家用轎車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)含開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書(shū)
家用轎車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)含開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書(shū),家用轎車(chē),制動(dòng)器,設(shè)計(jì),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文,文獻(xiàn),綜述,任務(wù)書(shū)
一、選題依據(jù)
1、研究領(lǐng)域
汽車(chē)部件設(shè)計(jì)
2、論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
鼓式制動(dòng)器是利用摩擦力實(shí)現(xiàn)駐車(chē)或使行駛中的汽車(chē)減速、停車(chē)的裝置,由于制動(dòng)效能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,在汽車(chē)上得到廣泛的使用。雖然制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是其工作環(huán)境復(fù)雜,制動(dòng)過(guò)程中伴隨摩擦接觸和機(jī)械振動(dòng),涉及多體動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)和接觸力學(xué)等多種理論?;谝陨显?對(duì)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程的研究,尤其是如何提高制動(dòng)性能的研究,有很好的應(yīng)用價(jià)值。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是車(chē)輛系統(tǒng)中的重要組成部分,從汽車(chē)誕生起,就一直是人們關(guān)注和不斷完善的結(jié)構(gòu)。鼓式制動(dòng)器因其結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠,制動(dòng)功率大且便于安裝駐車(chē)裝置等優(yōu)點(diǎn),目前廣泛應(yīng)用于中、重型載貨汽車(chē)和客車(chē)的前、后輪以及轎車(chē)后輪的制動(dòng)。相對(duì)于國(guó)外對(duì)于制動(dòng)器的研究來(lái)講,我們國(guó)家的研究起步較晚,而隨著國(guó)家的不斷重視和加大投入,國(guó)內(nèi)對(duì)于制動(dòng)器的研究也正在逐漸開(kāi)始向著結(jié)構(gòu)改進(jìn)和熱分析方向過(guò)渡。
為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì),克服其主要缺點(diǎn),研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中,特別是對(duì)鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究。這些研究工作的重點(diǎn)是制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性等的影響,研究取得了一些重要的成果,一定程度上提高了制動(dòng)器的性能,使得現(xiàn)代鼓式制動(dòng)器應(yīng)用有著極好的前景。
10
二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
本畢設(shè)對(duì)捷達(dá)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核,并利用計(jì)算機(jī)繪制相關(guān)零部件的圖形。
2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路)
(1)制定出轎車(chē)鼓式制動(dòng)器的總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)價(jià);
(2)對(duì)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器方案中具體部件進(jìn)行理論計(jì)算和校核;
(3)根據(jù)計(jì)算和校核結(jié)果對(duì)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪圖;
3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果
通過(guò)本次設(shè)計(jì),將對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)具有更深入的認(rèn)識(shí),掌握汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)過(guò)程, 并能熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),不僅能夠?qū)⑺鶎W(xué)專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際, 更為今后的工作積累更多的理論知識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。預(yù)期提交以下成果:
(1)捷達(dá)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);繪制兩張 A0 的設(shè)計(jì)圖紙,并用三維軟件繪制三維圖;
(2)書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);
(3)翻譯一篇與轎車(chē)鼓式制動(dòng)器相關(guān)的外文文獻(xiàn),不少于 2000 字。
三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));
(1)首先翻閱各種資料,了解本設(shè)計(jì)的意義,研究概況和發(fā)展趨勢(shì);
(2)完成開(kāi)題報(bào)告;
(3)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式選擇;
(4)鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定
(5)利用三維軟件繪圖;
(6)撰寫(xiě)論文
2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周:明確設(shè)計(jì)主要任務(wù)和內(nèi)容
第 2 周:查閱相關(guān)資料
第 3 周:撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
第 4 周:完成畢設(shè)開(kāi)題報(bào)告
第 5 周:擬定轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
第 6 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第 7 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第 8 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器主要部件校核
第 9 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器圖紙繪制
第 10 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器圖紙繪制
第 11 周:轎車(chē)鼓式制動(dòng)器裝配圖繪制
第 12 周:與轎車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)相關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯
第 13 周:撰寫(xiě)畢業(yè)論文
第 14 周:撰寫(xiě)畢業(yè)論文,整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
第 15 周:畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[1]王吉忠,郭非,丁春雷. 某型鼓式制動(dòng)器底板有限元結(jié)構(gòu)分析[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(05): 59-61.
