基于solidworks的汽车盘式制动器的设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸+带开题报告+文献综述+外文翻译】-clsj07

基于solidworks的汽车盘式制动器的设计【优秀课程毕业设计含8张CAD图纸+带开题报告+文献综述+外文翻译】-clsj07基于solidworks的汽车盘式制动器的设计摘要本设计的标题为基于solidworks的汽车盘式制动器的设计。在充沛理解制动器的构造及工作原理的基础上借助多方面的材料进行设计、论证再选定相干参数并进行计算确定详细参数如下：制动力分配；前轴制动力Fu1=4486.3 N  后轴制动力 Fu2=9405.2 N同步附着系数；=0.7制动器效能因数；k=0.6制动力矩：制动力矩是制动器发生的，迫使汽车减速或停止的阻力矩，由该车所能遇到的最大附着系数；制动强度q；车轮有效半径；汽车满载质量G；汽车轴距L；经过计算得出：前轮的制动力矩为Mu1=1358.15 Nm 后轮制动力矩Mu2=497.2 Nm由以上参数进行设计计算确定主要零部件尺寸和最后对制动系统功能要求进行校验，并用solidworks绘制出来制动器零件的基本模型和制动器的装配总成关键词：制动性能   solidworks  盘式制动器  AbstractThe topic of this design for the design of the front wheel brake a intermediate car,this design selects the front disc brakedisc brake caliper disc is divided into fixed and floating caliper.On the basis of understanding the structure and working principle of the brake,with various materials to design,demonstrate the selected parameters and the calculation to determine the specific parameters are as follows:The braking force distribution;front axle braking force Fu1=4486.3 Nthe rear axle braking force Fu2=9045.2 N.The synchronous adhesion coefficient: =0.7Brake effiency factor:k=0.6Brake torque:Brake torque is generated by the brake, torque force car to slow down or stop,maximum adhesion coefficient can meet the vehicle ;severity of braking q；the effective radius re;The car loaded with quality G;the vehicle wheelbase L;calculation the front wheel brake toeque Mu1=1358.15 Nm,the rear wheel brake toeque Mu2=497.2 NmThe design calculation of main parts size and material from the above parameters,the brake system performance requirements of applications,and use SolidWorks software to draw the parts of 3D model and the brake brake parts model.Keywords： braking performance  solidworks  disc brake目  录第一章 绪论51.1制动系统设计的意义51.2 制动器的发展历程51.3 国内汽车盘式制动器的应用6第二章 制动器的结构与设计原则82.1 汽车制动系功用及分类82.2 盘式制动器的分类与介绍82.3.1 制动效能102.3.2 制动效能稳定性112.3.4 制动器的尺寸及质量112.3.5 噪音的减轻11第三章  制动器设计123.1设计参数123.2 盘式制动器主要元件123.2.1 制动盘123.2.2 制动块143.2.3 制动钳153.2.4 衬块报警装置设计163.2.5 摩擦材料163.2.6 制动器间隙及调整163.3  制动器制动力分配分析163.4 同步附着系数的选取1735 制动器效能因数1836 制动器制动力矩的计算183.7 制动系统性能要求19372 制动减速度j的要求19373 制动距离S的要求20374 制动力矩的要求20375 对车轮制动器的比能量耗散率的要求20376 对比摩擦力的要求20377  对热流密度的要求20378 对衬块吸收功率的要求2037. 9 对平均摩擦力的要求203710 要求制动能力的热稳定性好213711 操纵轻便213712 紧急制动时踏板力的计算213713 制动踏板行程的计算2138 摩擦衬片的磨损特性21第四章  校核244.1制动器的热容量和温升的核算24结论26致谢27参考文献28附录30结论 35参考文献  36致谢  38【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】A0制动器总成.dwgA1制动钳总成.dwgCAXA制图附件传动轴a3.dwg制动盘a1.dwg参考sw三维【不要请删除】.rar基于solidworks的汽车盘式制动器的设计开题报告.doc基于solidworks的汽车盘式制动器的设计文献综述.doc基于solidworks的汽车盘式制动器的设计说明书.doc外侧制动块总成A3.dwg外文翻译.doc导向销.dwg放气螺钉.dwg文件清单.txt活塞a4.dwg 开题报告 学生姓名 专 业 班 级 指导教师姓名 职 称 工作单位 课题来源 教师自拟课题 课题性质 应用设计 课题名称 基于 汽车盘式制动器的设计 本设计的科学依据 （科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等） 一科学意义和应用前景 随着工业技术和计算机技术的不断发展，机械制造业的生存环境与生产模式发生了深刻的变化。