4 制动器的设计计算
4 制动器的设计计算
4.1始数据及主要技术参数
装备质量 1140 kg 满载质量 1560 kg 轴荷分配
空载时 前轴 640 kg 后轴 500 kg 满载时 前轴 837 kg 后轴 827 kg 质心高度 空载时 550 mm 满载时 586 mm 轴距 2656 mm 轮胎半径 295 mm
4.2前轮滑动钳盘式结构的确定
4.2.1 盘式制动器主要参数的确定
1.制动盘直径D
制动盘直径D希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力，降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径D选择为轮辋直径的70%~90%。
标准轮辋为6J×14ET38/深槽式钢圈 轮辋直径为14×25.4=355.6 mm 取355 mm
制动盘直径为70%～79%轮辋直径 即：248.9～280.9。根据轮辋提供给制动器的可利用空间，并本着制动盘直径尽可能大的原则及运动时不发生干涉。初选制动盘的直径d＝264 mm。
2.制动盘厚度h
制动盘的厚度直接影响着制动盘质量和工作时的温度。为使质量不致太大，制动盘厚度应取的适当小些；为了降低制动工作时的温升，制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的，而为了通风散热，又可在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通常，实心制动盘厚度可取为10mm~20mm;具有通风孔道的
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制动盘的两工作面之间的尺寸，即制动盘的厚度取为20 mm~50 mm，但多采用20 mm~30 mm。
本次设计选择通风式制动盘h=22 mm 3.摩擦衬块内半径R1与外半径R2
推荐摩擦衬块外半径与内半径的比值不大雨1.5。若此比值偏大，工作时摩擦衬块外缘与内缘的圆周速度相差较大，则其磨损就会不均匀，接触面积将减小，最终导致制动力矩变化大。
根据制动盘直径可确定外径R2=130 mm
考虑到R2/ R1＜1.5，可选取R1=90 mm，则R2/ R1=1.41＜1.5 4.摩擦衬块工作面积
推荐根据摩擦衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/c㎡~305kg/c㎡范围内选取。
摩擦块磨损均匀性验证：
假设衬块的摩擦表面全部于制动盘接触，而且各处单位压力均匀，则制动器的制动力矩为
M??2fF?R
f 为摩擦因素,F0为单侧制动块对制动盘的压紧力，R作用半径
在实际的计算过程中，R值我们取平均值Rm就可以了，设衬块的与制动盘之间的单位压力为p,则在任意微元面积RdRdφ 上的摩擦力对制动盘的中心的力矩为fpR2dRdφ,而单侧制动块加于制动盘的制动力矩应为：
?R2M????fpR2dRd? ??R1?单侧衬块加于制动盘的总摩擦力为：
fF??????R1?R2fpRdRd?
所以有效半径：
3?R13)M?/22(R2Re???111mm 22fF?3(R2?R1)平均半径为：
Rm?R1?R22?110mm
因为│Re -Rm│ =1 mm, Rm 和Re 之间相差不大，所以可以得出摩擦衬块和制动盘之间的单位压力分布均匀，摩擦块的磨损较为均匀。
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4.3 制动力矩以及盘的压力
假设摩擦盘完全接触，而且各处的压力分布均匀。那么盘式制动器制动力矩为：
M?1?2f?F0?Re
为了保证汽车有良好的制动稳定性，汽车前轮先抱死，后轮后抱死（满载时候）则汽车的前轮制动器的产生的制动力矩等于前轮的附着力矩。即：
M?1?M?1?2085514N?mm
单侧制动块对盘的压力：
F0?M?12fRe?2085514?20855.14N
2?0.4?125后轮制动器的制动力矩：
M?2?a??0hgb??0hgM?1?1368?0.7?780?2085514?904162N?mm
1350?0.7?7804.4 制动器轮缸直径的计算
制动轮缸对制动蹄(块)施加的张开力Fo与轮缸直径d和制动管路压力p的关系为
d?4F0/(?p)
制动智路压力一般不超过10—12MPa，对盘式制动器可更高。压力越高，对管路(首先是制动软管及管接头)的密封性要求越严格，但驱动机构越紧凑。轮缸直径d应在标准规定的尺寸系列中选取，详见GB7524—87附录B表B2。油压选取：12MPa 所以d=50mm 4.5 紧急制动时踏板力的计算
?1112Fp＝?d0?p???4k2p? 踏板力：
其中：操纵机构传动比ip?4~7，取ip＝5 制动主缸直径 d0?28mm， 总管路中油压p＝10.82M?Pa
真空助力器的增力倍数 k＝4－6，取k＝5。 效率η＝0.82－0.86，取η＝0.84
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则FP??111(0.028)2?10.82 ?106????226.72~394.82N 454~70.84可见踏板力符合法律要求（350－550范围）。符合法律的要求。而且操纵较为轻便。
4.6 制动踏板行程的计算
制动踏板工作行程
Sp?ip??0??01??02?
iS?d其中：p（操纵机构传动比）取4－7；主缸活塞行程：a（0.8－1.2）0，
依《机械设计手册》（五）。第七章，液压缸。表37.7－3.取
主缸推杆与活塞间隙：
Sa?25 mm；
?01?0.2 mm；
主缸活塞空行程： ?02?2 mm；
则：SP?(4~7)?(25?0.2?2)?107.8~189.7 mm. 法规要求不大于150－200 mm，故符合法规。
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