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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：轎車前輪浮鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 學(xué) 號 導(dǎo) 師 2012年12月26日 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述 1. 題目背景 制動器在車輛安全性方面起著相當(dāng)重要的作用，直接影響到車輛的正常行駛，因而制動器及其零部件的安全可靠性倍受關(guān)注[1]。本課題根據(jù)別克君威轎車的主要行駛參數(shù)和運動要求，對前輪制動器進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后在三維軟件環(huán)境下實現(xiàn)對制動器虛擬模型的建立，最終實現(xiàn)汽車良好的制動性能，保證其安全性和操控性。 2. 研究意義 從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。制動器是車輛的關(guān)鍵部件之一,其性能的好壞直接影響整車性能的優(yōu)劣,因此,制動器的設(shè)計在整車設(shè)計中顯得相當(dāng)重要[2]。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車制動性能的研究中傾注了大量的心血。目前關(guān)于汽車制動的研究在制動器方面取得了較大成果，包括制動控制的理論和方法，以及采用新的技術(shù)[3]。 3．國內(nèi)外相關(guān)研究情況 3.1制動系統(tǒng)的功用 制動系統(tǒng)的功用實施汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度行駛至停車；在下坡行駛時，是汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定的車速；是汽車可靠的停在原地或坡道上[4]。 3.2制動器的分類 目前，汽車所用的制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。具體見圖1，圖2。 圖1 鼓式制動器示意圖 圖2 盤式制動器 鼓式制動器根據(jù)其結(jié)構(gòu)都不同，又分為雙向自增力蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、領(lǐng)從蹄式制動器、雙從蹄式制動器[5.6]。 盤式制動器根據(jù)摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來分，分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩大類。 3.3鼓式制動器 鼓式制動是早期設(shè)計的制動系統(tǒng)，其剎車鼓的設(shè)計1902年就已經(jīng)使用在馬車上了，直到1920年左右才開始在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在鼓式制動器的主流是內(nèi)張式，它的制動塊(剎車蹄)位于制動輪內(nèi)側(cè)，在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內(nèi)側(cè)，達(dá)到剎車的目的。 鼓式制動器的旋轉(zhuǎn)元件是制動鼓，固定元件是制動蹄。制動時制動蹄在促動裝置作用下向外旋轉(zhuǎn)，外表面的摩擦片壓靠到制動鼓的內(nèi)圓柱面上，對鼓產(chǎn)生制動摩擦力矩[7.8]。 鼓式制動器因其具有制動力矩大,制動性能好,有較好的密封性等優(yōu)點。但也存在不少缺點:蹄式制動器都在不同程度上利用了磨擦增勢作用來保證一定的制動效能,而在使用中,因磨擦系數(shù)并不穩(wěn)定,所以制動效能的穩(wěn)定性較差[9]。 3.4盤式制動器 盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。盤式制動器是由摩擦襯塊從兩側(cè)夾緊與車輪共同旋轉(zhuǎn)的制動盤來產(chǎn)生制動的。 浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體可作軸向平行滑動，油缸設(shè)置在制動盤的內(nèi)側(cè)，兩個制動塊分裝在制動盤的內(nèi)外側(cè)，制動塊是由鍛壓成形的金屬背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌、鉚接或粘接在一起。制動時高壓油從制動鉗上的進(jìn)油孔進(jìn)入油缸后，在油液壓力作用下，推動活塞前進(jìn)使其內(nèi)側(cè)的摩擦襯塊壓在制動盤上，而反作用力則推動制動鉗體連同固定于其上的外側(cè)制動塊向與活塞前進(jìn)方向的反方向滑動并壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動塊受力均等為止，在很短的時間內(nèi)制動力矩便使制動盤停止轉(zhuǎn)動，從而使汽車停下來[10]。 盤式制動器散熱快、重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，能在冬季和惡劣路況下行車。很多轎車采用的盤式制動器有平面式制動盤、打孔式制動盤以及劃線式制動盤，其中劃線式制動盤的制動效果和通風(fēng)散熱能力均比較好。盤式制動器沿制動盤軸向施力，制動軸不受彎矩，徑向尺寸小，制動性能穩(wěn)定[11]。 　　相比較而言鼓式制動器的制動效能和散熱性都要差許多，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動力變化很大，不易于掌控。而由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。制動塊和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降[12.13.14。] 盤式制動器一般無摩擦助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)的影響較小，即效能較穩(wěn)定；浸水后效能降低較少，而且只須經(jīng)一兩次制動即可恢復(fù)正常；在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量一般較?。恢苿颖P沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會象制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導(dǎo)致制動踏板行程過大；較容易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整，其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡便[15]。 根據(jù)我們汽車制動器的技術(shù)條件和市場情況，對于兩種制動形式的比較，得出結(jié)論，本轎車前輪應(yīng)采用盤式制動，以達(dá)到良好的制動性能和操控性能。 