城市軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科論文

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）城市軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院名稱： 交通工程學(xué)院 專 業(yè)： 車輛工程 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 二一五 年 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）城市軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：列車制動(dòng)系統(tǒng)作為車輛系統(tǒng)中的基本組成部分，其基本制動(dòng)由電制動(dòng)、液壓制動(dòng)及磁軌制動(dòng)實(shí)現(xiàn)，通過各種形式組合使用以實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)、常用制動(dòng)、停放制動(dòng)、安全制動(dòng)等。本論文首先進(jìn)行計(jì)算分析確定盤形制動(dòng)器的參數(shù)，主要包括制動(dòng)盤和盤轂的相關(guān)數(shù)據(jù)。在確定數(shù)據(jù)后應(yīng)用CATIA軟件對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)主要部分盤形制動(dòng)器進(jìn)行三維建模，主要包括制動(dòng)盤、盤轂的建模，并對(duì)這些零部件進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。通過分析盤形制動(dòng)器的工作原理，對(duì)制動(dòng)

2、盤、制動(dòng)鉗和制動(dòng)塊等零部件進(jìn)行靜力分析。根據(jù)分析結(jié)果，為盤形制動(dòng)器的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，對(duì)部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化。關(guān)鍵詞：制動(dòng)鉗；制動(dòng)盤；建模；優(yōu)化 The Design of Urban Rail Vehicle Braking System Abstract：As the essential part of vehicle system, basic brake of the train braking system achieved by the electric brake, hydraulic brake and brake track . By a combination of va

3、rious forms in order to achieve the emergency brake, braking, parking brake, brake and other safety. As the major portion of the brake system , disc braking device conduct the disk brake three-dimensional modeling through the application of CATIA software, including modeling of brake discs, brake ca

4、lipers, brake pads; at the same time design and assembly of these parts. According to analyze the movement of the disc braking device,deepen understanding the working principle of disc brakes; Make static mechanical analysis to brake discs brake calipers and brake pads and other components ,and base

5、d on the analysis of the parts of the structure reasonable optimization, providing a theoretical basis for the disc brake design ultimately.Keywords：Brake caliper; Brake disc; modeling; optimization畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄序 言1第1章 課題分析21.1選題意義及依據(jù)21.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀31.3研究?jī)?nèi)容41.4設(shè)計(jì)方案4第2章 方案論證52.1 制動(dòng)器的分類52.2 盤形制動(dòng)器的介紹52.3 制動(dòng)

6、器設(shè)計(jì)的一般原則82.4 本章小結(jié)9第3章 盤形制動(dòng)器的主要參數(shù)及其選擇103.1 制動(dòng)盤103.1.1制動(dòng)盤直徑113.1.2制動(dòng)盤厚度113.2 制動(dòng)夾鉗113.3 制動(dòng)閘片123.4 參數(shù)的選擇與優(yōu)化123.4.1制動(dòng)黏著系數(shù)123.4.2輪軌切向作用力133.4.3軸制動(dòng)率143.4.4車輛載荷確定153.4.5單車制動(dòng)率163.4.6制動(dòng)距離17 3.5 本章小結(jié)19第4章 盤形制動(dòng)器建模204.1 制動(dòng)盤的建模204.2 盤轂的建模224.3盤形制動(dòng)器的建模274.4本章小結(jié)28第5章 運(yùn)動(dòng)及力學(xué)性能分析295.1制動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)分析295.1.1 仿真參數(shù)設(shè)計(jì)305.1.2 有限元加

7、載315.2靜力分析355.2.1 蠕滑性355.2.2 曲線舒適性365.3本章小結(jié)38第6章 總結(jié)40參考文獻(xiàn)41致 謝42序言隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，鐵路作為我國目前最主要的運(yùn)輸方式，運(yùn)輸量和運(yùn)輸頻率逐年增加。鐵路向高速、重載方向發(fā)展的趨勢(shì)使得列車的牽引重量和速度都要不斷提高，這給制動(dòng)技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，故制動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在鐵路運(yùn)輸中愈加重要。我國的城市軌道交通發(fā)展迅速，城市內(nèi)部及城市之間的列車加速、減速及停車比較頻繁。出于提高車輛運(yùn)轉(zhuǎn)速率和密度的考慮，設(shè)計(jì)的車輛需要快速起動(dòng)、制動(dòng)高效，這要求制動(dòng)裝置可以靈活操縱，緊急制動(dòng)時(shí)迅速平穩(wěn)、效果明顯和制動(dòng)爆發(fā)力大。因此，列車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)在各種負(fù)荷下

8、使車輛制動(dòng)率基本恒定。軌道車輛由于空間位置的限制, 動(dòng)力傳動(dòng)部件占了很大空間, 從而使得制動(dòng)裝置的安裝空間有限，這對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的制動(dòng)困難?？紤]到對(duì)驅(qū)動(dòng)軸實(shí)施有效制動(dòng), 近幾年我國逐步開發(fā)應(yīng)用了一系列不同型式的制動(dòng)裝置, 例如輪裝式制動(dòng)裝置和踏面制動(dòng)裝置等。當(dāng)列車運(yùn)行情況根據(jù)運(yùn)行的負(fù)載、環(huán)境等不斷變化時(shí)，導(dǎo)致作用在列車輪軸的制動(dòng)力也跟著不斷變化，因此，對(duì)列車制動(dòng)裝置進(jìn)行建模、運(yùn)動(dòng)分析具有重要意義。本文是關(guān)于盤形制動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)性能的設(shè)計(jì)，共分為六章。第一章為課題分析，主要論述論文選題意義、研究?jī)?nèi)容及目前國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r等；第二章是對(duì)機(jī)車制動(dòng)器設(shè)計(jì)的說明；第三章是對(duì)盤形制動(dòng)器進(jìn)行建模前的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)

