福特福克斯轎車前輪制動器設(shè)計與裝配設(shè)計【三維圖】開題報告

需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）題目：福特福克斯轎車前輪制動器設(shè)計與裝配仿真一、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）題目背景：改革開放以來，人們的生活水平越來越高，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，私人汽車的數(shù)量也與日俱增，特別是2001年加入WTO后，中國汽車市場持續(xù)迅速擴(kuò)大，轎車銷量保持了兩位數(shù)的增長。改革開放前中國沒有私人轎車，2007年中國轎車銷量的八成被私人購買。中國已是世界第二大新車銷售市場。在全球汽車市場增長幾乎停滯狀態(tài)下，2006年中國新車消費量在全球的比例超過10%。1995年到2014年，中國民用汽車擁有量從1040萬輛攀升至28500萬輛，增長了27倍。1中國汽車市場成為拉動全球汽車市場的最重要因素。與汽車高增長速度相對應(yīng)的，公路安全問題也越來越多的被更多人所重視。汽車的制動性是保證汽車安全性的重要一環(huán)，制動性能的檢測對所有車輛都是極其重要的。資料表明，因制動不良而導(dǎo)致的惡性道路交通事故占事故總數(shù)的三分之一以上。研究意義：安全，自汽車誕生時起便是評定汽車好壞與否的重要因素。而車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面扮演者至關(guān)重要的角色。近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高。制動系統(tǒng)的重要性日益顯現(xiàn)。他除了通常意義上的，用來衡量汽車好壞的一個標(biāo)準(zhǔn)，更是保障乘車人員生命的最重要的一道防線。在人們越來越注重出行安全的今天，汽車制動系統(tǒng)的好壞已經(jīng)成為消費者們購買車輛時一個重要的參考指數(shù)。所以制動系統(tǒng)的好壞與否，已經(jīng)成為了汽車搶占市場份額，增加汽車銷量的重要因素! 而在汽車剎車時，重心前移，前輪制動比之后輪制動更加快速安全，所以前輪制動在制動系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。國內(nèi)外相關(guān)研究情況：（1）汽車制動形式的發(fā)展制動系統(tǒng)是汽車底盤的一個重要組成部分。氣壓制動是發(fā)展最早的一種汽車制動形式，氣壓制動裝置是將發(fā)動機(jī)的動力驅(qū)動壓縮機(jī)，又將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械推力，使車輪產(chǎn)生制動。駕駛員只需按不同的制動要求，控制制動踏板的行程，釋放出不同的壓縮空氣，可調(diào)整氣體壓力的大小來獲得所需的制動力。2氣壓制動形式很快發(fā)展為液壓制動。主要原因是氣壓制動消耗發(fā)動機(jī)的動力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制動柔和性欠佳。液壓制動裝置是利用制動油液，將制動踏板力轉(zhuǎn)換為油液壓力，通過管路傳至車輪制動器，再講油液壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿犹銖堥_的機(jī)械推力。液壓制動較氣壓制動來說有許多優(yōu)點：首先它制動柔和靈敏，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不消耗發(fā)動機(jī)功率，其次更重要的是它為新的制動系統(tǒng)，電液防滑控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供了可行性。同時液壓制動系統(tǒng)也存在不足：操縱較費力，制動力不很大，制動液壓溫流動性差，高溫易產(chǎn)生氣阻，如有空氣侵入或漏油會降低制動效能甚至失效。多年來，在提高制動效能及其安全性、可靠性和可維修性的需求牽引下，現(xiàn)代汽車制動技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新始終沒有停止過。流變體制動技術(shù)領(lǐng)域開辟了一片新天地。流變體制動尚處于理論研究階段的一種新制動理念，它使磁流變體和變流變體等新興材料，在調(diào)節(jié)外加電場或磁場的情況下，迅速改變粘度，甚至由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。在系統(tǒng)的動靜盤之間形成剪切力，從而產(chǎn)生阻礙的制動力矩。受電場支配的稱為電流變體，受磁場支配的稱為磁流變體，材料的這種現(xiàn)象叫做“溫斯洛效應(yīng)”。這種制動盤和靜盤之間充以流變體，在沒有制動情況下，流變體不起作用，動盤可自由移動。制動時，在電場作用下，流變體粘度迅速改變，從而在動靜盤之間形成剪切力，這種就產(chǎn)生了阻礙動盤旋轉(zhuǎn)的制動力矩。3流變體制動較機(jī)械摩擦式制動的顯著優(yōu)點是制動平穩(wěn)，效率高，目前已經(jīng)適用于汽車的制動。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能否在汽車上應(yīng)用，取決于研究的進(jìn)展?fàn)顩r。