消费者对产品的个性化和多样化提出了更高的要求，导致多批量小订单的生产模式逐渐增多，制造业为了提高自己在行业内的竞争力必须 缩短产品的生命周期。根据市场对工业制动器产品个性化、多元化的需求，工业制动器产品的制造模式正朝着以降低产品成本、快速响应客户的需求方向发展。工艺设计是工业制动器制造过程中最重要的环节，工艺设计的信息化程度也因此成为决定 汽车 企业自身的竞争力和市场地位关键性因素。以 汽车盘式 制动器为研究对象，开发能够满足其实际工艺设计的参数化工艺设计系统 。 国内外研究概况 (1)我国二十世纪末开始了盘式制动器技术的研究工作，相对于国外有些滞后。在国家重大项目的支持下，机械制造技术迅猛发展，实现了从无到有质的飞跃。 二 国内机械制造技术相对比较成熟，应用比较广泛，但车用盘式制动器技术才刚刚起步。 三 目前市场上的 盘式制动器 系统大多都是 国外的专利发明 ， 昂贵 的 造价 很难完全满足企业加工制造业的实际需求。 尽管不同的企业对 盘式制动器 的功能要求存在很大的差别， 但在相同的行业中产品在工艺设计方法和管理方法上存在较大的相似性， 三维 推广和广泛应用对传统的工艺设计方式和工艺资源及加工制造产生了极大的影响，基于三维 机械加工工艺设计、工具装卡设计成为工业信息化新的需求，因此急切需求开发基于 相关设计 设计内容和预期成果 （具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果 和 提 供 的 形式） 一 设计内容 首先应用三维软件设计某给定的汽车盘式制动器，然后对制动器模型的尺寸数据进行优化选型，绘制优化选型的二维图，并进行尺寸标注 二 预期成果 （ 1）能够熟练运用二维和三维软件解决实际工作中的问题 (2)制动器的三维图和二维图 (3)撰写发明或实用新型专利一项 (4)设计说明书 拟采取设计方法和技术支持 （设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 1、通过实习 调查收集资料 2、利用网络资源等，查阅相关参考文献 3、利用 维设计软件 4、理论分析与实际数据相结合，在学院实验室进行实物参考 5、积极听取指导老师的意见和建议 实现本项目预期目标和已具备的条件 （ 包 括 过 去 学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境 及 协 作 条 件等） 一 主要仪器 某给定汽车发动机的盘式制动器 二 设计环境、 该制动器主要用于某轿车的制动系统上 三 协作条件 查阅制动器相关文献 各环节拟定阶段性工作进度 (以周为单位 ) 悉课题 据查阅及计算设计过程 维图的绘制过程及优化过程 理设计说明书 开 题 报 告 审 定 纪 要 时 间 地点 主持人 参 会 教 师 姓 名 职 务（职 称） 姓 名 职 务（职 称） 论 证 情 况 摘 要 记录人： 指 导 教 师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名： 年 月 日 1 文 献 综 述 2 基于 车盘式制动器设计的文件综述 摘要： 随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。本说明书首先介绍了汽车制动系统的结构、分类，并通过对盘式制动器的结构及优缺点进行分析。最终进行结构设计并计算设计参数，提高制动性能。 关键词： 制动、盘式制动器、设计参数、制动性能 of of in to of of is is in to to of of of 课题研究的意义及目的 轿车的构设和产出涉及到许多范围，对构设提出了更高的要求。轿车制动相关的系统是轿车行驶的重要系统，其职能的好坏对汽车的正常行驶有着重要影响。跟着轿车的速率和路面境况变 化，须要高效能、长命的制动器。其效能的好坏对轿车的行驶有着巨大影响。 轿车是当代用得最多的交通器材。轿车制动系是轿车底盘上的一个主要系统，目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式制动器和盘式制动器两大类 。 盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统，使其造价较高，故低端车一般还是使用前盘后鼓式。汽车制动过程实际上是一个能量转换过程，它把汽车行驶时产生的动能转换为热能。高速行驶的汽车如果频繁使用制动器，制动器因摩擦会产生大量的热量，使制动器温度急剧升高， 如果不能及时的为制动器散热，它的效率会大大降低影响制动性能，出现所谓的制动效能热衰退现象。 它是制约汽车运动的东西，而制动器又是制动部分直接作用轿车的一个部分，因而它是汽车上最重要的安全件。 3 轿车在过程中要多次进行制动，因为制动部分的好坏直接关系到安全，所以制动部分对轿车是十分重要的，改造轿车的制动效能终究是轿车设计制造机构的重要任务。 二 盘式制动器国内外研究现状 现在，车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。虽然盘式制动器的使用经济性现在有所提高，但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。当然，气 压盘式制动器的性能更优越，内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也进一步提升。 目前国内多以半金属纤维增强复合摩擦材料应用最为普遍。但一些企业和地方根据本身的特点，也在研究新型摩擦材料，比如由河北工业大学所承担的科研项目“替代石棉制品汽车制动摩擦片的研制”中，采用当地的海泡石纤维来研制摩擦材料取得初步成功。