9、化，主要包括制動(dòng)盤、盤轂等；第四章是在第三章的基礎(chǔ)上，對(duì)盤形制動(dòng)器進(jìn)行CATIA建模；第五章在第三章的基礎(chǔ)上，對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行靜力分析并提出優(yōu)化；第六章是對(duì)論文進(jìn)行的總結(jié)。其重點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)的建模、運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析。第1章 課題分析1.1選題意義及依據(jù) 我國鐵路發(fā)展的總體規(guī)劃是構(gòu)建貨運(yùn)快捷和重載、客運(yùn)快速、行車高密技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展。要求未來鐵路發(fā)展必須不同層次技術(shù)裝備并存，高新技術(shù)與適用技術(shù)并重，保證擁有自己核心技術(shù)的的技術(shù)體系。城市軌道交通的從設(shè)計(jì)生產(chǎn)到運(yùn)營涉及到諸多領(lǐng)域，因?yàn)檐壍懒熊囂赜械陌踩?、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等眾多指標(biāo)，使得在列車的設(shè)計(jì)方面有了更高的要求。軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)是列車諸多組成部分中的一個(gè)關(guān)鍵部

10、分，列車在運(yùn)行過程中執(zhí)行制動(dòng)指令的頻率很高，故制動(dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣對(duì)列車安全運(yùn)行具有重大影響。軌道列車制動(dòng)是指人為地阻止列車的運(yùn)動(dòng)，包含使它不加速、減速或停止運(yùn)行。制動(dòng)過程實(shí)質(zhì)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程，是將軌道車輛運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)作用和緩解作用而安裝在列車上的設(shè)備，稱為“制動(dòng)裝置”?！傲熊囍苿?dòng)裝置”主要包含機(jī)車制動(dòng)裝置和車輛制動(dòng)裝置兩部分，其中機(jī)車制動(dòng)裝置除了可以如同車輛制動(dòng)裝置一樣使它自己實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和緩解作用外，還可以控制全列車實(shí)現(xiàn)制動(dòng)作用。由于制動(dòng)性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到列車能否安全正常的運(yùn)行，因此制動(dòng)性能是車輛極為重要的性能之一，不斷改善和提高軌道車輛的制動(dòng)性能始終是軌道車輛設(shè)

11、計(jì)制造部門的重要課題。隨著城市軌道交通的不斷應(yīng)用和發(fā)展，列車速度不斷提高，路面情況愈加復(fù)雜，這使得在設(shè)計(jì)制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)需要考慮更多因素。作為列車的重要組成部分，車輛制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)列車運(yùn)行起到安全穩(wěn)定的作用。隨著鐵路技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)其安全性、舒適性、可靠性的要求越來越高，為保證列車運(yùn)行的安全，必須為軌道車輛配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。而制動(dòng)器作為制動(dòng)系統(tǒng)中直接作用于輪軸，制約軌道車輛運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是軌道車輛上最為重要的安全件。目前我國軌道車輛普遍采用的摩擦式制動(dòng)器，因?yàn)槠鋵?shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)中最為復(fù)雜，也是最不穩(wěn)定的因素，所以優(yōu)化制動(dòng)器結(jié)構(gòu)、提高制約性能的突出問題具有非常重要的意義。1.2

12、 國內(nèi)外研究狀況當(dāng)前我國機(jī)車主要采用的是國外的制動(dòng)系統(tǒng)，如KNORR制動(dòng)系統(tǒng)、SABWABCO制動(dòng)系統(tǒng)以及NABCO制動(dòng)系統(tǒng)等先進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)。這幾類目前國際上普遍應(yīng)用的制動(dòng)系統(tǒng)，不僅操作簡(jiǎn)便，效果明顯，更可以與列車其他系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配合，提高制動(dòng)效率。隨著我國科技實(shí)力的發(fā)展提高。鐵路機(jī)車的制動(dòng)部分將逐步發(fā)展成為自主研發(fā)為主，適當(dāng)引進(jìn)歐美系統(tǒng)為輔的發(fā)展格局。由于國外的制動(dòng)系統(tǒng)成本很高，與信號(hào)或者車輛的接口相對(duì)困難，故近年來國內(nèi)制動(dòng)行業(yè)進(jìn)步迅速。伴隨著我國軌道工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)吸收基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，我國的軌道車輛工業(yè)對(duì)盤式制動(dòng)器的應(yīng)用比重逐年提高。盤式制動(dòng)器的普遍應(yīng)用，不僅提高了整車的運(yùn)行性

13、能，更提高了其乘坐舒適性，滿足了人們對(duì)軌道車輛的要求。制動(dòng)器的早期研究主要側(cè)重于試驗(yàn)其摩擦性能，隨著列車對(duì)其使用壽命和制動(dòng)性能要求的不斷提高，對(duì)于制動(dòng)器的基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用拓展也在不斷的深入進(jìn)行。目前，我國軌道車輛所用的制動(dòng)器以鼓式和盤式為主，而隨著動(dòng)車組CRH系列的發(fā)展，盤式制動(dòng)器的應(yīng)用更為普遍。目前國際上按照制動(dòng)的作用方式將軌道車輛分為踏面和盤形兩種基礎(chǔ)制動(dòng)方式。踏面制動(dòng)是指閘瓦對(duì)車輪踏面施加壓力產(chǎn)生摩擦阻力，從而達(dá)到制動(dòng)效果。作為傳統(tǒng)的制動(dòng)方式，踏面制動(dòng)對(duì)車輪的踏面有較大磨耗，主要表現(xiàn)在兩方面：一方面使得踏面磨損加速，縮短了車輪使用壽命；另一方面制動(dòng)產(chǎn)生的熱影響會(huì)使得車輪承受周期性的負(fù)荷