[2] 李強(qiáng). 鼓式制動(dòng)器的熱固耦合分析[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(03): 129-131.
[3] 崔功軍,盧磊,吳娟. 鼓式制動(dòng)器摩擦副熱力耦合分析[J]. 礦山機(jī)械. 2015(04): 51-55.
[4] 韓永印. 基于差分進(jìn)化的粒子群算法的鼓式制動(dòng)器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(06): 1663-1666.
[5] 范久臣,孫雪梅,李洪洲,等. 多次緊急制動(dòng)工況下的鼓式制動(dòng)器熱-結(jié)構(gòu)耦合分析[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03): 410-416.
[6] 孫雪梅,范久臣,李洪洲,等. 基于仿真技術(shù)的汽車(chē)鼓式制動(dòng)器失效分析[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03): 417-420.
[7] 包圳,蘇小平,張?zhí)疑? 汽車(chē)鼓式制動(dòng)器熱結(jié)構(gòu)耦合分析與仿真[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(08): 189-192.
[8] 張方宇,桂良進(jìn),范子杰. 鼓式制動(dòng)器熱-應(yīng)力-磨損耦合行為的研究[J]. 汽車(chē)工程. 2016(04): 466-472.
[9]韓文明,呂振華.關(guān)于鼓式制動(dòng)器效能因數(shù)變化特性的新探討[J]公路交通科技, 2014,21(5):128-131,140.
[10]寧曉斌,張文明.礦用汽車(chē)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)效能因數(shù)的仿真分析[J].有色金屬, 2010,57(2):120-124.
[11] 尹淼晶,李金洪,馬陸娟,等. 基于 FEM 的鼓式制動(dòng)器性能評(píng)估手段[J]. 汽車(chē)技術(shù). 2016(08): 23-26.
[12] 劉燕斌,黃超杰,杜. 鼓式制動(dòng)器熱衰退的抑制[J]. 科技風(fēng). 2016(18):18-19. [13]Aleksander Yevtushenko,Michal Kuciej. Temperature and thermal stresses in a pad/disc during braking[J].Applied Thermal Engineering, 2010, (30):354-359.
[14] C. Hohmann, K. Schiffner, K. Oerter, H. Reese. Contact analysis for drum brakes anddisk brakes using ADINA[J].Computers and Structures,2012,72:185-198.
[15] J. M. Lee, S. W. Yoo, J. H. Kim, C. G. Ahn. A study on the squeal of a drum brake whichhas shoes of non-uniform cross-section [J]. Journal of Sound and vibra-tion,2014,240(5):789-808.
附:文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是車(chē)輛系統(tǒng)中的重要組成部分,從汽車(chē)誕生起,就一直是人們關(guān)注和不斷完善的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有:機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液綜合式,且基本都是采用摩擦制動(dòng),以達(dá)到車(chē)輛停止或減速的目的,因此,均可稱為摩擦制動(dòng)器。摩擦制動(dòng)器一般可分為鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器兩種,都是由固定元件和旋轉(zhuǎn)元件組成,只是兩種元件的外形不同,鼓式制動(dòng)器因其結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠,制動(dòng)功率大且便于安裝駐車(chē)裝置等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于中、重型載貨汽車(chē)和客車(chē)的前、后輪以及轎車(chē)后輪的制動(dòng)。鼓式制動(dòng)器有內(nèi)張型和外束型兩種。前者的制動(dòng)鼓以內(nèi)圓柱面為工作表面,在汽車(chē)上應(yīng)用廣泛;后者制動(dòng)鼓的工作表面則是外圓柱面,目前只有極少數(shù)汽車(chē)用作駐車(chē)制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器都采用帶摩擦片的制動(dòng)蹄作為固定元件。位于制動(dòng)鼓內(nèi)部的制動(dòng)蹄在一端承受促動(dòng)力時(shí),可繞其另一端的支點(diǎn)向外旋轉(zhuǎn),壓靠到制動(dòng)鼓內(nèi)圓面上,產(chǎn)生摩擦力矩。以液壓制動(dòng)輪趕作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為輪紅式制動(dòng)器,以凸輪作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為凸輪制動(dòng)器, 以楔作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為模形制動(dòng)器。