另外，国内还有人研究采用水镁石做摩擦材料。不同的纤维有不同的优缺点，因此研制一种比较符合各种要求的摩擦材料也就成为人们的追求。但不管如何，未来汽车制动摩擦材料必须是环保化、安全化、轻量化以及低成本的原则。 在中高级轿车上前后轮都已经采用了盘式制动器。不过，时下还有不少经济型轿车采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器），这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为轿车在紧急制动时，负荷前移，对前轮制动的要求比较高，一般来说前轮用盘式制动器就够了。当然，前后轮都使用盘式制动器是一种趋势。在货车上，盘式制动器也有被采用的，但离完全取代鼓式制动器还有相当长的一段距离。 三汽车盘式制动器发展趋势 现代汽车制动器的发展起源于原始的机械控制装置，最原始的制动控制只是驾驶 员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，那时的汽车重量比较小，速度比较低，机械制动已经能够满足汽车制动的需要，但随着汽车自身重量的增加，助力装置对机械制动器来说越来越显得非常重要 ,从而开始出现了真空助力装置。另外，近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。 在汽车安全标准不断强化的背景下，乘用及商用车制动系统开始向盘式制动器过渡，制动器 |电磁制动器 |液压制动器同时 开始由中高级乘用车向经济型乘用车及商用车普及。此外，随着 外资系制造商向中国的生产转移及民族系制造商研发事业取得进展，技术性更高的气压盘式制动器、 量产体制建设也不断向前发展制动器发展作为消费者安全系数4 息息相关零部件在未来汽车零部件发展的历程中占据举足轻重的位置。 参考文献 1柳作民主编最新国际汽车制动法规汇编 S中国汽车工程学会制动专业委员会全国汽车标准化技术委员会制动分会， 1997 2 余志生 第 4 版 M. 北京：机械工业出版社 3 齐志鹏主编汽车制动系统的结构原理与检修 M北京：人民邮 电出版社， 2002 4 孟少农 机械工业出版社 5张静双，吴永梅，巍义，懂士琦，朱天燕 2004 6刘延安，赖源生，邓兆祥，方凯，朱攀 2000 7张元涛，饶磊，李其治，夏圆，杜家新 2008 8李永亮，侯俊，刘枫，王红侠，费黄霞 2006 9鲁道夫 M机械工业出版社 ,1985 10汽车的制动性能 M 清华大学出版社 ,2004 11吴宗泽 册 . 第 1 版 M机械工业出版社， 2004 12陈立中 M吉林工业大学出版社 1994 13付百学 M2007 14邓兆详 ,杨善臣 J2003 15赵凯辉 ,魏朗 ,余强等 J2010 5 16杜家熙 ,沈宏 ,张万琴 J2010 17李紫辉 ,董欣 ,房长江 汽车制动器支架加工仿真设计 J ,2007,07 6 7 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述 指导教师意见 指导教师： 年 月 日 专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日 摘要 本设计的标题为基于 汽车盘式制动器的设计。在充沛理解制动器的构造及工作原理的基础上借助多方面的材料进行设计、论证再选定相干参数并进行计算确定详细参数如下： 制动力分配；前轴制动力 后轴制动力 同步附着系数；0=动器效能因数 ； k=动力矩： 制动力矩是制动器发生的，迫使汽车减速或停止的阻力矩，由该车所能遇到的最大附着系数 ；制动强度 q；车轮有效半径 汽车满载质量G；汽车轴距 L；经过计算得出：前轮的制动力矩为 m 后轮制动力矩 m 由以上参数进行设计计算确定主要零部件尺寸和最后对 制动系统功能要求 进行校验，并用 制出来制动器零件的基本模型和制动器的装配总成 关键词： 制动性能 盘式制动器 he of of a is of of to to as . 0=k=is by to or ;of q； he ;m,m of of to D 华航天工业学院毕业论文 目 录 第一章 绪论 . 5 . 5 动器的发展历程 . 5 内汽车盘式制动器的应用 . 6 第二章 制动器的结构与设计原则 . 8 车制动系功用及分类 . 8 式制动器的分类与介绍 . 8 动效能 . 10 动效能稳定性 . 10 动器的尺寸及质量 . 10 音的减轻 . 11 第三章 制动器设计 . 12 计参数 . 12 式制动器主要元件 . 12 动盘 . 12 动块 . 14 动钳 . 15 块报警装置设计 . 16 擦材料 . 16 动器间隙及调整 . 16 制动器制动力分配分析 . 16 步附着系数的选取 . 17 3 5 制动器效能因数 . 18 3 6 制动器制动力矩的计算 . 18 动系统性能要求 . 19 3 7 2 制动减速度 . 19 3 7 3 制动距离 . 20 3 7 4 制动力矩的要求 . 20 3 7 5 对车轮制动器的比能量耗散率的要求 . 20 3 7 6 对比摩擦力的要求 . 20 3 7 7 对热流密度的要求 . 20 3 7 8 对衬块吸收功率. 20 3 7. 9 对平均摩擦力 . 21 3 7 10 要求制动能力的热稳定性好 . 21 3 7 11 操纵轻便 . 21 3 7 12 紧急制动时踏板力的计算 . 21 3 7 13 制动踏板行程的计算 . 21 3 8 摩擦衬片的磨损特性 . 22 第四章 校核 . 24 北华航天工业学院毕业论文 动器的热容量和温升的核算 . 24 结论 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 28 附录 . 30 结论 35 参考文献 . 36 致谢 . 38 附录： . .、总装配模型 2、各零件模型 3、总装配模型爆炸视图 北华航天工业学院毕业论文 5 第一 章 绪论 动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用的最多最广泛也是最便利的交通运输工具。