14、，從而踏面出現(xiàn)熱疲勞，甚至疲勞過度導(dǎo)致車輪弛緩引發(fā)重大事故。由于制動(dòng)功率與踏面制動(dòng)對(duì)踏面產(chǎn)生的的影響是成正比關(guān)系的，所以當(dāng)列車的制動(dòng)功率達(dá)到最大規(guī)定值時(shí)，閘瓦將無法吸收其產(chǎn)生的熱量，故目前踏面制動(dòng)在高速列車中應(yīng)用較少，主要應(yīng)用于傳統(tǒng)的中低速列車中。伴隨著鐵路交通的快速發(fā)展，踏面制動(dòng)作為傳統(tǒng)的制動(dòng)方式，也逐步被盤形制動(dòng)所替代。盤形制動(dòng)一般將制動(dòng)盤安裝在車輪輻板側(cè)面或車輛之間的軸上，利用活塞作用于制動(dòng)夾鉗，通過制動(dòng)閘片對(duì)制動(dòng)盤施加壓力，二者摩擦產(chǎn)生阻力，阻礙列車運(yùn)行。相比較于踏面制動(dòng)，一方面盤形制動(dòng)未對(duì)踏面施加作用力，所以車輪踏面的熱負(fù)荷和機(jī)械磨耗較小，不僅延長了車輪的使用壽命，還提高了制動(dòng)效率，

15、其噪聲也有利于環(huán)境保護(hù)；另一方面盤形制動(dòng)采用制動(dòng)盤摩擦制動(dòng)，制動(dòng)效果明顯，并且可以根據(jù)線路要求配備多套制動(dòng)設(shè)備，提高了應(yīng)用空間。1.3研究?jī)?nèi)容本次論文研究將運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)相結(jié)合，通過對(duì)盤形制動(dòng)器進(jìn)行三維建模，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)盤形制動(dòng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求：1. 深入學(xué)習(xí)盤形制動(dòng)器的工作原理，對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用有全面的了解；2. 運(yùn)用CATIA軟件對(duì)盤形制動(dòng)器進(jìn)行建模，主要包括制動(dòng)盤、盤轂的建模，并對(duì)主要的部件進(jìn)行裝配；3.在盤形制動(dòng)器的模型基礎(chǔ)上，對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行應(yīng)力分析，并融入設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性要求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。1.4設(shè)計(jì)方案為了使制動(dòng)器的設(shè)計(jì)更加合理、客觀，本著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，按照以下步驟對(duì)盤形制動(dòng)器

16、進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：（1）通過向地鐵公司咨詢和查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，了解目前制動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r及相關(guān)技術(shù)；（2）深入研究制動(dòng)器工作過程，增強(qiáng)對(duì)機(jī)車制動(dòng)機(jī)構(gòu)的知識(shí)的把握；（3）使用CATIA V5軟件完成制動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維建模，包括制動(dòng)盤、盤轂，并對(duì)各組成部分進(jìn)行裝配；（4）對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行力學(xué)分析，通過對(duì)不同狀況下的受力情況進(jìn)行研究，對(duì)制動(dòng)器的尺寸和材料進(jìn)行優(yōu)化。 第二章 方案論證2.1制動(dòng)器的分類盤式制動(dòng)器根據(jù)摩擦副中固定元件結(jié)構(gòu)可分為鉗盤式制動(dòng)器、全盤式制動(dòng)器兩種形式。若按照制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行區(qū)分，鉗盤式制動(dòng)器可分為固定鉗盤式制動(dòng)器和浮鉗盤式兩種形式。制動(dòng)器作為制動(dòng)系統(tǒng)中最主要的部件，是列車制動(dòng)系統(tǒng)中制止或

17、者減緩列車運(yùn)行的部件。制動(dòng)器按照摩擦副結(jié)構(gòu)形式主要包含盤式、鼓式兩種形式。 盤式制動(dòng)器：其固定摩擦元件為制動(dòng)塊，制動(dòng)塊帶有摩擦片，安裝于制動(dòng)盤兩側(cè)，其旋轉(zhuǎn)元件以兩側(cè)面為工作面，且制動(dòng)盤須沿垂直方向安放。當(dāng)兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊制動(dòng)盤時(shí)，摩擦面上產(chǎn)生摩擦力矩作用于制動(dòng)盤，制止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，起到制動(dòng)效果（圖1-1）。 圖1-1 盤形制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器：目前機(jī)車運(yùn)用的主要包括外束 1制動(dòng)盤；2閘片；3閘片托；型鼓式和內(nèi)張型鼓式兩種。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的 4制動(dòng)缸；5杠桿摩擦元件以一對(duì)含有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄。鼓式制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)蹄摩擦片的外表面和制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面形成摩擦表面，在制動(dòng)鼓上面摩擦產(chǎn)生阻力，從而

18、達(dá)到制動(dòng)的目的。 2.2 盤式制動(dòng)器的介紹伴隨著鐵路機(jī)車載重的增大和速度的提高,對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的要求也愈加嚴(yán)格。而以前普遍應(yīng)用的閘瓦制動(dòng)將主要熱能傳遞給車輪,而對(duì)于車輪的制作材料和主體結(jié)構(gòu)無法隨意變動(dòng),這限制了車輛的使用。盤形制動(dòng)在列車運(yùn)行中不僅成本較低，日常維護(hù)比較簡(jiǎn)單，而且很大程度上提高了車軸制動(dòng)功率，降低了列車制動(dòng)時(shí)的縱向沖動(dòng)。因?yàn)獒槍?duì)制動(dòng)的不同要求，可以選擇不同形式的制動(dòng)盤，所以變相地?cái)U(kuò)大了盤形制動(dòng)器的使用范圍，推動(dòng)了盤形制動(dòng)器的普遍應(yīng)用。早在20世紀(jì)30年代，德國率先在地鐵中裝配了盤式制動(dòng)器,介于其良好的工作性能，隨后在其快速列車中上也裝備了這種制動(dòng)器。隨后英國、法國、美國、日本和俄羅斯

