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某轎車制動(dòng)器的設(shè)計(jì)分析,指導(dǎo)老師： 答辯人：,,論 文 摘 要,汽車制動(dòng)系統(tǒng)與行車安全和停車安全息息相關(guān)，是汽車底盤的重要組成部分。尤其是盤式制動(dòng)器，在現(xiàn)在的轎車上應(yīng)用越來越廣泛，以前受制于制造成本，影響了盤式制動(dòng)器的廣泛應(yīng)用，隨著轎車需求量的大幅增加，盤式制動(dòng)器的需求量更大，所以本文的選題及設(shè)計(jì)與市場實(shí)際相結(jié)合，并結(jié)合工程實(shí)際，這對于設(shè)計(jì)轎車盤式制動(dòng)器非常重要。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以轎車的盤式制動(dòng)器為研究對象，概括了轎車制動(dòng)器的國內(nèi)外現(xiàn)狀，指出了研究的目的和意義。本文設(shè)計(jì)的是浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。然后，對盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選，最后對制動(dòng)器進(jìn)行了校核計(jì)算。,制動(dòng)系統(tǒng),盤式制動(dòng)器,制動(dòng)效能,制動(dòng)力,The car brake system is related to the safety of driving and parking, is an important part of the car chassis. In particular, disc brakes, in the current application of the car more and more widely, previously subject to manufacturing costs, affecting the wide range of disc brakes, with a substantial increase in the demand for cars, disc brakes greater demand, This is an urgent need for disc brakes better design and optimization design, so this topic and design combined with the actual market, combined with engineering needs, how to design a good car disc brake is very important.,目 錄,制動(dòng)系的作用是使汽車在行駛過程中停車，并使停止的汽車在原地不會(huì)隨便移動(dòng)。這是駐車制動(dòng)器發(fā)揮的作用。為了保證行駛安全，汽車上必須裝有制動(dòng)系，駕駛員根據(jù)實(shí)際路況和自身情況，對汽車進(jìn)行必要的制動(dòng)。 每輛車都有一個(gè)行車制動(dòng)系統(tǒng)和一個(gè)駐車制動(dòng)系統(tǒng)，前者用于汽車行駛，減速或停止，通常稱為腳踏制動(dòng)器。后者應(yīng)用于停止的汽車上使其保持靜止，是通常意義上所說的手剎。,,制動(dòng)系有盤式和鼓式之分，盤式制動(dòng)的制造成本更高，鼓式制動(dòng)要相對便宜，從使用壽命來看，盤式制動(dòng)壽命要長一些。維護(hù)和保養(yǎng)方便。 在制動(dòng)的過程中，由于摩擦生熱，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，隨著新材料的制造技術(shù)發(fā)展，在制動(dòng)系上可以采用一些新材料，盤式制動(dòng)器可以采用這些材料提高工作過程中的散熱性能，而鼓式制動(dòng)器由于不容易散熱，發(fā)展受到了一定的限制。,1. 汽車使用越來越廣泛，對制動(dòng)性能要求也越來越高，其中汽車在行駛時(shí)和停止時(shí)的制動(dòng)是我們考慮的重點(diǎn)，然后依據(jù)制動(dòng)器的制動(dòng)形式介紹了電磁式，液力式以及最常用的摩擦式制動(dòng)器 2. 由于盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)多，而且隨著生產(chǎn)力水平的提升，以及成本的降低，盤式制動(dòng)器愈來愈多的運(yùn)用到汽車的生產(chǎn)之中，而盤式之中又以鉗盤式制動(dòng)器運(yùn)用的最為廣泛，因此本文決定設(shè)計(jì)鉗盤式制動(dòng)器。