汽车底盘上的一个重要系统就是汽车制动系，他是制约汽车运动的存在。而制动器又是制动系统中直接作用制约汽车运动的一个重要装置是汽车上最关键的安装。汽车的制动功能能间接影响汽车的行驶安全。随着公路业的开展和车流密度的日益增大人们对安全性、牢靠性要求越来越高为保障人身和车辆平安、必须为汽车装备非常可靠的刹车系统。 经过查阅相干的材料，应用专业根底实践和专业常识进行部件的设计计算和构造设计使其完成以下要求：具备足够的制动效 能以保障汽车的安全性；同时在材质的使用上应尽量应用对环境无害的材料 1。 动器的发展历程 制动器分车轮制动器和中央制动器两种，后者制动传动轴或变速器输出轴。因为中央制动器在应急制动时可能形成传动轴超载，如今大多数车在后轮制动器上附加手动机械式驱动机构使之兼起驻车制动及应急制动时用 2。 从耗散能量的形式分制动器有摩擦式液力式电磁式及涡流式。 人们曾经把全息照相引入到制动器的振动和噪声研讨中并取得了大批的硕果。全息照相技术向人们展现了制动过程中振动的真实状态，使得树立与实践相结合 的振动的数学模型成为了现实。这些都对制动盘的设计和分析提供了基础。 在对汽车进行剖析、整合和检测时须要给出系统的动态特性。此时理论系统应该尚未实现，或许处于环保性、技术性等要素的顾虑没法通过实验进行考证往往须要借助于系统仿真来完成这一研究。简而言之系统仿真是指使用计算机来运转仿真模型模拟实践系统的运行形态及随时间变更的进程并经过对仿真运行过程的查看和统计得出被仿真系统的仿真结果参数和总体特性以此来推断和预计真实系统的实际参数和实际功能。 采用仿真方法研究汽车的各项性能时需对汽车作适当的简化然后应用简化模型展 开设计剖析。伴着水平简化的变化一定会使设计结果与现实状况之间存在一些程度的差距。汽车系统是很复杂的，对其整车、零部件以及各总成的数据模型和力学模型进行分析模拟同时要确保一定的精确性，所需要的计算是很大的，这在很大程度上体现了计算和处理能力。 随着计算机软硬件对数据的处理能力有了天翻地覆的提高和技术日新月异北华航天工业学院毕业论文 6 的发展，计算机仿真技术普遍地用于汽车的研发和设计制造中。虚拟样机技术为处理制动器振动的主要诱因的技术问题，迅速成为的一种方便、高效的方法 3。 内汽车盘式制动器的应用 合资企业的引进国外 先进技术的进入汽车上采使用盘式制动器配置逐渐在我国造成规模是随着我国汽车工业技术的开展开始的。特别是轿车工业的开展，在改善乘车者的舒适性、完善整车性能、尊重人们不断提高的生活物质要求、保护安全、改善生活环境条件等方面都发挥了很大的功用。 (1) 在轿车、微型车、轻卡、 从经济与适用的角度考虑通常采用了混合的制动方式即前车轮盘式制动后车轮鼓式制动。厂家为了减去成本采用了前轮盘式制动后轮鼓式制动的混合装配方式是由于轿车在制动过程中一般惯性的作用前轮的负荷通常占汽车全部重量的 70% 80%导致前 轮制动压力要比后轮大很多。这类前制动器以液压盘式制动器为主，为采用液压油作传输介质，以液压总泵为动力源，后制动器与液压式双泵双作用缸制动蹄相结合。采用前盘后鼓式混合制动器这完全是出于成本上的考虑也是基于汽车在紧急制动时轴荷前移对前轮制动效能的要求比较苛刻。目前采用混合制动器轿车 (如夏利、吉利、南京依维柯、神龙富康、上海华普、捷达、长安之星、江铃、昌河、丰田海狮、天津华利、江铃全顺、东风小霸王、瑞风 )。 2007年我国共产此类车计 130万辆以上。前后轮都用盘式制动器是大势所趋，尤其是随着高速公路等级的提高、乘车品质的提高甚至是国家安全法规的强制施行。 (2) 在大型客车上：气压盘式制动器技术规范的集成性、明显可靠性、总体良好具备创新性和产品技术先进性。盘式制动器用于大型公交车在欧美国度自上世纪 90年代便已使用。盘式制动器至 2000年已经成为欧美国家城市公交车的标准。我国从 1997年开始在客车和货车上使用防抱死 2004年 7月 1日交通部要求在 7 12米高型客车上 应该装备后国产盘式制动器所以开始普及。长沙公交电车公司、深圳公交、广州公交、武汉公交、上海公交等公司全部在应用为客车装配的气压盘式 制动器。宇通公司 2004年自制底盘部份是由二汽在 0000多套，盘式制动器的客车的使用率已占一半多；宇通公司最大的气压盘式制动器桥合作商二汽东风车桥用 000套以上。一汽 2004年供了 2000多台其中带盘式制动器占宇通公司每年客车底盘 3000多台一半以上。宇通公司市场前景较好利润附加值很高的车型如一汽客底使用 411吨420后桥装在 6100高端客车上； 7吨盘式前桥与 13吨 435后桥配装在 6120豪 华客车上等等。江苏金龙客车的 7客车客车使用湖桥供带盘式制动器的车桥北华航天工业学院毕业论文 7 2004年大概在 5500台。国际有名的大型厂家比如厦门金龙客车 10客车以上客车、丹东黄海客车 10客车、安徽凯斯鲍尔等等均已在批量制造带盘式制动器的豪华客车。 (3) 重型汽车方面：现作为重型汽车行业应用型新技术拥有很多的运用前景气压盘式制动器的现已属成熟产品。 2004年 3月完成了对气压盘式制动器总成的开发的红岩公司率先在国内重卡行业中取得领先。 2006年元月份将 上由中国重汽卡车事业部在改设计和改装卡车底盘的过程中在桥箱事业部合作下成功达成。令整车厂及客户困扰已久的先进鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列 难题气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功连接解决了。 北华航天工业学院毕业论文 8 第二章 制动器的结构与设计原则 车制动系功用及分类 功用 (1) 使汽车减速直至停止； (2) 使汽车下坡时不至超过一定速度； (3) 使汽车能可靠地停放在斜坡上 。 盘式制动器基本分为三类： (1) 多片全盘式制动器； (2) 固定卡盘式制动器； (3) 浮动卡盘式制动器 。 式制动器的分类与介绍 按摩擦副中固定元件结构盘式制动器可分为钳盘式和全盘式。按制动钳结构形式分钳盘式制动器可分为固定钳盘式和浮钳盘式。 