19、等國家在軌道車輛上也普遍采用盤形制動(dòng)器。目前國外已經(jīng)逐步開始研制含陶瓷鋁合金的制動(dòng)盤，我國正在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，展開深入研究，以便更好地滿足貨物列車快速、重載的要求。盤式制動(dòng)器作為目前應(yīng)用普遍的一種新型制動(dòng)器（圖2-1），軌道車輛的盤形制動(dòng)是指在車軸或車輪輻板側(cè)面安裝鑄鐵，利用活塞控制制動(dòng)夾鉗將冶金材料或者合成材料制成的閘片壓緊制動(dòng)盤的側(cè)面，利用制動(dòng)盤與閘片產(chǎn)生的摩擦力，使列車減緩速度或停車。不僅很大程度上提高軌道車輛的主動(dòng)安全性，也很好處理了舊式制動(dòng)器無法杜絕的基本問題，如維修頻率較高、噪音污染較大和粉塵污染嚴(yán)重等。 圖2-1 盤形制動(dòng)器制動(dòng)盤作為列車制動(dòng)時(shí)承受熱能的主要部件,對(duì)其材質(zhì)選擇要

20、求很高。目前普遍采用合金耐磨鑄鐵, 鑄鐵的熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱容量較高，但是鑄鐵盤的強(qiáng)度較差,故合金既可發(fā)揮鑄鐵的優(yōu)點(diǎn),又避免了其強(qiáng)度差的特性。另外對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，在輪對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)和車軸載荷過大的情況下產(chǎn)生大量熱負(fù)荷,因此對(duì)于軸盤式的制動(dòng)盤的兩側(cè)間鑄有徑向的孔,形成離心通道,而輪盤式的制動(dòng)盤內(nèi)側(cè)也有通風(fēng)筋,可實(shí)現(xiàn)徑向通風(fēng),使得制動(dòng)器結(jié)構(gòu)具有良好的散熱功能，并且緩和熱負(fù)荷的應(yīng)力作用。目前盤形制動(dòng)在制動(dòng)盤的安裝形式上可分為輪盤制動(dòng)和軸盤制動(dòng)（圖2-2）。 圖2-2（a） 輪盤制動(dòng) 圖2-2（b） 軸盤制動(dòng)1輪對(duì)；2制動(dòng)盤；3單元制動(dòng)缸；4制動(dòng)夾鉗；5牽引電機(jī)對(duì)于輪盤制動(dòng)，其安裝連接方式可分為三

21、種: (1) 多點(diǎn)式結(jié)構(gòu) 多點(diǎn)式結(jié)構(gòu)將不少于兩個(gè)的環(huán)形制動(dòng)盤分別安裝于輪芯的兩側(cè),用套有尼龍?zhí)椎穆菟▽⒅苿?dòng)盤連接起來,其中套尼龍?zhí)椎哪康氖瞧鸬骄徍蜔釕?yīng)力的作用，以防制動(dòng)過程中螺栓受力升溫發(fā)生變形。 (2) 浮動(dòng)式結(jié)構(gòu) 將制動(dòng)盤與安裝座用徑向彈性圓套筒銷來連接以緩和制動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力變形。 (3) 雙金屬式結(jié)構(gòu)制動(dòng)盤的材料采用鑄鐵，將制動(dòng)盤與支座一起鑄造成為雙金屬結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)要求制動(dòng)盤與車軸同心的程度不高，故只要保持其相對(duì)位置不變。針對(duì)盤形制動(dòng), 浮動(dòng)式連接方式是制動(dòng)盤安裝采用的方式，分為整盤式和對(duì)半式兩種連接方式。輪盤制動(dòng)（圖2-3）的制動(dòng)盤一般安裝于車輪兩側(cè)，其安裝方式是通過6個(gè)定位銷進(jìn)行

22、對(duì)中定位和傳遞制動(dòng)力矩，將兩個(gè)摩擦盤安裝在車輪兩側(cè)。而兩個(gè)摩擦盤采用12個(gè)徑向排列的螺栓連接，使用防松螺母鎖緊螺栓。 圖2-3 輪盤制動(dòng)車輪制動(dòng)盤要求將摩擦表面與輪緣外表面齊平，以便制動(dòng)盤與其他類型的制動(dòng)閘片和制動(dòng)夾鉗配合使用。當(dāng)制動(dòng)盤應(yīng)用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向架時(shí)，規(guī)定安裝4個(gè)制動(dòng)盤。軸盤制動(dòng)的制動(dòng)盤安裝在車軸或者空心軸套上，可以在車軸內(nèi)側(cè)或外側(cè)，在空間允許的條件下可以安裝4個(gè)制動(dòng)盤8個(gè)摩擦面，能提供更大制動(dòng)力。盤形制動(dòng)裝置包含制動(dòng)盤和制動(dòng)夾鉗，其中安裝在制動(dòng)夾鉗上的制動(dòng)閘片與制動(dòng)盤組成摩擦副，通過與制動(dòng)盤表面的摩擦作用將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為熱能釋放。盤式制動(dòng)器與傳統(tǒng)制動(dòng)器對(duì)比，有以下特性：（1）盤形制動(dòng)器沒

