现代社会对汽车安全性、舒适性及节能环保的追求越来越高。汽车制动系统在任何刹车条件下都要能满足制动要求,并且不致产生噪音、抖动或裂纹等破坏。这就要求摩擦副具有良好的摩擦性能,包括足够高且稳定的摩擦系数、高抗热衰减性、低磨损量。本文以汽车刹车盘和刹车片摩擦副为研究对象,探讨刹车盘结构对汽车制动系统整体性能的影响。主要研究内容包括：首先,通过讨论刹车盘盘周厚度、安装孔位置及孔径大小、刹车盘外径大小、盘帽厚度、盘帽与盘周连接处等结构设计参数对其加工难易程度、总重量、摩擦力矩、结构稳定性的影响,初步确定了刹车盘基本结构。对此基本结构进行静力学模拟分析其所受应力,并根据各部位所受应力情况对其结构进行优化。其次,利用定速摩擦试验机对带宏观沟槽和无沟槽两种刹车盘试样在各压强、速度及不同干湿条件下分别进行了摩擦试验,其中摩擦线速度变化范围为7.8-47.1m／s、摩擦压强变化范围1.3Mpa-5.7Mpa。通过测量摩擦系数、计算磨损率、观察摩擦试验后刹车片表面形貌,研究了不同刹车环境下第三体形成、变化、脱落、破碎的全过程,及该过程对摩擦磨损性能产生的影响。再次,使用Fluent软件模拟了刹车盘风道内的气体流动状况,得到单位时间内气体质量流量,使用经验公式计算出风道内壁热对流系数,并通过单因素试验比较风道结构参数对风道热对流量的影响,确定了一种散热性能良好并能满足力学要求的风道结构。计算了在不同温度、速度和风道厚度下该结构风道内的热对流系数。最后,将以上步骤确定的刹车盘外部结构及风道内部结构转化为简化的有限元模型,并将压力、摩擦系数、热对流系数、转动速度等参数代入模型中进行模拟,得出刹车盘温度场分布。综合分析刹车盘有无沟槽、不同连接部位设计、不同风道厚度对于其热应力与机械应力大小的影响,并进行优化,最终提出了适用于不同刹车情况和不同路况的设计方案。