浮钳盘式制动器结构如图 北华航天工业学院毕业论文 9 图 定钳盘式制动器 图 钳盘式制动器 车桥 活塞 制动钳 制动盘 车桥 活塞 制动钳 制动盘 北华航天工业学院毕业论文 10 动效能 制动器在单位输入压力或力作用下所输出的力或力矩 称为制动器效能。常用一种称为制动器效能因素的无因次指标进行评价。制动器效能因素定义为在制动鼓或盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。 就钳盘式制动器而言 如 图 示两侧制动块尺寸对制动盘压紧力 动盘之间两个作用半径上所受摩擦力为2 此外 以钳盘式制动器效能因素为： 2/2 / (式中 显然有 动效能稳定性 制动效能稳定性取决于其效能因数 dk/而 响摩擦系数的因数除摩擦副材料外主要是摩擦副表面温度和水湿程度其中经常起作用的是温度因而制动器热稳定性尤为重要。从上面分析可知盘式制动器效能稳定。 所以应效能因数 k对 型式还要摩擦材料有好的抗衰退性和恢复性还应使制动盘（鼓）有足够的热容量及散热能力。 动器的尺寸及质量 随着车速的提高行车稳定性就很重要这就导致了轮胎尺寸要小 为保证足够制动力矩往往制动器难以以在轮毂内安装这就要求设计若在小型化轻量化的前提下通过精心设计达到所需制动力矩。 北华航天工业学院毕业论文 11 图 音的减轻 制动噪声大致分为两种低频（ 1 高频（ 1低频主要是制动盘或鼓共振所导致 25。 摩擦材料的摩擦特征性是主要影响因素输入压力温 度也有影响。在制动器设计中可用某些结构消除特别是低频噪声不过应注意到这些措施有可能导致制动力矩下降和踏板行程损失加大等副作用 26。 0 华航天工业学院毕业论文 12 第三章 制动器设计 计参数 本次设计参数 如下。 整车质量： 空载： 1650 载： 2025 心位置： 空载： a=094.8 b=642.2 载： a= b=心高度： 空载： 00 载： 50 距： L=2737 距： 轮 距 1585/1587 /后） 最高车速： 180 km/h 车轮工作半径： 390 毂尺寸： 7V 轮毂直径： 431.8 缸直径： 54 胎： 225/55 式制动器主要元件 动盘 盘式制动器的制动盘有两个主要部分：轮毂和制动表面。轮毂是安装车轮的部位内装有轴承。制动表 面是制动盘两侧的加工表面。它被加工得很仔细为制动摩擦块提供摩擦接触面。整个制动盘一般由铸铁铸成。铸铁能提供优良的摩擦面。制动盘装车轮的一侧称为外侧另一侧朝向车轮中心称为内侧。 按轮毂结构分类制动盘有两种常用型式。带毂的制动盘有个整体式毂。在这种结构中轮毂与制动盘的其余部分铸成单体件。 另一种型式轮毂与盘侧制成两个独立件。轮毂用轴承装到车轴上。车轮凸耳螺栓通过轮毂再通过制动盘毂法兰配装。这种型式制动盘称为无毂制动盘。这种型式的优点是制动盘便宜些。制动面磨损超过加工极限时能很容易更换。 本设计采用的是第二种型式。 制动盘一般用珠光体灰铸铁制成，钳盘式制动器用礼帽形结构其圆柱部分长度取决与布置尺寸为了改善冷却有的钳盘式制动器的制动盘铸成中间有径向通风槽的双层盘可大大增加散热面积但盘的整体厚度较大由于此次设计的车型属于中级轿车所以设计时选择北华航天工业学院毕业论文 13 带有通风口制动盘式设计方案。 制动盘用添加 的合金铸铁制成。制动盘在工作时不仅承受着制动块作用的法向力和切向力而且承受着 热负荷。为了 改善冷却效果钳盘式制动器的制动盘有的铸成中间有径向通风槽的双层盘这样可大大地增加散热面积降低温升约 20 30但盘的整体厚度较厚。而一般不带通 风槽的轿车制动盘其厚度约在 l0 13 间。本次设计采用的材料为 (1) 制动盘直径 D 制动盘直径 D 希望尽量大些这时制动盘的有效半径得以增大就可以降低制动钳的夹紧力降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径 选择为轮毅直径的 70% 79%，总质量大于 2 t 的车辆应取其上限。通常制造商在保持有效的制动性能的情况下尽可能将零件做的小些轻些。轮辋直径为 17英寸又因为M=2025 在本设计中，制动盘直径为： D=70% 79% 17 01 D=340 示。 图 动盘 (2) 制动盘厚度 h 为使质量不致太大制动盘厚度应取得适当小些 ;为了降低制动工作时的温升制动盘厚度又不宜过小。制动盘可以制成实心的而为了通风散热可以在制动盘的两工作面之间铸出通风孔道。通风的制动盘在两个制动表面之间铸有冷却叶片 。 车轮转动时盘内扇形叶片的选择了空气循环有效的冷却制动。通常实心制动盘厚度为 l0 20 有通风孔道的制动盘厚度取为 20 50 030 在本设计中选用 通风制动盘 式制动盘 2 图形如如图 北华航天工业学院毕业论文 14 图 动盘 (3) 摩擦衬块外半径 1 推荐摩擦衬块外半径 1的比值不大于 在本设计中取外半径为 65 内半径 10 (4) 内通轴直径 初选为 65 (5) 摩擦衬块工作面积 A 摩擦衬 块单位面积占有的车辆质量在 1.6 2 3.5 2 A 本次 取衬块的夹角 为 70。摩擦衬块的 工作面积 A： 2122 取 369 动块 制动块由背板和摩擦衬块构成两者直接压嵌在一起。制动块背板由钢板制成。许多盘式制动器装有衬块磨损达极限时的警报装置以便及时更换摩擦衬片。 初选摩擦片厚度为 10 作三维图如图 北华航天工业学院毕业论文 15 图 动块 动钳 制动钳由可锻铸铁 370 12或球墨铸铁 18制造制动钳体应有高的强度和刚度。一般多在钳体中加工出制动油缸也有将单独制造的油缸 装嵌入钳体中的。为了减少传给制动液的热量多将杯形活塞的开口端顶靠制动块的背板。有的活塞的开口端部切成阶梯状形成两个相对且在同一平面内的小半圆环形端面。活塞由铸铝合金或钢制造制动钳体形态如图 图 动钳体 a 北华航天工业学院毕业论文 16 图 动钳体 b 块报警装置设计 摩擦片的最大磨损厚度为 7 而起到了报警的作 用 。 擦材料 制动摩擦材料应具有高而稳定的摩擦系数抗热衰退性 能好不能在温度升到某一数值后摩擦系数突然急剧下降；材料的耐磨性好吸水率低有较高的耐挤压和耐冲击性能；制动时不产生噪声和不良气味应尽量采用少污染和对人体无害的摩擦材料。本次选取以是棉纤维为主并与树脂粘结剂调整摩擦性能的填充物（由无机粉末及橡胶聚合树脂等配成为石磨）等混合而成。