23、有制動(dòng)鼓，制動(dòng)器不存在間隙的明顯加大，故制動(dòng)踏板的行程較大。當(dāng)輸出相同的制動(dòng)力矩時(shí)，其尺寸與質(zhì)量相對(duì)較小，這有利于實(shí)現(xiàn)間隙的自動(dòng)調(diào)整和對(duì)其他部件的保養(yǎng)作業(yè)，使工作人員在調(diào)整間隙、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化等方面趨于靈活。（2）盤形制動(dòng)器的制動(dòng)盤和摩擦塊之間的間隙較小，一般為0.05mm至0.15mm。這不僅有利于提高驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制約力傳動(dòng)比，也縮短了活塞的操作時(shí)間。（3）盤形制動(dòng)器是多回路的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主體，其制動(dòng)力穩(wěn)定。通過制動(dòng)盤和兩側(cè)閘片之間的緊壓，兩者之間可以獲得穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，各車輪都能不同車速下都可以均勻一致地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的制動(dòng)，這確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。（4）相比較于傳統(tǒng)的制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)復(fù)

24、雜，制造工藝更為精細(xì)，對(duì)與之相配合的部件要求高，故生產(chǎn)成本也要高于傳統(tǒng)制動(dòng)器，并且噪音低和環(huán)境污染較小。（5）盤式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)盤直接與空氣相接觸，其散熱性能很好。摩擦塊對(duì)制動(dòng)盤的高壓易擠出其中水分，故制動(dòng)效能只會(huì)發(fā)生微小的變化。（6）在制動(dòng)盤內(nèi)部鑄造加強(qiáng)筋，一方面改善了鑄造的工藝性能，使制動(dòng)盤的強(qiáng)度得到加強(qiáng)。另一方面大大的節(jié)省了制作材料。當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，易實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器的摩損報(bào)警，方便及時(shí)更換摩擦片。因此對(duì)軌道車輛而言,盤式制動(dòng)器制動(dòng)效率高，耐用環(huán)保,制動(dòng)力曲線相對(duì)平直,成本相對(duì)較低,是一種實(shí)用的制動(dòng)器。2.3 制動(dòng)器設(shè)計(jì)的一般原則軌道交通的制動(dòng)性能是指在保證列車的方向穩(wěn)定性前提下，實(shí)現(xiàn)短距

25、離內(nèi)停車或者能夠以穩(wěn)定均勻的速度下較長的坡道。為達(dá)使用要求，不僅要考慮維修方便、經(jīng)濟(jì)適用,更要保持良好的制動(dòng)效果。因此在設(shè)計(jì)制動(dòng)器的過程中要考慮諸多因素，如制動(dòng)效能的穩(wěn)定性、制動(dòng)器的一些尺寸、制動(dòng)間隙的大小等因素，并對(duì)制動(dòng)力、制動(dòng)力分配系數(shù)、制動(dòng)器因數(shù)等進(jìn)行較為詳細(xì)的計(jì)算。對(duì)主要零件諸如制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、制動(dòng)閘片、摩擦襯塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并計(jì)算。不論如何設(shè)計(jì),只要根據(jù)實(shí)際情況滿足制動(dòng)要求，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用方便。2.4 本章小結(jié)本章通過總體介紹制動(dòng)器的發(fā)展及運(yùn)用，說明了盤形制動(dòng)器在軌道制動(dòng)行業(yè)中的重要性。盤形制動(dòng)器不僅提高列車的安全性和可靠性，也幫助企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力，從長遠(yuǎn)來看更是節(jié)能環(huán)保，符合現(xiàn)代產(chǎn)

26、品的發(fā)展方向。第三章 盤形制動(dòng)器的主要參數(shù)及其選擇3.1 制動(dòng)盤 現(xiàn)在我國車輛的軸裝制動(dòng)由整體式鑄鐵結(jié)構(gòu)的制動(dòng)盤環(huán)和盤轂組成，其中制動(dòng)盤和盤轂通過螺栓、墊片和彈性套等連接。盤轂將其固定在車軸上。當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，車軸轉(zhuǎn)動(dòng)作平動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)盤作為具有徑向排布散熱筋的環(huán)形鑄鐵件隨之轉(zhuǎn)動(dòng)（圖3-1）。散熱筋不僅傳遞熱量，也通風(fēng)散熱，保證摩擦盤的熱平衡。制動(dòng)盤的外沿為制動(dòng)接觸的摩擦面，內(nèi)側(cè)鑄有多個(gè)大小形狀相同的細(xì)柱形散熱筋，沿徑向均勻分布，從而在散熱筋間形成氣流通道。由于鐵道車輛在運(yùn)行過程中情況復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)許多變動(dòng)，這也對(duì)摩擦盤的厚度、散熱筋的尺寸限制及制動(dòng)盤的材料提出了更多要求?？紤]到列車緊急制動(dòng)的

27、爆發(fā)力，摩擦盤的可磨耗厚度一般規(guī)定為7 mm，在其圓周方向有一個(gè)槽，車輛在運(yùn)行規(guī)定周期后會(huì)需根據(jù)要求更換。由于受到軌道承載力和機(jī)車質(zhì)量要求的限制，在摩擦盤的設(shè)計(jì)過程中需要盡量減小質(zhì)量。 圖3-1 典型制動(dòng)盤 此次設(shè)計(jì)課題是軸裝制動(dòng)器（圖3-2）,主要針對(duì)SW-220K型轉(zhuǎn)向架的新型高速客車轉(zhuǎn)向架。作為目前運(yùn)用最為廣泛的制動(dòng)器，軸裝制動(dòng)器安裝、維護(hù)方便。軸裝制動(dòng)盤主要由徑向散熱筋的摩擦盤和盤轂組成，安裝在兩車輪之間的車軸上。其中盤轂和車軸采用過盈配合，過盈量為0.2mm左右。摩擦盤通過擋圈壓緊在盤轂上，擋圈通過8個(gè)徑向排列的螺栓與盤轂相連接。通過定位銷，擋圈與盤轂進(jìn)行定位和傳遞制動(dòng)力。另外摩擦盤

