鼓式制动器诞生近一个世纪以来,以其简单的工作原理、低廉的造价、较大的制动效能,占有了很大的市场,尤其在中大型客车及货车上。鼓式制动器结构形式多种多样,但摩擦片接触不均匀的问题仍然亟待解决。如何在不改变鼓式制动器体积的前提下,提升制动器的使用性能,这具有重要意义。本文从鼓式制动器的支撑销的结构着手,通过改用具有浮动功能的支撑销组件,使制动蹄具有浮动的功能,改变制动蹄的运动趋势,从而达到改善制动器性能的目的。首先,本文从理论上分析了鼓式制动器各主要尺寸对制动器接触的影响,通过使用Matlab仿真分析,证实了制动蹄的浮动对摩擦片的接触有着直接的影响,并得出了不同的浮动方向下、不同的浮动距离与摩擦片接触区域之间的变化规律。接着考虑了在摩擦片产生弹性线性变形的情况下,推导了制动器摩擦片的受力状况及完全接触条件,并计算了摩擦片完全贴合制动鼓时,制动蹄的理论最佳浮动角度。随后,在有限元分析软件ANSYS Workbench中建立了径向浮动的制动器模型,仿真分析其动力学性能,分析结果与实验数据相吻合,表明有限元分析能够准确地描述制动器的制动过程。选取不同的浮动角度进行优化分析,以优化摩擦片的接触为主要优化目标,最终得到在推导的理论最佳浮动角度下,摩擦片与制动鼓贴合得最好,并且制动力矩得到了提升。过大或过小的浮动角度,都会恶化摩擦片的接触状况,使得制动效果不稳定,不能满足使用的要求。最后,对比了两种制动器的制动跑偏程度。在不同的制动鼓偏心方向上,分别对普通制动器和采用了领蹄最佳浮动方向的制动器进行性能仿真验证。结果表明普通制动器在不同的偏心方向上制动性能表现差别较大,浮动式制动器在不同的偏心方向上制动性能表现稳定。综合有限元分析的结果,说明了本文依据制动蹄受力计算得到的理论最佳浮动角度合理,浮动式制动器的接触状况可以得到明显的改善,制动过程的表现也要优于普通的鼓式制动器,同时在对一定程度装配误差存在的时,制动跑偏的情况也得到了改善。