初选时摩擦系数选择为 f= 动器间隙及调整 制动鼓与摩擦衬片之间或制动盘与摩擦衬片之间在未制动的状态下应有工作间隙以保证制动鼓 (制动盘 )能自由转动。一般鼓式制动器的设定间隙为 0.5 式制动器的为 0.3 侧 此间隙的存在会导致踏板或手柄的行程损失因而间隙量应尽量小。考虑到在制动过程中摩擦副可能产生机械变形和热变形因此制动器在冷却状态下应有的间隙应通过试验来确定。在本设计中：盘式制动器取间隙为 0.2 制动器制动力分配分析 对于一般汽车而言根据其前、后轴制动器制动力的分配、载荷情况及路面附着系数和坡度等因素当制动器制动力足够时制动过程可能出现如下三种情况： (1) 前轮先抱死拖滑然后后轮抱死拖滑。 北华航天工业学院毕业论文 17 (2) 后轮先抱死拖滑然后前轮抱死拖滑。 (3) 前、后轮同时抱死拖滑。 所以前、后制动器制动力分配将影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度是设计汽车制动系必须妥善处理的问题。 步附着系数的选取 通过对汽车的受力分析可知制动时前后轮同时抱死对附着条件的利用制动时汽车的方向稳定性等均有利此时的前后轮制动器制动力 在任何附着系数 的路面上前后轮同时抱死的条件是：前后轮制动器制动力之和等于附着力；并且前后轮制动器制动力分别等于各自的附着力即： G ( ( (图 力分析图 查 表得空载时前轴载荷占车重的 60%后轴占 40%满载时前轴载荷占车重的 55%后轴占 45% 由力矩平衡知 0 (其中： G 重力 前后制动力 地面对前后轮法向反作用力 前后制动器的理想制动力的分配关系式为 1122 2/421 (其中 L 轴距； 北华航天工业学院毕业论文 18 a 汽车质心距前轴距离； b 汽车质心距后轴距离 附着系数 现在不少汽车的前后制动器制动力之比为一固定值常用前制动力与总制动力之比来表明分配比例称为制动器动力分配系数用表示即： F /1 (式中 汽车制动器总制动力所以 1 / ( 若用 （ 一直线通过坐标原点且其斜率为： /1 (将 (3入 (3 ) 因为所设计的轿车制动器为轻型轿车的盘式制动器而现代轿车的行使状况较好特别是高级公路的高速要求同步附着系数可选大些在此选取0=代入数据得 分配系数 = =u= ( ( G 2025 (由 (9、 10、 11)得 3 5 制动器效能因数 制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩称为制动器效能因数（ 表示其效能 因数为 k=2f。 如前节的分析所知： 在假设的理想条件下计算制动器的制动力矩取 f=际。 k= 6 制动器制动力矩的计算 北华航天工业学院毕业论文 19 由轮胎与路面附着系数所决定的前后轴最大附着力矩： eg )( 1m a (式中： ：该车所能遇到的最大附着系数； q：制动强度； 车轮有效半径 ； ：后轴最大制动力矩； G：汽车满载质量； L：汽车轴距； 其中 q= )( 0 = ( = (后轴= = m 后轮的制动力矩为 = m 前轴= = m (前轮的制动力矩为 = m 动系统性能要求 对制动系统的要求有： 足够的制动能力包括行车制动和驻车制动； 行车 制动至少有两套独立的驱动器的管路；用任意制动速度制动汽车都不应丧失操纵稳定性和方向稳定性；防止水和污泥进入制动器工作表面； 要求制动能力的热稳定性好；操纵轻便。 3 7 2 制动减速度 j 的要求 制动系的作用效果可以用最大制动减速度及最小制动距离来评价。 假设汽车是在水平的坚硬的道路上行驶并且不考虑路面附着条件因此制动力是由制动器产生。此时 )/( 总 (式中 总M 汽车前、后轮制动力矩的总合。 总M= 21 M = m 31.8 m 北华航天工业学院毕业论文 20 m 汽车总重 m=2025 入数据得 j=7.6 m/轿车制动减速度应在大于 5 m/所以符合要求。 3 7 3 制动距离 S 的要求 在匀减速度制动时制动距离 S=1/） V+ (式中 消除制动盘与衬块间隙时间，取 0.1 s 制动力增长过程所需时间，取 0.2 s V=30 km/h 故 S=1/） 30+ 302 /(m 轿车的最大制动距离为： 2 /150 30+302 /150=9 m S以符合要求。 3 7 4 制动力矩的要求 设计的制动器的制动力矩应足够满足其实际所需的力矩。 3 7 5 对车轮制动器的比能量耗散率的要求 轻型轿车制动减速度取 此时比能量耗散率不得大于 6.0 w/ 3 7 6 对比摩擦力的要求 根据有关文献规定对鼓式制动器而言在 时 2/48.0 但对盘式制动器而言可取大些。 3 7 7 对热流密度的 要求 热流密度一般不能大于 41 3 7 8 对衬块吸收功率 要求 kw/h 防止制动盘出现热衰退。 北华航天工业学院毕业论文 21 3 7. 9 对平均摩擦力 f 要求 f 480 3 7 10 要求制动能力的热稳定性好 汽车下长坡连续和缓制动都可能由于制动器温度过高而导致摩擦系数降低这称为热衰退。制动器衰退后经过一段时间制动的缓和由于温度下降和摩擦材料表面得到磨合其制动能力可从新恢复。 3 7 11 操纵轻便 紧急制动只占制动总数的（ 5 10） %最大制动踏板力只允许比离合器踏板大。最大踏板力一般为 500 N（轿车） 700 N（货车）。手柄拉力在应急制动时以不大于 400 500 车制动不应大于 500 N（轿车） 700 N（货车）。 3 7 12 紧急制动时踏板力的计算 踏板力： 10p F (其中：操纵机构传动比 74取 5动主缸直径 8 管路中油压 p 真空助力器的增力倍数 k 46取 k 5。 效率 74 62 可见踏板力符合法律要求（ 350550范围）。符合法律的要求。而且操纵较为轻便。 3 7 13 制动踏板行程的计算 制动踏板工作行程 02010 pp (其中： 操纵机构传动比）取 4 7；主缸活塞行程： 械设计手册（五）。第七章液压缸。表 a=25 主缸推杆与活塞间隙： 010.2 主缸活塞空行程： 022 则得制动踏板行程为（ 4 7） （ 25 .2 =190.4 华航天工业学院毕业论文 22 法规要求不大于 150 200 3 8 摩擦衬片的磨损特性 汽车的制动过程是将其机械能（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中制动器几乎承担了耗散汽车全部动力的任务。