汽車制動過程是一個將巨大的能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散的過程。從機(jī)電制動方式得到啟示，電磁場原理可應(yīng)用于汽車制動，稱為電磁場制動。在行駛中車輪作為發(fā)電機(jī)發(fā)電存儲起來，在制動過程中車輪作為電動機(jī)，制動時反向給點擊反向電壓，使車輪產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)動方向相反的電磁力矩，從而達(dá)到減速停車的目的。制動過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能可反饋給電源。這種設(shè)想符合能量守恒原理，理論上應(yīng)當(dāng)是可行的。這是汽車制動技術(shù)富有革命性的創(chuàng)新，因為它不再借助摩擦制動，而是采用電磁場制動，并有效利用回收行駛過程中的能量。目前已有新型能源汽車與混合動力汽車已將電磁制動用為輔助制動手段，但距離完全替代目前現(xiàn)有制動方式還有很長的一段路要走。（2）汽車制動技術(shù)的研究進(jìn)展 回顧汽車制動科學(xué)技術(shù)發(fā)展史可以清楚的知道，汽車制動性能作為汽車主要性能之一，其科學(xué)技術(shù)地發(fā)展直接影響到汽車的行駛安全性。人類安全意識的提高對汽車制動性提出了新的要求。20世紀(jì)能源與環(huán)境保護(hù)技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)的制造技術(shù)、信息與控制技術(shù)等成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進(jìn)步對汽車制動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將產(chǎn)生重要的推動作用?，F(xiàn)代汽車制動技術(shù)的研究進(jìn)展主要有以下幾個方面： 1）汽車制動系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)。節(jié)能與環(huán)境保護(hù)是汽車技術(shù)發(fā)展的前提。汽車制動系統(tǒng)的節(jié)能與環(huán)保即包括制動系本身的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)，也報過整個汽車的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)。研發(fā)再生制動技術(shù)，充分的利用回收能量，節(jié)約能源；避免制動摩擦帶來的粉塵污染，有效的抑制制動噪聲污染，保護(hù)我們生存的環(huán)境。2） 新材料在制動系統(tǒng)中的應(yīng)用。材料科學(xué)與技術(shù)是21實際重點發(fā)展的科技領(lǐng)域。各種新興材料在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)推動、必將繼續(xù)推動汽車制動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和性能的提高。高分子材料、納米材料、復(fù)合材料等由于它們自身德爾性能特點，將對制動系統(tǒng)的性能產(chǎn)生巨大的影響。能有效的延長制動系統(tǒng)的壽命，改善制動性能，消除噪聲污染等。3） 汽車制動的信息化、職能化。汽車制動的智能化、集成化是信息技術(shù)、電子集成技術(shù)和控制技術(shù)與制動技術(shù)的結(jié)合。其特點是根據(jù)制動要求和制動系的工作特點，通過計算機(jī)智能控制，實現(xiàn)對制動力的實時控制，有效的改善汽車制動性能、安全性、可靠性和可維修性等。4） 汽車制動裝置的高性能、低成本、小型輕量化。優(yōu)越性能、精密、低噪聲、長壽命、重量輕、體積小、低成本一直以來是制動技術(shù)的發(fā)展方向。達(dá)到上述要求，必須進(jìn)行制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面的研究，探索制動系統(tǒng)的新類型；進(jìn)行制動動力學(xué)特性和振動研究；以求提高特性、降低噪聲；采用先進(jìn)的制造技術(shù)來提高制動性能和降低成本；研究新材料，提高壽命減小質(zhì)量。4 汽車制動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)長的時期，在一定范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到較高水平。與國外相比，我們的差距比較大。我們需要跟蹤和消化國外先進(jìn)技術(shù)，把握發(fā)展新動向，加大基礎(chǔ)投入，整合資源，深入研究，強(qiáng)化應(yīng)用開發(fā)，努力開發(fā)自主的知識產(chǎn)權(quán)。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制動器概述1.1.1制動器的作用汽車的制動系是使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動的一系列機(jī)構(gòu)。對汽車起到制動作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。作用在行駛汽車上的滾動阻力，上坡阻力，空氣阻力都能對汽車起到制動作用，但這些外力的大小都是隨機(jī)的，不可控制的。