,2.1 制動(dòng)系統(tǒng)的基本概念,圖1.1 汽車制動(dòng)系組成 1-制動(dòng)助力器； 2-制動(dòng)燈開關(guān)； 3-駐車制動(dòng)與行車制動(dòng)警示燈； 4-駐車制動(dòng)接觸裝置； 5-后輪制動(dòng)器； 6-制動(dòng)燈； 7-駐車制動(dòng)踏板； 8-制動(dòng)踏板； 9制動(dòng)主缸；10-制動(dòng)鉗；11-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管； 12-低壓管； 13-制動(dòng)盤,2.2 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式,鼓式制動(dòng)器出現(xiàn)要比盤式制動(dòng)器要早很多?，F(xiàn)在很多轎車、貨車、客車依然采用鼓式制動(dòng)器，有內(nèi)張型和外束型之分，外束型制動(dòng)器曾經(jīng)應(yīng)用在中央制動(dòng)器，現(xiàn)在的汽車大多沒有中央制動(dòng)器，應(yīng)用很少，這里不再介紹。所以通常意義的鼓式制動(dòng)器指的是內(nèi)張型,2.3 浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器,浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器主要由制動(dòng)鉗體、制動(dòng)鉗支架、摩擦制動(dòng)塊總成、制動(dòng)盤組成,制動(dòng)時(shí)，如圖所示能夠表示出盤式制動(dòng)器的工作原理，從工作原理可以分析出制動(dòng)器的工作過程。駕駛員踩下制動(dòng)踏板，通過杠桿的作用，第一次擴(kuò)大制動(dòng)踏板力，液壓油在制動(dòng)踏板力作用下，推動(dòng)活塞腔中液壓油，由于液壓油不可壓縮，從較大容積流入到較小容積內(nèi)部，促使制動(dòng)力第二次放大制動(dòng)力。促使制動(dòng)盤緊緊夾住制動(dòng)盤。目前來說，盤式制動(dòng)器的應(yīng)用越來越廣泛，在家用車領(lǐng)域基本已經(jīng)代替鼓式制動(dòng)器成為標(biāo)準(zhǔn)配置。,圖中為某中級轎車盤式制動(dòng)器的工作原理圖 1.制動(dòng)盤 2.制動(dòng)鉗體 3.制動(dòng)塊總成 4.帶磨損報(bào)警裝置的制動(dòng)器總成 5.活塞 6.制動(dòng)鉗支架 7.導(dǎo)向銷,2.4該轎車制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終選擇,盤式制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）制動(dòng)過程穩(wěn)定。盤式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)效能變化穩(wěn)定，對摩擦系數(shù)要求較低，而且其制動(dòng)盤相對于鼓式制動(dòng)器散熱性能好，溫度、水的敏感性不高。有利于高速制動(dòng)或者長時(shí)間制動(dòng)時(shí)制動(dòng)性能的穩(wěn)定。 （2）盤式制動(dòng)器相對于鼓式制動(dòng)器尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好。 （3）盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩穩(wěn)定，而鼓式制動(dòng)器則平衡性能不好。 （4）盤式制動(dòng)器因其制動(dòng)盤散熱面積大，并且?guī)в猩峥?，故長時(shí)間制動(dòng)時(shí)熱穩(wěn)定性能較鼓式制動(dòng)器而言比較好，所需的制動(dòng)力也小于鼓式。 （5）制動(dòng)力和車速?zèng)]有明顯的關(guān)系。,綜上所述，該轎車最終選擇盤式制動(dòng)器。,3.1 制動(dòng)過程受力分析,整車平面力學(xué)分析,對后輪接地點(diǎn)取力矩：,對前輪接地點(diǎn)取力矩：,由于前后軸所產(chǎn)生的重力對汽車前輪以及后輪的反向作用力集中作用在輪胎上，對應(yīng)的關(guān)系為,不同制動(dòng)強(qiáng)度下的前后軸荷分配,根據(jù)以上受力分析可以得出轎車前后輪軸荷分配比為 后輪占45%同時(shí)前輪為55%,4.1制動(dòng)盤選擇,制動(dòng)盤可采用的制造材料較多，比如鑄鐵或者是陶瓷材料。一般用鑄鐵材料，添加Ni，Cr合金可提高制動(dòng)盤的剛度和強(qiáng)度。制動(dòng)盤在制動(dòng)的時(shí)候，由于制動(dòng)時(shí)汽車行駛速度不同，速度較大時(shí)，承受的制動(dòng)載荷更大，速度較低時(shí)，承受的制動(dòng)載荷較小。這些載荷可以分解為水平方向和垂直方向的作用力。制動(dòng)盤表面粗糙度要求很低，加工精度要高。,本文選用的材料為合金鑄鐵，前通風(fēng)盤，后實(shí)心盤。,4.2制動(dòng)盤選擇,使用的原料選擇時(shí)，常常使用 質(zhì)地較高的材質(zhì)，以確保其的相對可靠性。,4.3 制動(dòng)鉗的選擇,1.為了削減傳遞到制動(dòng)液的熱量， 在杯形多活塞的開口端設(shè)計(jì)的靠 近制動(dòng)襯塊背板。 