此时由于在短时间内制动摩擦产生的热量来不及逸 散到大气中致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重。 (1)比能量耗散率 比能量耗散又称为单位功负荷或能量负荷它表示单位摩擦面积在单位时间内耗散的能量 38。 双轴汽车的单个前轮制动器的比能量耗散率为 14/22211 a ( 21 (式中 汽车回转质量换算系数 =1； 汽车总质量； 算时轿车取 27.8 m/s， j 制动减速度计算时取 j = t 制动时间按下式计算 前制动衬片的摩 擦面积； 制动分配系数。 则 1211 a =w/轿车盘式制动器的比能量耗散率应不大于 6.0 w/能量耗散率过高不仅会加速制动衬片 (衬块 )的磨损而且可能引 起制动鼓或盘的龟裂。 (2) 比滑磨功 损和热的性能指标可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的滑磨功（设车辆的动能都消耗在制动器的滑磨功上）即比滑磨功 2 2 m a x (北华航天工业学院毕业论文 23 式中： 车总质量； A ：车轮制动器各制动衬片的总摩擦面积 初选 70 2A 21 22 2 23693702 =1478 180 km/h=50 m/s； 许用比滑磨功轿车取 1000 J/ 1500 J/ 4782 5016502 = 1500 J/ 故符合要求。 北华航天工业学院毕业论文 24 第四章 校核 动器的热容量和温升的核算 应核算制动器的热容量和温升是否满足如下条件： )( (式中 ： 制动盘的总质量；初选0 kg 与制动盘相连的受热金属件 (如轮毂、轮辐、轮辋、制动钳 体等 )的总质量；初选 30 kg 制动盘材料的比热容对铸铁 482 J (K)对铝合金 c=880 J (K)； 482 J/(K) 与制动盘相连的受热金属件的比热容； =482 J/ (K) t 制动鼓 (盘 )的温升 (一次由 20 km/h 到完全停车的强烈制动初选 t =14 温升不应超过 15 )； 3 3 7 4 0 014304 8 2204 8 2)( J L 满载汽车制动时由动能转变的热能因制动过程迅速可以认为制动生成的热能全部为前、后制动器所吸收并按前、后轴制动力的分配比率分配给前、后制动器即 221 ()1(222 aa ( 式中 满载汽车总质量； 2025 汽车制动时的初速度可取 20 m/s； 汽车制动器制动 1 译文标题 普通制动的介绍 原文标题 者 名 托马斯 国 籍 英国 原文出处 布拉德福德大学，论文 is in If be of on a as as in of of on of on to or by of is to it is is by a or is is of is is to s to at to in “ by to of in or in by a of at to or or at or 2 or or so is In is a is a in to a in s is is to At or or or or or in or is on of a r so as is a no If of or to as as of to it a of a to to to a of in as at up as as of at If a a is to If is a be to a it of an a is to of or to 3 is on is a of To to To of it a of a A or is on of g to to of or of a or by or is in in is of to to to or If is to is to of is to it is is by a is is A is in be of to he a be be to in of it is or of 4 to on or a on an of in 990 s. g a to of be by a if So to of to at a of in or An if of a a is to a to to at is to a at a 制动系统是汽车中最重要的系统。 如果制动失灵，结果可能是损失惨重的。制动器实际就是能量转换装置，它将汽车的动能（动量）转化成热能（热量）。当驾驶员踩下制动踏板，所产生的制动力是汽车运动时动力的 10 倍。制动系统能对四个刹车系统中的每个施加数千磅的力。 每辆汽车上使用两个完全独立的制动系统，即行车制动器和驻车制动器。行车制动 器起到减速、停车、或保持车辆正常行驶。制动器是由司机松踩制动器踏板来控制的。驻车制动器的主要作用就是当车内无人的时候，汽车能够保持静止。当独立的驻车制动器踏板或手杆被安装时，驻车制动器就会被机械地操作。 制动系统是由下列基本的部件组成 : 位于发动机罩下方，直接地被连接到制动踏板的制动主缸把驾驶员脚的机械力转变为液压力。钢制的制动管路和有柔性的制动软管把制动主缸连接到每个轮子的制动卡钳上。制动盘和衬块是被制动轮缸 5 推动接触圆盘和回转体如此引起缓慢的拖拉运动 ,使汽车减慢速度。 典型的制动系统布置有 前后盘式，前盘后鼓式，各个车轮上的制动器通过一套管路系统连接到制动主缸上。基本上讲，所有的汽车制动器都是摩擦制动器。当司机刹车时，控制装置会迫使制动蹄或制动衬片与车轮处的旋转的制动鼓或制动盘接触，接触后产生的摩擦使车轮转动减慢或停止，这就是汽车的制动。 在最基本的制动系统中，有一个制动主缸，主缸内部为制动液，并包含两个部分，每个部分里都有一个活塞，两个活塞都连接驾驶室里的制动踏板。当制动踏板被踩下时，制动液会从制动主缸流入轮缸。在轮缸中，制动液推动制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘接触。静止的 制动蹄或制动衬片与旋转的制动鼓或制动盘之间产生摩擦力使汽车的运动逐渐减缓或停止。 制动储液罐位于主缸的顶部。