故汽車上必須裝設(shè)一系列專門的裝置，以便駕駛員能根據(jù)道路和交通等情況，借以使外界在汽車某些部分施加一定的力，對汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動。這一系列專門裝置即為汽車制動系統(tǒng)。汽車制動系直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能。1.1.2制動器分類現(xiàn)代汽車一般為前盤后鼓制動，此次設(shè)計為前輪制動所以采用盤式制動。盤式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤，稱為制動盤。其固定元件有多種結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)固定元件的結(jié)構(gòu)形式，可以將盤式制動器分為兩類，即鉗式制動器和全盤式制動器。鉗盤式制動器的固定元件是制動器，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅3050，故這種盤式制動器又稱為點盤式制動器。全盤式制動器中摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤型，制動時各盤摩擦表面全部接觸，作用原理如同離合器，故又稱離合器制動器。全盤式中用的較多的是多片全盤式制動器。多片全盤式制動器即可用作車輪制動器，也可用作緩行器。鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)形式不同，又分為定鉗盤式制動器和浮鉗盤式制動器兩種。51.1.3定鉗盤式制動器定鉗盤式制動器：定鉗盤式制動器的制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動器盤軸線方向移動，因而其中必須在制動盤兩側(cè)都裝設(shè)制動塊促動裝置（例如相當(dāng)于制動輪缸的油缸），以便將兩側(cè)的制動塊壓向制動盤。如圖1-1所示，在制動鉗體上有兩個液壓油缸，其中各裝有一個活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個油缸活塞外腔時，推動兩個活塞向內(nèi)將位于制動盤兩側(cè)的制動塊總成壓緊到制動盤上，從而將車輪制動。當(dāng)放松制動踏板使油液壓力減小時，回位彈簧又將兩制動塊總成及活塞推離制動盤。這種型式也稱為對置活塞式或浮動活塞式。圖1-1固定鉗式盤式制動器簡圖1-轉(zhuǎn)向節(jié) 2-調(diào)整墊片 3-活塞 4-制動塊總成 5-導(dǎo)向支撐銷 6-制動鉗體 7-輪輻 8-回位彈簧 9-制動盤 10-輪殻1.1.4浮鉗盤式制動器浮鉗盤式制動器：按制動鉗運動方式，浮鉗式制動器又可以分為滑動鉗盤式制動器和擺動鉗盤式制動器。如圖1-2，滑動鉗盤式制動器的制動鉗可以相對制動盤作軸向滑動。其中只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動塊則附裝在鉗體上。擺動鉗盤式制動器也是單側(cè)設(shè)置油缸，其制動鉗體與固定在車軸上的支座鉸接，故不能滑動，而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動以實現(xiàn)制動。6圖1-2浮動鉗式盤式制動器簡圖（a）滑動鉗式盤式制動器（b）擺動式盤式制動器1-制動盤 2-制動鉗體 3-制動塊總成 4-帶磨損警報裝置的制動塊總成 5-活塞 6-制動鉗支架 7-導(dǎo)銷1.2制動器的主要參數(shù)及其選擇查資料得知福特福克斯車型數(shù)據(jù)如表1-1所示：主要性能參數(shù)全盤式制動器只有少數(shù)汽車（主要是重型汽車）采用為車輪制動器，而定鉗盤式制動器存在以下缺點：油缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜;油缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動盤的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝在現(xiàn)代化轎車的輪輞內(nèi)；熱負(fù)荷大時，油缸（特別是外側(cè)油缸）的跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化；若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機(jī)械促動的駐車制動鉗。 最后，根據(jù)各種制動器的優(yōu)缺點，考慮到所適應(yīng)的車型、現(xiàn)代乘用車制動器應(yīng)用發(fā)展趨勢以及經(jīng)濟(jì)成本，滿足本課題任務(wù)要求，該車前輪制動器采用滑動鉗盤式制動器。1.3制動器的主要部件及其選擇計算1.3.1制動盤制動盤一般用珠光體灰鑄鐵制成，或用添加Cr，Ni等的合金鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形（用于全盤式制動器）和禮貌形（用于鉗盤式制動器）兩種。后一種的圓柱部分長度取決于布置尺寸。 1.3.2制動鉗制動鉗由可鍛鑄鐵KTH370-12或球墨鑄鐵QT400-18制造，也可用輕合金制造的，例如鋁合金壓鑄。可做成整體的，也可做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。制動鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。