有些開口端為 階梯形的活塞，在兩個(gè)相對較小 的圓面形成在同一平面上活塞鑄 造鋁合金或鋼制造。 2. 為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。當(dāng)卡鉗體由鋁合金制成的,4.4摩擦材料選用,1.制動(dòng)的摩擦材料應(yīng)該具備高而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的散熱能力，不會(huì)因溫度的上升而出現(xiàn)劇烈的下降，而是穩(wěn)定在一個(gè)定值左右，與此同時(shí)其還應(yīng)具備有耐磨性好， 吸水率低，擠壓和耐沖擊性等能力。 2.因此選定棉纖維和樹脂基粘合劑，再添加有其他的有助于摩擦性能調(diào)節(jié)（如由無機(jī)粉末和橡膠，聚合物樹脂與石成）的材料。,,論文總結(jié),這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以轎車的盤式制動(dòng)器為研究對象，概括了轎車制動(dòng)器的國內(nèi)外現(xiàn)狀，指出了研究的目的和意義。首先,對盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。本文的設(shè)計(jì)是浮動(dòng)鉗盤式制動(dòng)器。其次設(shè)計(jì)了盤式制動(dòng)器的主要參數(shù)，包括制動(dòng)盤的直徑、厚度、摩擦襯塊的面積、內(nèi)徑以及外徑，以及制動(dòng)過程中同步附著系數(shù)。然后進(jìn)行了制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和計(jì)算,包括摩擦襯片磨損程度以及磨損特性的計(jì)算、制動(dòng)器的熱容量和溫升以及盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩的校核與計(jì)算，最后對制動(dòng)器的主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)習(xí)到了很多制動(dòng)系統(tǒng)的知識，包括制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型、制動(dòng)的工作原理和工作過程、制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法以及優(yōu)化設(shè)計(jì)過程。但是在設(shè)計(jì)過程中，遇到了一些困難和挫折，通過詢問和請教周圍的同學(xué)，請教指導(dǎo)老師，解決了制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算過程中的種種問題，在使用畫圖軟件的過程中，不知道如何更好的畫圖，如何合理的設(shè)計(jì)零部件的結(jié)構(gòu)等，通過不斷的摸索和請教學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法上有了大幅度的提高，在以后的設(shè)計(jì)制動(dòng)器過程中采用不同的設(shè)計(jì)軟件以及優(yōu)化軟件來對比分析，提高設(shè)計(jì)和優(yōu)化的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定可靠性。,致 謝,在這次設(shè)計(jì)完成之時(shí)，四年緊張而又充實(shí)的大學(xué)生活就要畫上句號了。大學(xué)的時(shí)光對我而言是一個(gè)非常美好的回憶，在這四年中，我學(xué)會(huì)了很多東西，我相信通過這四年的洗禮，我在以后的工作和生活中可以走得更遠(yuǎn)更好! 首先，感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)趙利華老師。從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、提綱的議定、研究方法、篇章結(jié)構(gòu)、理論指導(dǎo)、修改直至最后的各個(gè)環(huán)節(jié)都給予了極大的支持和幫助。 其次，在做設(shè)計(jì)的過程中，要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。同學(xué)之間的相互學(xué)習(xí)和相互幫助最終克服了許多困難，我才能順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝所有課程的授課老師。在四年的學(xué)習(xí)中，是他們的悉心教導(dǎo)才使我對專業(yè)的認(rèn)識不斷加深，并最終完成我的大學(xué)四年求學(xué)生涯。在此，對所有老師表達(dá)最由衷的感謝。,感謝各位專家耐心聆聽,指導(dǎo)老師：趙利華 答辯人：張學(xué)超,中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院,