大操縱力愈小，但結(jié)構(gòu)不緊湊，因此不宜增大 的方法來減小操縱力。xR xR根據(jù)對國產(chǎn)拖拉機的統(tǒng)計，當(dāng) 、L、ΔL 不變時，所取初始中心角 愈大，則x ??制動后斜拉桿的傾角 β 也較大，故操縱省力。但隨著 增加，若 、 不變，??x?則要求斜拉桿長度 L 愈長，使結(jié)構(gòu)不緊湊，因此 要求選擇適當(dāng)，一般在39°～40°左右選取，現(xiàn)選取為 =39°。??必須指出，當(dāng)摩擦面磨損后，自由行程增加，就要進行調(diào)整。在調(diào)整之后，初始中心角 減少，這說明盤式制動器的操縱力將隨著摩擦面的磨損而愈來愈大。??操縱機構(gòu)的設(shè)計必須避免運動的干涉，因此要求與壓盤的運動相應(yīng)的主拉桿必須有擺動的可能性；斜拉桿不應(yīng)防礙壓盤的軸向位移。為此，主拉桿上一般具有球面運動副，兩個斜拉桿相鉸接處應(yīng)有足夠的端面間隙來適應(yīng)軸向移動的要求。- 21 -第 3 章 盤式制動器摩擦盤的設(shè)計3.1 摩擦盤結(jié)構(gòu)本次設(shè)計采用的是石棉纖維類摩擦材料，用膠合的方法將摩擦襯片膠在 2～3 毫米的摩擦盤上。這種結(jié)構(gòu)摩擦材料可得充分利用（襯片磨損不受鉚釘頭的限制） ，也不易產(chǎn)生裂縫，但更換襯片較為困難，摩擦盤輪轂的結(jié)構(gòu)采用點焊式，結(jié)構(gòu)和制造都較簡單，但輪轂寬度不大，因而花鍵受力較大。查閱盤式制動器摩擦盤的一些數(shù)據(jù)（長度單位：mm）摩擦襯片： 材料石棉離合器片 外徑 180 厚度 5.8±0.1摩擦盤總成： 厚度 13±0.15 兩側(cè)面平面度允差 0.03側(cè)面跳動允差 0.20 如圖 3-1 所示制動器摩擦盤結(jié)構(gòu)圖圖 3-1 制動器摩擦盤結(jié)構(gòu)圖- 22 -3.2 摩擦材料類型制動器中的一個回轉(zhuǎn)零件一般為鋼鐵制造的，而與回轉(zhuǎn)零件相接觸，使起制動作用的零件，其材料一般為摩擦材料所造的。這摩擦元件是制動器的主要組成部分，它性能直接影響到制動和結(jié)合過程。對摩擦材料性能的基本要求是：一、摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定，尤其是在一定溫度范圍內(nèi)，具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，具有良好的恢復(fù)和保持原有摩擦值的能力。制動摩擦片的摩擦系數(shù)過高或過低都會影響汽車的制動性能。尤其是汽車在高速行駛中需緊急制動時，摩擦系數(shù)過低就會出現(xiàn)制動不靈敏，而摩擦系數(shù)過高就會出現(xiàn)輪胎抱死現(xiàn)象，進而造成車輛甩尾和打滑，對行車安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，制動摩擦片的適宜工作溫度為 100～350℃。但許多劣質(zhì)制動摩擦片在溫度達到 250℃時，其摩擦系數(shù)就會急劇下降，而此時制動就會完全失靈。一般來說，按照 SAE 標(biāo)準(zhǔn)，制動摩擦片生產(chǎn)廠商都會選用 FF 級額定系數(shù)，即摩擦額定系數(shù)為 0.35～0.45。二、耐摩性好。為了減輕磨損，除提高材料和粘結(jié)劑的耐熱性、耐摩性外，還應(yīng)使摩擦表面光滑。三、有一定的表面硬度和良好的加工工藝性。制動摩擦片的壽命與表面硬度并沒有一定的關(guān)系。但如果表面硬度高時，制動摩擦片與制動盤的實際接觸面積小，往往會影響使用壽命。而影響制動摩擦片壽命的主要因素包括硬度、強度、摩擦材料的磨損性等。一般情況下，前制動摩擦片的壽命為 3 萬 km，后制動摩擦片的使用壽命為 12 萬 km。四、有一定的耐油、耐濕、抗腐蝕和抗膠合性能。摩擦材料有金屬摩擦材料和非金屬摩擦材料兩大類。1. 金屬摩擦材料金屬摩擦材料有：粉末冶金材料、鑄鐵、鋼和青銅，其中粉末冶金有較高的摩擦系數(shù)，導(dǎo)熱性好，工作溫度可達 680℃，許多強度可達 2.8～4.0MPa, 耐磨，有良好的熱穩(wěn)定性和磨合性，廣泛用于重載機器。