一般多在鉗體上加工出制動油缸，也有將單獨制造的油缸裝嵌入鉗體中的。鉗盤式制動器油缸直徑比鼓式制動器的輪缸大得多。為了減少傳給制動液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動塊的背板。有的將活塞開口端部切成階梯狀，形成兩個相對且在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面?；钊设T鋁合金制造。7為了提高其耐磨損性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍烙處理。當(dāng)制動鉗體由鋁合金制造時，減少傳給制動液的熱量則成為必須解決的問題。為此，應(yīng)減小活塞與制動塊背板的接觸面積，有時也可采用非金屬活塞。制動鉗在汽車上的安裝位置可在車軸的前方或后方。制動鉗位于車軸前可避免輪胎甩出來的泥、水進(jìn)入制動鉗，位于車軸后則可減小制動時輪轂軸承的合成載荷。1.3.3制動塊制動塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘結(jié)在一起。襯塊多為扇形，也有矩形、正方形或長圓形的。活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動塊面積，一面襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動塊背板由鋼板制成。為了避免職稱是產(chǎn)生的熱量傳給制動鉗而引起制動液氣化和減小制動噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘（或噴漆）一層隔熱減振墊（膠）。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。據(jù)統(tǒng)計，日本轎車和輕型汽車摩擦襯塊的厚度在7.5mm16mm之間。許多盤式制動器裝有摩擦襯塊磨損達(dá)到極限時的警報裝置，以便能及時更換摩擦襯塊。1.3.4襯塊警報裝置設(shè)計根據(jù)此次設(shè)計車輛福特?？怂咕唧w參數(shù)，此次設(shè)計的襯塊報警裝置采用單觸點式報警系統(tǒng)。1.3.5摩擦材料制動摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?，?yīng)盡量采用無污染和對人體無害的摩擦材料。1.3.6制動器間隙鉗盤式制動器不僅制動間隙?。▎蝹?cè)0.05mm0.15mm），而且制動盤受熱膨脹后對軸向間隙幾乎沒有影響，所以一般都采用一次調(diào)準(zhǔn)式間隙自調(diào)裝置。1.4制動系統(tǒng)總裝配圖與零件圖1.5制動系統(tǒng)的裝配仿真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)福特?？怂蛊嚨闹饕獏?shù)，對其制動系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)汽車的制動性能并保證其安全系數(shù)。（3）運用AutoCAD軟件繪制制動器總裝配圖以及主要部件的零件圖；2.2確定設(shè)計目標(biāo)要求在采用該制動系統(tǒng)時100-0km/h制動距離低于50m摩擦系數(shù):100至350度:0.200.70。磨損率:100-350度0.053.00。2.3制器的結(jié)構(gòu)形式及其選型2.31滑動鉗盤式制動器的結(jié)構(gòu)優(yōu)點2.4盤式制動器主要部件設(shè)計與計算2.4.1制動盤的選擇2.4.2制動鉗的選擇2.4.3制動塊的選擇2.4.4襯塊報警報裝置2.4.5摩擦材料的選擇2.4.6制動器間隙的計算2.4.7緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗算 2.5繪制系統(tǒng)總裝配圖與零件圖 2.6繪制制動系統(tǒng)的裝配仿真三、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作1制動力及其分配系數(shù)的計算2.摩擦襯塊的磨損特性計算 3.制動器三維模型繪制及其裝配。四、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫）第1周第3周：查閱資料，完成基礎(chǔ)知識的積累和開題報告； 第4周第6周：進(jìn)行制動器主要部件的設(shè)計與計算； 第7周第8周：完成制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算； 第9周第11周運用CAD軟件繪制總裝配圖零件圖； 第12周第13周：繪制制動器三維模型及其裝配仿真 第14周第15周：完成畢業(yè)論文第1616周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計總結(jié)，編寫畢業(yè)設(shè)計論文，并做好答辯的準(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 王望予.汽車設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.第七版.北京：高等教育出版社， 2005：109111 387406.3 余志生.汽車?yán)碚?北京：機(jī)械工業(yè)出版，2009. 4 韓靖玉.汽車構(gòu)造.北京：中國水利水電出版社，2009.5 汽車工程手冊.編輯委員會編