外張方向與制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)向相同的制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄,張開(kāi)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)蹄稱為從蹄。按制動(dòng)蹄分類,鼓式制動(dòng)器可分為領(lǐng)從蹄制動(dòng)器、單向雙領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄和雙向雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器、雙從蹄制動(dòng)器、單向自增力式制動(dòng)器、雙向自增力式制動(dòng)器等。鼓式制動(dòng)器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但由于其工作環(huán)境復(fù)雜、制動(dòng)過(guò)程中伴隨摩擦接觸和機(jī)械振動(dòng),結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布復(fù)雜。因此對(duì)制鼓式動(dòng)器的研究涉及多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、材料學(xué)等。
國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀:
國(guó)內(nèi)鼓式制動(dòng)器從的 50 年代到 80 年代在國(guó)內(nèi)無(wú)重大發(fā)展,一直使用內(nèi)漲鼓式制動(dòng)器內(nèi)漲鼓式制動(dòng)器這種制動(dòng)器由一個(gè)制動(dòng)鼓、兩塊弧形摩擦片、工作油缸(空氣制動(dòng)中用凸輪)及彈簧等組成.摩擦面是制動(dòng)鼓的內(nèi)表面.它被廣泛的應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)的各種車(chē)輛上,是 80 年代以前國(guó)產(chǎn)汽車(chē)使用的主要制動(dòng)器,有多種形式如:雙向單領(lǐng)蹄、單向雙領(lǐng)蹄、雙向雙領(lǐng)蹄等。制動(dòng)中起主導(dǎo)作用能提高制動(dòng)效率的制動(dòng)蹄稱領(lǐng)蹄,它與車(chē)輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)。正常行駛中的領(lǐng)蹄倒車(chē)中變?yōu)閺奶?所以單向雙領(lǐng)蹄的結(jié)構(gòu)不能用作后輪制動(dòng)器。雖然這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也能滿足需要,但由于構(gòu)造原因,散熱問(wèn)題一直解決不好;而且它的輸出力是非線性的,有增力作用;這就使剎車(chē)的平順性解決不
了。所以盤(pán)式制動(dòng)器已成了鼓式制動(dòng)器的換代產(chǎn)品。我國(guó)只在 80 年代后期引進(jìn)的車(chē)型上有應(yīng)用,如桑塔那、奧迪等.而且還需要整套進(jìn)口,我們國(guó)內(nèi)還不能生產(chǎn)。80 年代中期以后,汽車(chē)工業(yè)向高速度、高效率、節(jié)能、輕量化方向發(fā)展,制動(dòng)系統(tǒng)也得到了不斷的完善。汽車(chē)普遍采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器,在車(chē)輛中鼓式制動(dòng)器得到了更廣泛的應(yīng)用。普遍旳鼓式制動(dòng)器仍然存在著制動(dòng)效能不穩(wěn)定、摩擦副壓力分布不均勻等缺點(diǎn), 因此現(xiàn)在國(guó)難日研究方向針對(duì)于易于發(fā)生熱衰退、水衰退和機(jī)械衰退等問(wèn)題。對(duì)制動(dòng)效能的深入研究,對(duì)提高制動(dòng)器性能有重要意義。寧曉斌等應(yīng)用仿真軟件,建立了汽車(chē)鼓式制動(dòng)器仿真模型,并計(jì)算出制動(dòng)器效能因數(shù)。針對(duì)摩擦襯片壓力分布不均勾的問(wèn)題,呂振華等分析其變化特性,采用新的評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)各種型式的鼓式制動(dòng)器, 并提出制動(dòng)蹄分為兩部分的結(jié)構(gòu)型式可顯著提高制動(dòng)效能。所以,為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì),克服其主要缺點(diǎn),研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中。
國(guó)外研究現(xiàn)狀:
在過(guò)去的100 年間,國(guó)外汽車(chē)鼓式制動(dòng)器的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下過(guò)程:從原始的機(jī)械裝置過(guò)渡到拉索鼓式制動(dòng)器和桿件鼓式制動(dòng)器,從最初是將制動(dòng)器安裝在后輪發(fā)展到全輪使用制動(dòng)器,繼而又出現(xiàn)了采用液壓系統(tǒng)和帶真空加力器的制動(dòng)器以及帶有電控的鼓式制動(dòng)器。早期的機(jī)械制動(dòng)界時(shí)代最早的制動(dòng)器,很有可能是安裝在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。1902 年的“奧茲莫比爾”R 型車(chē)裝有外接觸的帶式制動(dòng)器。一些早期的轎車(chē)裝有控制后輪的機(jī)械嚙合制動(dòng)器。福特公司 1908 一 1927 年間制造的 T 型車(chē)、1903 年的 A 型車(chē)裝用過(guò)一種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器。、但隨著車(chē)輛的功率、重量、最高車(chē)速及道路安全間題的增多,復(fù)式、半圓形及內(nèi)張鼓式制動(dòng)器這樣一些更為先進(jìn)的機(jī)械式車(chē)輪制動(dòng)器問(wèn)世。鼓式制動(dòng)器最初被用于后車(chē)輪,后逐漸普及到四輪。福特公司 1928 年 A 型車(chē)的四輪均裝有機(jī)械鼓式制動(dòng)器。通用汽車(chē)公司 1924 一 1925 年間生產(chǎn)的各型車(chē)均采用四輪機(jī)械鼓式制動(dòng)器。機(jī)械鼓式制動(dòng)器的另一重要發(fā)展是自增力雙自緊制動(dòng)蹄片技術(shù)方案的出現(xiàn)。但這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且成本高。隨著汽車(chē)自重的增加,助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)已顯得十分必要。1932 年生產(chǎn)的重量為 286Okg 的凱迪拉克 V16 車(chē)四輪均采用直徑 419,1mm 的鼓式制動(dòng)器,并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于 1932 年推出 V12 轎車(chē),該車(chē)采用通過(guò)四根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器。液壓制動(dòng)霖時(shí)代液壓制動(dòng)器是繼機(jī)械制動(dòng)器后的又一重大革新。DuesenbergEight 車(chē)率先使用了轎車(chē)液壓制動(dòng)器。以“克萊斯勒”為商標(biāo)的四輪液壓制動(dòng)器于 1924 年
問(wèn)世。通用和福特分別于 1934 年和 1939 年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。但直到 50 一 60 年代,液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。盤(pán)式制動(dòng)界盤(pán)式制動(dòng)器的出現(xiàn)使美國(guó)汽車(chē)在制動(dòng)性能方面有了量的飛躍。與鼓式制動(dòng)器相比,盤(pán)式制動(dòng)器具有如下特點(diǎn):良好的停車(chē)性能; 扭矩輸出高,且結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小;較高的抗熱衰退性;較佳的抗?jié)裥?可自動(dòng)擦干); 自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙功能(無(wú)需定期進(jìn)行機(jī)械間隙調(diào)整)。1965 年,批量生產(chǎn)的福特·雷鳥(niǎo)與林肯·大陸兩車(chē)均采用了 Kelsey 一 Hayes 前輪盤(pán)式制動(dòng)器。雪佛萊·克爾維特車(chē)使用了 4 輪盤(pán)式制動(dòng)器。此后,盤(pán)式制動(dòng)器開(kāi)始流行。而鼓式制動(dòng)器已從早期的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)分析階段逐步過(guò)渡到熱學(xué)和熱彈耦合階段。早在 1954 年,
H.Hasselgruber 在忽略物體熱變形的影響的假設(shè)前提下,對(duì)制動(dòng)器熱應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行了研究,粗略的估算了熱應(yīng)力的分布規(guī)律。美國(guó)賽耶工程學(xué)院 Kennedy、Ling 在 1974 年第一次將熱彈有限元方法應(yīng)用在制動(dòng)器的磨損、摩擦仿真模擬中。此后又有 Watson Daniel Pantusoa、JM. LEE、D. Severin、D. C. Barton 等都利用有限元分析模型對(duì)制動(dòng)器的磨損、噪音和熱彈性耦合等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究,這些研究使得提高鼓式制動(dòng)器性能有了可行性。
發(fā)展趨勢(shì)
為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì),克服其主要缺點(diǎn),研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中,特別是對(duì)鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究。這些研究工作的重點(diǎn)是制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性等的影響,研究取得了一些重要的成果,也得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施,一定程度上提高了制動(dòng)器的性能?,F(xiàn)由本科所學(xué)知識(shí),對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。
收藏