金屬摩擦材料強度高，對水的浸入不敏感，溫度升高時摩擦系數(shù)下降快，膠合趨勢大，因而制動不穩(wěn)定。2. 非金屬摩擦材料這類材料有：石棉摩擦材料，它的應(yīng)用最廣，有機摩擦材料，如橡膠、皮革和木材主要用于小功率低速機器制動；紙基摩擦材料，主要用在油介質(zhì)中工作的制動器，它有摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨損小，靜和動摩擦系數(shù)很接近的特點；碳基摩擦材料，是較晚出現(xiàn)的一種材料，耐高溫性能好，可在 800～1000℃，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，耐磨性好。- 23 -制動器上用的摩擦材料，絕大多數(shù)是石棉制品，其基本成分是石棉、粘結(jié)劑和用以調(diào)節(jié)摩擦性能的各種有機或無機填料。石棉摩擦材料又分為紡織類和纖維類：（1）紡織類石棉制品有石棉橡膠制動器片、石棉浸油或耐油制動器片、石棉銅絲和石棉樹脂制動器片等，這類制品抗沖擊強度好，在常溫下有較高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，但耐高溫性能較差，磨損較快。（2）纖維類是將短纖維石棉、粘結(jié)劑和各種添加劑等混合后，再經(jīng)熱壓而成，有時根據(jù)需要也加入少量有色金屬，統(tǒng)稱石棉制品，應(yīng)用較廣。由于含有石棉的摩擦材料存在石棉有致癌公害問題已被逐漸淘汰，取而代之的各種無石棉型材料相繼進行研制，這也是近年來的發(fā)展方向。摩擦材料尚在不斷發(fā)展，由于材料的組成及制造工藝不同，其摩擦性能往往差別很大，在使用各種摩擦材料時，應(yīng)注意從制造廠取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)再進行設(shè)計和計算。- 24 -第 4 章 盤式制動器壓盤的設(shè)計4.1 壓盤的結(jié)構(gòu)壓盤是盤式制動器中比較復(fù)雜的零件，加工精度也較高，國產(chǎn)拖拉機上大部分用球墨鑄鐵制造，也有用可鍛鑄鐵或灰鑄鐵的。壓盤厚度 15～17 毫米，其摩擦表面有較低的粗糙度和較小的不平度。壓盤上有三個定心凸臺與殼體相應(yīng)的內(nèi)圓配合，作為支持并使壓盤與被制動軸同心。壓盤一般有兩個凸起，當(dāng)凸起 碰c到殼體凸肩時，表示摩擦盤已磨損至極限，應(yīng)更換摩擦襯片。查閱盤式制動器壓盤的有關(guān)資料，并結(jié)合本次設(shè)計的實際情況確定為以下數(shù)據(jù)（長度單位： ）m制動器壓盤： 材料 QT40—10； 厚度 16.5；摩擦面粗糙度 0.8； 平面度允差 0.10；定心凸臺粗糙度 6.3。 如圖 4-1 所示制動器壓盤結(jié)構(gòu)圖如圖 4-1 所示制動器壓盤結(jié)構(gòu)圖- 25 -4.2 壓盤的球槽在壓盤上均勻地分布著 3～5 個球槽，其位置在摩擦面中部，使摩擦片均勻地壓緊。許多運輸車輛中廣泛采用卵形槽，這種槽的曲率半徑小，保證鋼球的良好接觸，減少擠壓應(yīng)力，這幾個球槽間的位置精度有較高的要求，一般用測量鋼球來檢驗。查閱運輸車輛壓盤上的球槽以及鋼球的有關(guān)資料，并結(jié)合本次設(shè)計的實際情況現(xiàn)確定為以下數(shù)據(jù)（長度單位：mm）鋼 球： 個數(shù) 5 規(guī)格 7/8″C IV球槽的分布： ￠140 位置精度 0.05槽 體： α 為 dg22.225 ''3015??用測量鋼球檢驗時的測量值：28.7±0.03 粗糙度 6.3[注] 測量鋼球均為 7/8″AⅢ，直徑為￠22.225 －0.002如圖 4-2 所示制動器球槽結(jié)構(gòu)圖如圖 4-2 所示制動器球槽結(jié)構(gòu)圖在壓盤上還開出 3～5 個彈簧拉耳，以便不操作時，兩壓盤在彈簧作用下回位，這些彈簧總的預(yù)拉力約 150～250 N。制動器殼體內(nèi)有三對稱布置的凸肩，凸肩的內(nèi)圓表面用來保證壓盤的對中定位。其中有兩凸肩在制動時用來承受壓盤凸起給予的作用力。通常凸肩與殼體鑄成一體，可保證足夠的鋼度和強度， 但該傳力表面的加工較為困難。