28、的安裝孔徑要求螺栓大，承受緊固力，而不承受剪切力。 圖3-2 軸裝制動(dòng)盤3.1.1 制動(dòng)盤直徑D 為保證160km/h快速客車的安全運(yùn)行，需要制動(dòng)盤直徑D的數(shù)值盡量大，以便增大摩擦盤的有效半徑，進(jìn)而減小制動(dòng)鉗對(duì)制動(dòng)盤的壓力，有利于減小作用于襯塊的單位壓力和工作溫度。但實(shí)際應(yīng)用中考慮到輪輞直徑的限制，制動(dòng)盤的直徑通常選擇為車輪直徑的70%左右。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，輪對(duì)的輪徑是915mm，且軸重規(guī)定14t。 制動(dòng)盤=75%=0.7*915=640.5mm.取640mm；車軸為RD型，故內(nèi)徑取350mm。所以制動(dòng)盤的外徑為640 mm，內(nèi)徑為350 mm。 3.1.2 制動(dòng)盤厚度h 考慮到列車的輕便性，制

29、動(dòng)盤的質(zhì)量不宜過大，故對(duì)其厚度有所限制。機(jī)車制動(dòng)時(shí)的溫升加速，為減少溫升，制動(dòng)盤厚度又不宜過小。為了加快制動(dòng)熱量的消散，在制動(dòng)盤中間鑄有徑向通風(fēng)孔道，大大增加了散熱面積，但盤的整體厚度加大。制動(dòng)盤鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤，按照國際標(biāo)準(zhǔn)，通風(fēng)式制動(dòng)盤實(shí)心厚度取為44mm，散熱筋取30mm，所以制動(dòng)盤總厚度74mm。 制動(dòng)盤的表面應(yīng)光滑平整，兩側(cè)表面不平行度低于0.05mm，盤面擺差低于0.1mm。3.2 制動(dòng)夾鉗針對(duì)SW-220K型轉(zhuǎn)向架的新型高速客車轉(zhuǎn)向架,每個(gè)轉(zhuǎn)向架裝配有4個(gè)緊湊式夾鉗裝置，在轉(zhuǎn)向架上并排布置，列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)其中兩個(gè)裝置起制動(dòng)作用。每個(gè)帶停放功能的制動(dòng)夾鉗在自動(dòng)制動(dòng)出現(xiàn)故

30、障時(shí)，在車體兩側(cè)軌道旁均可手動(dòng)緩解停放裝置。對(duì)于160km/h提速客車的要求，車輛采用RZS型制動(dòng)夾鉗，其壽命周期成本(LLC)有效降低。根據(jù)車輛輕型化的設(shè)計(jì)要求，對(duì)RZS型制動(dòng)夾鉗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)： 采用鋁合金壓鑄成整體，尺寸小，質(zhì)量輕，相比普通的夾鉗質(zhì)量減輕30kg。在夾鉗的外緣留有一段開口，方便在不整體拆卸夾鉗的情況下定期檢查和更換制動(dòng)閘片。單獨(dú)制造的油缸裝嵌入鉗體中，為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，將活塞開口端部切成階梯狀，減少活塞與制動(dòng)塊背板的接觸面積，形成兩個(gè)相對(duì)且在同一平面內(nèi)的小半圓環(huán)形端面。活塞由鑄鋁合金制成，活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。為了提高其耐磨損

31、性能，活塞的工作表面進(jìn)行鍍鉻處理。3.3 制動(dòng)閘片制動(dòng)閘片由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，一般直接將背板和襯塊壓嵌或鉚接在一起。摩擦襯塊多為扇形，也有矩形、正方形等，根據(jù)應(yīng)用的不同，其形狀、尺寸及連接方式也有所不同。針對(duì)RZS型制動(dòng)夾鉗，所設(shè)計(jì)制動(dòng)閘片為圓弓形，外形為UIC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)形狀（圖3-2）。 圖3-2 UIC標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)閘片 制動(dòng)閘片與其支架的接口為楔形榫頭，由對(duì)稱的上下兩半組成。制動(dòng)閘片上的溝槽主要有減少摩擦副上水分和排污兩個(gè)作用，并且列車在制動(dòng)過程中摩擦副產(chǎn)生的殘留物可通過溝槽快速排出，這使得制動(dòng)效果更為明顯，也有利于延長閘片使用壽命。針對(duì)160km/h新型高速客車，考慮到溝槽形狀與列車運(yùn)行環(huán)境

32、、制動(dòng)盤與制動(dòng)閘片的配合形式有關(guān)，采用上下對(duì)稱的十字交叉形溝槽。 考慮到襯塊由于磨光或者受工作環(huán)境影響會(huì)使得制動(dòng)閘片與制動(dòng)盤面間摩擦系數(shù)衰減，并且對(duì)環(huán)境造成污染，所以要求其抗熱衰退性能要好，受溫度和壓力的影響要小。由于摩擦系數(shù)愈高的材料，其耐磨性愈差，所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮材料的特性，要求材料的摩擦系數(shù)約為 0.30.5。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)閘片均為合成制動(dòng)閘片，選用粉末冶金材料，其摩擦系數(shù)均為035。3.4 參數(shù)的選擇與優(yōu)化3.4.1 制動(dòng)黏著系數(shù)1.黏著系數(shù)主要受兩個(gè)因素影響：一個(gè)是車輪踏面與鋼軌的表面接觸狀況；另一個(gè)是列車的運(yùn)行速度。根據(jù)我國的實(shí)際國情，得出的可供我國機(jī)車車輛設(shè)計(jì)時(shí)選用的

33、制動(dòng)黏著系數(shù)公式：干燥軌面 µ=0.0624+ （3-1）潮濕軌面 µ=0.0405+ （3-2） （3-2） 式中 -制動(dòng)時(shí)的列車初速度（km/h）； S -制動(dòng)距離（m）； a -列車在制動(dòng)距離內(nèi)的平均減速度（m/）。對(duì)于我國的國產(chǎn)CRH系列的動(dòng)車組，當(dāng)制動(dòng)初速為160km/h時(shí)，規(guī)定緊急制動(dòng)距離為1400m；當(dāng)制動(dòng)初速為200km/h時(shí)，規(guī)定緊急制動(dòng)距離為2000m；當(dāng)制動(dòng)初速為300km/h時(shí)，緊急制動(dòng)距離則要大于3000m。針對(duì)論文設(shè)計(jì)的時(shí)速160km/h的客車盤形制動(dòng)器，則平均減速度要求達(dá)到0.7m/；對(duì)于輪軌黏著系數(shù)，則介于0.07與0.171之間，一般取0.