3.5制動系統(tǒng)發(fā)展展望 歐、美、日等發(fā)達(dá)國家已把盤式制動器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級別的轎車、客車、中型、重型汽車上。我國的轎車、微型車已廣泛應(yīng)用液壓盤式制動器,開發(fā)應(yīng)用盤式制動器是現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢之一[16]?，F(xiàn)代汽車盤式制動器的研究和開發(fā)應(yīng)注重的問題主要是, 提高制動器的制動效能、防止塵污和銹蝕, 減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)、降低成本, 電子報警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展, 實用性更強(qiáng)與壽命更長[17]。 液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù),隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步,一些提高制動性能的技術(shù)如防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序等已經(jīng)融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中,這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配、維修的難度。制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)簡單,功能全面,可靠性高。因此電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。目前制動系統(tǒng)的各個組成部分,都不同程度地實現(xiàn)了電子化。 綜上所述，現(xiàn)代汽車制動控制技術(shù)正朝著電子制動控制方向發(fā)展。全電制動控制因其巨大的優(yōu)越性，將取代傳統(tǒng)的以液壓為主的傳統(tǒng)制動控制系統(tǒng)[18]。 二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 1. 主要內(nèi)容 1.1 制動器簡介 1.2 制動器的方案分析及確定 1.2.1 盤式制動器 1.2.2 鼓式制動器 1.3 盤式制動器零部件結(jié)構(gòu)方案分析 1.3.1 固定鉗式 1.3.2 浮動鉗式 1.4 制動器主要參數(shù)確定 1.4.1制動盤制定 1.4.2制動盤厚度 1.4.3摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑 1.4.4制動襯塊工作面積A 1.5 制動器的設(shè)計計算 1.5.1 制動器制動力矩計算 1.5.2 制動盤設(shè)計 1.5.3 制動鉗設(shè)計 1.6 制動操縱系統(tǒng)的選型 1.6.1制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選型 1.6.2分路系統(tǒng)的選型 1.7液壓制動操縱系統(tǒng)整體的設(shè)計 1.7.1液壓操縱系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計 1.7.2制動主缸設(shè)計 1.7.3真空助力器的設(shè)計計算 1.7.4踏板機(jī)構(gòu)設(shè)計 1.8制動性能的校核 1.8.1制動距離與制動減速度 1.8.2同步附著系數(shù) 1.8.3最大駐坡度 2.采用的研究方案、研究方法或措施 2.1研究方案 （1）了解汽車制動系統(tǒng)的現(xiàn)狀，熟悉其發(fā)展?fàn)顩r、詳細(xì)構(gòu)造和工作原理； （2）根據(jù)別克君威GS2.0T轎車的主要參數(shù)，對其前輪制動器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)汽車的制功能并滿足操控性能； （3）運用AutoCAD軟件繪制制動器總裝配圖以及主要部件的零部件； （4）運用三維設(shè)計軟件，對制動器的主要部件進(jìn)行三維建模與裝配。 2.2本次設(shè)計別克君威GS2.0T轎車的基本參數(shù)見表1.1 表1.1 基本參數(shù) 排量 2.0 整備質(zhì)量 1650 kg 最高車速 180 km/h 軸距 2737 mm 前輪輪距 1585 mm 后輪輪距 1587 mm 最大功率 162 kw 最大功率轉(zhuǎn)速 5300 r/min 最大扭矩 350 N·m 最大扭矩轉(zhuǎn)速 2000-4000 r/min 三、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 1．重點及難點 （1）重點掌握制動器的動力傳遞路線及其結(jié)構(gòu)設(shè)計； （2）了解制動操縱機(jī)構(gòu)的功能與要求、構(gòu)造形式及操縱原理； （3）制動器主要零部件的設(shè)計計算 （4）運用三維軟件建立制動器的三維模型并進(jìn)行裝配。 2. 前期已開展工作 在撰寫開題報告之前已在圖書館等查閱了大量關(guān)于汽車制動器方面的書籍、期刊和手冊，并且在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了一些汽車制動器及其零部件的視頻、圖片和文字等信息，通過進(jìn)行了這些前期工作，我對汽車制動器的功用、結(jié)構(gòu)和工作原理都有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，相信能成功地完成這次畢業(yè)設(shè)計。 四、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 第1-3周：消化課題題目，搜集資料，明確設(shè)計的任務(wù)及要求，撰寫開題報告； 第4周：熟悉AutoCAD軟件和確定設(shè)計方案； 第5-8周：設(shè)計計算制動器的主要零部件，熟悉三維建模軟件； 第9-11周：應(yīng)用AutoCAD軟件繪制制動器總裝配圖以及主要部件的零件圖； 第11-13周：運用三維設(shè)計軟件，對制動器主要部件進(jìn)行三維建模與裝配； 第14-15周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計總結(jié)，編寫畢業(yè)設(shè)計論文，并作好答辯的準(zhǔn)備。 5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 王滿祥,蘇小平,王東方,汽車浮鉗式盤式制動器有限元分析 [A] 機(jī)械設(shè)計與制造 2009.3 [2] 陳效華,昌慶齡,制動器參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)概念設(shè)計 [A] 南京理工大學(xué)學(xué)報 2001.8 [3] D. 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