随着我国经济的高速发展与公路网络的快速构建,各行各业对商用车的需求日益增多,商用车现已成为人们生活中不可或缺的交通运输工具,但是体积大、装载重、惯性大的商用车在运输频率不断增加的情况下,为驾驶者自身与其他交通参与者带去了更多的安全隐患。而汽车的制动系统与汽车的安全性有着不可分割的关系,为降低交通事故频率,设计与优化出一种制动效率高,制动性能稳定,可靠性高的制动器势在必行。目前的商用车制动器以鼓式为主,且存在关键部件加工繁琐,部件质量偏重,机构占用空间大等问题。针对这些问题,对商用车所搭载的鼓式制动器进行设计及研究,通过对主要部件的设计与优化,达到提高制动器的制动性能、减轻制动器重量和缩减制动器体积的目的。本文首先对制动器的工作原理和结构种类进行分析与研究,综合考虑各种结构的优劣,确定最适合的结构设计方案。通过对制动力的分析,设计计算制动器的主要结构参数;其次对张开机构和制动蹄进行研究,以楔块式张开机构取代传统的凸轮式张开机构,以冲压焊接式制动蹄替换传统的铸造式制动蹄,基于多目标粒子群算法对整体结构进行优化,缩减了制动器的体积,并进行三维建模和虚拟装配。通过静力学有限元分析法对关键部件进行分析,验证了设计的合理性,并依据分析结果对关键部件进行进一步结构优化。最后,对制动器的制动性能进行分析与验证,通过模态分析研究关键部件的固有频率,用热-结构耦合分析法研究摩擦温升对应力场的影响,对制动器样机进行台架试验,结果表明所设计的制动器结构是可靠的,并在制动性能方面优于同规格的凸轮式制动器。