34、1。3.4.2 輪軌切向作用力 根據(jù)黏著系數(shù)，制動(dòng)時(shí)輪軌間的切向作用力的最大值可由下式計(jì)算： （3-3） 式中 -一個(gè)輪對(duì)法向反作用力的總和，相等于軸載荷。列車在平鋪軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，車輛的輪軸所承受之垂直負(fù)荷稱之為軸重，即每根車軸負(fù)擔(dān)的重量。由于在同等速度下，車輛對(duì)軌道的破壞作用，與軸重成正比關(guān)系，故軸重大時(shí)，軌道受的沖擊大，將提高維護(hù)成本，縮短設(shè)備壽命。對(duì)于160km/h型動(dòng)力集中型客車，一方面考慮到輪軌黏著限制，要求增加機(jī)車的軸重來增加踏面的摩擦力，從而提高加速爬坡及停車等性能；但同時(shí)沉重的機(jī)車將給軌道帶來“砸夯”式的破壞效果。出于綜合考慮，在保持沖擊不變的前提下，軸重減輕可以提高通過速

35、度，整條線路諸多彎道、道岔下來，低軸式列車速度更快，維修成本更低。故采用軸重14t的動(dòng)車式車軸，=160km/h，機(jī)車牽引質(zhì)量G=56t，機(jī)車計(jì)算質(zhì)量P=126t，高磨合成閘片等效壓力kN，閘片的平均摩擦系數(shù)為0.35。輪軌間的切向作用力不大于14kN。3.4.3 軸制動(dòng)率 由于制動(dòng)力應(yīng)受輪軌黏著的限制，即： （3-4）令,稱之為軸制動(dòng)率，可得： （3-5）對(duì)于整個(gè)機(jī)車，式中表示整車的夾鉗壓力總和（kN），表示整車所受的重力（kN）。令為整車制動(dòng)率，則 （3-6） 式中 Q-整車的總重量（t）； g-重力加速度（m/）。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制動(dòng)率表示該車所具有的制動(dòng)能力，其值大于輪軌黏著系數(shù)與閘瓦摩

36、擦系數(shù)之比就要發(fā)生滑行和擦傷。設(shè)計(jì)中： 因此關(guān)于黏著系數(shù)及軸的選擇是合適的。3.4.4 車輛載荷確定 對(duì)于作用于車體上的載荷，由下面幾部分力組成：1. 垂向靜載荷 （3-7）2. 垂向動(dòng)載荷 垂向動(dòng)載荷是由于軌面不平，鋼軌接縫等原因及車輛本身狀態(tài)不良等因素，引起輪軌間沖擊和車輛簧上振動(dòng)而產(chǎn)生的。 （3-8）式中為動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的垂向動(dòng)載荷系數(shù)，其與車輛運(yùn)行速度，轉(zhuǎn)向架彈簧裝置的靜撓度等因素有關(guān)，一般以規(guī)定值為準(zhǔn)。3. 故垂向總載荷由下式計(jì)算： （3-9）4.側(cè)向力作用在車體上的側(cè)向力包括風(fēng)力和離心力，即列車在線路的曲線段運(yùn)行時(shí)，同時(shí)承受垂直于車體側(cè)壁的風(fēng)力。根據(jù)我國的風(fēng)壓分布圖，風(fēng)壓力取為55

37、0 pa，其合力作用于車體側(cè)面投影面積的形心上。對(duì)于作用于車體的離心力： （N） （3-10） 式中 g-重力加速度（m/）； -通過曲線時(shí)的列車最大允許速度（km/h）； R-曲線半徑（m）； -車體垂向靜載荷（N）。 因?yàn)樵诰€路鋪設(shè)曲線段時(shí)，外軌鋪設(shè)比內(nèi)軌鋪設(shè)高出一個(gè)h值，即外軌超高量，從而使得車輛內(nèi)傾，產(chǎn)生分力： （N） （3-11）式中為輪對(duì)兩滾動(dòng)圓之間的距離半徑（mm），其值為2=1493mm。因此兩者之差： （3-12）由于角度很小，故cos1，即： （N） （3-13）5.扭轉(zhuǎn)載荷 車輛制造的幾何誤差，線路不平順等，會(huì)使車體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。強(qiáng)度規(guī)范規(guī)定扭轉(zhuǎn)載荷取值40 kNm。6.縱向

38、力 縱向力作為列車在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，車輛之間產(chǎn)生的壓縮和拉伸的力。對(duì)于160km/h的快速客車，采用第一工況的載荷組合方式?？蛙嚨睦炝?80 kN，壓縮力為1180 kN。3.4.5 單車制動(dòng)率盤形制動(dòng)的制動(dòng)力： （3-14）式中 K-閘片壓力（kN）； -閘片摩擦系數(shù)； r-閘片作用半徑(mm)； R-車輛（滾動(dòng)圓）半徑(mm)。 表3-1 盤形制動(dòng)閘片換算摩擦系數(shù)/（km）901001101201301401501600.260.2560.2520.2480.2440.2410.2390.236根據(jù)表3-1，對(duì)于車軸重為14t的列車，在正常運(yùn)行中實(shí)施制動(dòng)，車輛的最大制動(dòng)力B=170kN

