某中級轎車前輪制動器設計開題報告.doc

畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：某中級轎車前輪制動器設計系別機電信息系專業(yè)機械設計制造及其自動化班級姓名學號導師2012年12月26日一、畢業(yè)設計（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，對前輪制動器進行整體結構設計，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重要的角色。制動器是車輛的關鍵部件之一,其性能的好壞直接影響整車性能的優(yōu)劣,因此,制動器的設計在整車設計中顯得相當重要2。近年來，隨著車輛技術的進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汽車制動性能的研究中傾注了大量的心血。目前關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3。3國內外相關研究情況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?shù)臏p速度行駛至停車；在下坡行駛時，是汽車保持適當?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)其結構都不同，又分為雙向自增力蹄式制動器、雙領蹄式制動器、領從蹄式制動器、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構來分，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計的制動系統(tǒng)，其剎車鼓的設計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)廣泛應用?，F(xiàn)在鼓式制動器的主流是內張式，它的制動塊(剎車蹄)位于制動輪內側，在剎車的時候制動塊向外張開，摩擦制動輪的內側，達到剎車的目的。鼓式制動器的旋轉元件是制動鼓，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，外表面的摩擦片壓靠到制動鼓的內圓柱面上，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夾緊與車輪共同旋轉的制動盤來產(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，油缸設置在制動盤的內側，兩個制動塊分裝在制動盤的內外側，制動塊是由鍛壓成形的金屬背板和摩擦襯塊構成，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油孔進入油缸后，在油液壓力作用下，推動活塞前進使其內側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制動塊向與活塞前進方向的反方向滑動并壓向制動盤的另一側，直到兩側的制動塊受力均等為止，在很短的時間內制動力矩便使制動盤停止轉動，從而使汽車停下來10。盤式制動器散熱快、重量輕、構造簡單、調整方便。特別是高負載時耐高溫性能好，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正常；在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質量一般較小；制動盤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致制動踏板行程過大；較容易實現(xiàn)間隙自動調整，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條件和市場情況，對于兩種制動形式的比較，得出結論，本轎車前輪應采用盤式制動，以達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)達國家已把盤式制動器作為標準件裝備在多級別的轎車、客車、中型、重型汽車上。我國的轎車、微型車已廣泛應用液壓盤式制動器,開發(fā)應用盤式制動器是現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢之一16。現(xiàn)代汽車盤式制動器的研究和開發(fā)應注重的問題主要是,提高制動器的制動效能、防止塵污和銹蝕,減輕重量、簡化結構、降低成本,電子報警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展,實用性更強與壽命更長17。液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術,隨著汽車技術的進步,一些提高制動性能的技術如防抱死制動系統(tǒng)、驅動防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序等已經(jīng)融人到制動系統(tǒng)當中,這就使得制動系統(tǒng)結構復雜化,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)要求結構簡單,功能全面,可靠性高。因此電子技術的應用是大勢所趨。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容和擬采用的研究方案、研究方法或措施1.主要內容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構方案分析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半徑1.4.4制動襯塊工作面積A1.5制動器的設計計算1.5.1制動器制動力矩計算1.5.2制動盤設計1.5.3制動鉗設計1.6制動操縱系統(tǒng)的選型1.6.1制動驅動機構的選型1.6.2分路系統(tǒng)的選型1.7液壓制動操縱系統(tǒng)整體的設計1.7.1液壓操縱系統(tǒng)參數(shù)的設計1.7.2制動主缸設計1.7.3真空助力器的設計計算1.7.4踏板機構設計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)展狀況、詳細構造和工作原理；（2）根