目前大多数的车都有一个容易看见的制动储液罐，为的是不用打开盖子就可以看得见制动液的液面。随着制动踏板的运动制动液就会下降。正常情况下是这样的，如果制动液在短时间内下降得很明显或者下降了三分之二，那么就要尽快的检查你的制动系统了。制动液必须保持很高的沸点。位于在空气中的制动液就会吸收空气中的潮气引起制动液低于沸点。制动液通过一系列的管路从主缸到达各车轮。橡胶软管只用在需要弹力的地方，比如应用在 前轮。在车的行进中上下来回运动。系统的其它部分在所有的连接点上都应用了耐腐蚀性的钢管。如果钢管需要修理的话，最好的方法就是代替这条管路。如果这不符合实际，那么为了制动系统可以用特殊的装置修理它。你不可以用铜管来修理制动系，它们是危险也是不正确的。 鼓式制动器包括制动鼓，一个轮缸，回拉弹簧，一个制动底版，两个带摩擦层的制动蹄。制动底版固定在轮轴外部的转向节，制动鼓固定在轮毂上。制动鼓内表面与制动蹄的内层之间有空隙，要使用制动器时，司机踩下踏板，这时轮缸扩大制动片，对其施加压力使制动蹄触碰制动鼓。制动 鼓与摩擦片之间产生摩擦，从而使汽车停止。要释放制动器时，司机松开踏板，回拉弹簧拉回制动片，这样车轮会自由转动。 盘式制动器使用的是制动盘而不是鼓，在它的两面上各有一个薄的制动片，叫盘式制动器的制动垫片。制动垫片是靠挤压住旋转的制动盘来停住汽车。制动主缸里流出的制动液迫使活塞向里部的金属盘移动，这便使摩擦片紧紧地贴住制动盘。这时制动片与制动盘产生的摩擦使汽车减速、停止，出现了制动行为。活塞分金属或塑料。盘式制动器主要有三种即：浮动卡钳型、固定卡钳型和滑动卡 6 钳型。浮动卡钳型和滑动卡钳型盘式制动器使用单 活塞。固定卡钳型盘式制动器既可以使用两个活塞，也有可以使用四个活塞的。 制动系统是由机械能，液压能或气压能装置驱动的。在机械杠杆适合所有的汽车的驻车制动器中使用。当踩下制动踏板时，杠杆就会推动制动器主缸的活塞给制动液施加压力，制动液通过油管流入轮缸。制动液的压力施加到轮缸活塞以使制动片被压到制动鼓或制动盘上。如果松开踏板，活塞回到原来的位置上，回拉弹簧拉回制动片，制动液返回制动主缸，这样制动停止。 驻动制动器的主要作用是车内无人时，使汽车静止不动。如果车内安装的是独立的驻车制动器，那么驻 车制动器是由司机手动的控制。驻车制动器正常是当车已经停止时使用的。向后拉手闸，并把手柄卡在正确的位置上。现在，即使离开汽车也不用害怕它会自己滑走。如果司机要再次启车时，他必须在松开手杆之前按下按钮。在行车制动器失灵的情况下，手闸必须能停住车。正因为这样，手闸与脚闸分开，手闸使用的是绳索或杠杆而不是液力系统。 防抱死制动系统是使汽车制动更安全、更方便的制动装置，它既有调节制动系统的压力来防止车轮被完全抱死的功能，又有防止轮胎在滑的路面上行驶或紧急停车时的滑动的功能。防抱死制动系统最早应用在航空飞行器 上，而且在二十世纪 90 年代国内一些汽车也安装了这种系统。近来，几个汽车制造商引进了更为复杂的防抱死系统。欧洲使用这种系统已有几十年的时间，通过对其的调查，一位汽车制造商坦言，如果所有的汽车都安装上防抱死制动系统，那么交通事故的发生率会降低 同时，一些权威人士预测这种系统会提高汽车的安全性。防抱死制动系统可以在一秒钟内多次调节制动时车轮上的受力，使车轮的滑移受到控制，而且所有的系统基本上都以相同的方式完成。每个车轮都会有一个传感器，电子控制装置能连续检测来自车轮传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理转 换成和轮速成正比的数值；如果其中一个传感器的信号不断下降，那么这就表明了相应的轮胎趋于抱死，这时电子控制装置向该车轮的制动器发出降低压力的指令。当信号显示车轮转速恢复正常时，电子控制装置会增加制动器的液压。这种循环像司机一样调节制动器，但它的速度更快，达到了每秒循环数次。防抱死制动系统除了上面基本操作，还有两个特点。首先，当制动系统的压力上升到使轮胎抱死或即将抱死的时候，防抱死制动系统才会启动；当制动系统在正常情况下，防抱死制动系统停止运作。其次，如果防抱死制动系统有问题时，制动器会独立地继续运行。但控制板 上的指示灯亮起提醒司机系统出现问题。 目前欧洲汽车生产商，如：宝马、奔驰、宝时捷等广泛使用的是波许（ 7 防抱死制动系统。这种系统基本组成包括车轮转速传感器，电子控制装置和调节装置。 每个有一个向电子控制装置发出车轮转动情况的信号的传感器，它一般由磁感应传感头和齿圈组成。前面的传感器安在轮毂上，齿圈安在轮辋上，后面的传感器安在后部的监测系统上，齿圈安在轮轴上。传感器本身是缠绕电磁线圈，电磁线圈的周围产生磁场。当齿圈的齿移动到磁场时，就会改变线圈的电流。电子控制装置会监测这种变化，然后判断车轮是 否即将抱死。 电子控制装置有三个作用，即：信号的处理，编辑和安全防护。信号的处理起到转换器的作用，它是将接受的脉冲电信号处理转换成数值，为编辑做准备。编辑就是分析这些数值，计算出需要制动压力。如果检测出车轮即将抱死，电控装置就会计算出数值向调节装置发出指令。 当接受到电子控制装置的指令后，液压执行装置会调节制动轮缸的液压的大小。调节装置能保持或减小来自制动主缸的液压，而装置本身是不能启用制动器的。这种装置有三个高速率的电磁阀，两个油液存储器和一个带有内外检测阀的传动泵。调节装置中的电子连 接器隐藏在塑料盖下。每个电磁阀都是其独立控制的，并作用于前轮 。 后部的制动轮缸受到一个电磁阀控制，并进行调节。当防抱死制动系统运行时，电子 控制装置会使电磁阀循环运作，这样既能收回又能释放制动器的压力。当压力释放时，它会释放到液压单元。前部的制动器电路有一个低压存储器，它在低压下存储油液，直到回流泵打开，油液流经制动轮缸进入制动主缸 8 指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注： 1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（ 3 000 字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。 2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。