39、。3.4.6 制動(dòng)距離 制動(dòng)距離為空走距離和有效制動(dòng)距離之和： （3-15） 制動(dòng)狀態(tài)下，除阻力外，還有制動(dòng)力B作用在列車上。則 （3-16） 式中 ，-車輛的部件質(zhì)量（t） B-制動(dòng)力（kN）； W-阻力（kN）。 其中空走距離按照簡(jiǎn)單勻速運(yùn)動(dòng)公式計(jì)算： （m） （3-17） 式中 -制動(dòng)初速（km/h）； -空走時(shí)間（s）。 我國客車通過實(shí)驗(yàn)獲得的制動(dòng)空走時(shí)間計(jì)算公式： （3-18） 式中 -加算坡度千分?jǐn)?shù)，當(dāng)>0時(shí)，規(guī)定按=0 計(jì)算。 故不大于3.5s，則空走距離為156m。 根據(jù)實(shí)際列車在不同區(qū)段的制動(dòng)速度的變化，令為折算系數(shù)，選取通用的等效折算系數(shù)表達(dá)式： 0.38+0.002

40、（100-） （3-19） 由于列車在整體作平移運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還有輪對(duì)等部件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以列車的動(dòng)能由兩部分組成，即： （3-20） 式中 M-整個(gè)列車的質(zhì)量； -列車運(yùn)行速度； I-各個(gè)回轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； -各個(gè)回轉(zhuǎn)部分的角速度。 令回轉(zhuǎn)部分的回轉(zhuǎn)半徑為，因?yàn)?，采用分段積分法，則間隔運(yùn)行距離為： （3-21） （3-22） 其中距離等效摩擦公式： = （3-23）式中 -加速度系數(shù)（計(jì)算中規(guī)定統(tǒng)一取平均值=120）； -列車運(yùn)行中各個(gè)間隔速度； -各個(gè)間隔速度時(shí)期的單位合力（數(shù)值上等于速度間隔平均速度）； -列車運(yùn)行中各個(gè)間隔速度的平均速度的閘瓦換算摩擦系數(shù)； -列車單位基本阻力。 則有

41、效制動(dòng)距離 = 831m所以： =831+156=987m < 1400m，符合設(shè)計(jì)要求。3.5 本章小結(jié) 對(duì)于盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)而言，制動(dòng)系數(shù)和閘片受力是最重要的參數(shù)，牽扯到許多其他參數(shù)，因此為了更好的確定參數(shù)，對(duì)它們進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。在工作中的受力情況比較復(fù)雜，包括結(jié)構(gòu)形式選擇、主要參數(shù)選擇、相關(guān)參數(shù)計(jì)算。分析時(shí)，由于摩擦阻力主要取決于運(yùn)動(dòng)零件的制造質(zhì)量與潤滑情況，其數(shù)值相對(duì)比較小，進(jìn)行機(jī)構(gòu)受力分析時(shí)可以忽略不計(jì)。第4章 盤形制動(dòng)器的建模盤形制動(dòng)器的建模采用的是由外到內(nèi)的方法，即先對(duì)主要受力部件進(jìn)行建模，再對(duì)內(nèi)部與車軸接觸部件建模，主要包括制動(dòng)盤和盤轂兩部分的建模。最終利用軟件將各部分通

42、過約束進(jìn)行裝配，構(gòu)建出完整的盤形制動(dòng)器。盤形制動(dòng)器中各個(gè)主要零件的模型尺寸數(shù)據(jù)來源于專業(yè)車輛制動(dòng)介紹。4.1 制動(dòng)盤的建模本節(jié)建模的制動(dòng)盤為內(nèi)含散熱筋的機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)開始時(shí)，首先創(chuàng)建草圖平面，再通過拉伸、切槽等功能對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行建模。在本節(jié)的制動(dòng)盤建模中，采用“零件設(shè)計(jì)”模塊來實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)。（1）在“零件設(shè)計(jì)”模塊中新建零件，命名為zhidongpan。（2）利用“草圖設(shè)計(jì)”功能，在xy平面上構(gòu)建半徑分別為175mm和320mm的圓圖，如圖4-1和圖4-2所示。 圖4-1 外圓 圖4-2內(nèi)圓（3）退出草圖模式，采用“拉伸”功能，將草圖拉伸22 mm，如圖4-3所示。 圖4-3 拉伸草圖 圖4-4

43、定義草圖 圖4-5 重復(fù)定義（4）使用圓定義，在制動(dòng)盤的端面上的一側(cè)作三個(gè)三角形分布、半徑為10mm圓，如圖4-6所示；再用凸臺(tái)功能，在上一步建立草圖圓形的的端面上，選擇拉伸功能，將草圖拉伸36mm，作為制動(dòng)盤的散熱筋，如圖4-7所示。 圖4-6 定位凸臺(tái) 圖4-7 定義陣列 （5）在“零件”模式中采用圓形陣列功能，將散熱筋作為旋轉(zhuǎn)對(duì)象，設(shè)置旋轉(zhuǎn)間距為20度，18個(gè)實(shí)例，將其繞X軸旋轉(zhuǎn)，構(gòu)建18組散熱筋。分別如圖4-7和圖4-8所示。 圖4-8 生成圖 圖4-9 拉伸圖 （6）根據(jù)制動(dòng)盤的設(shè)計(jì)要求，在已生成的拉伸柱體的無摩擦面一側(cè)設(shè)置平面，距離初始xy平面垂向距離58mm。再進(jìn)入“草圖”模式在

44、此平面基礎(chǔ)上建立半徑為320mm的圓，利用拉伸實(shí)體功能，將上一步建立的草圖拉伸22 mm，如圖4-9所示。（7）用草圖設(shè)計(jì)功能，在xy平面上建立如圖4-10所示的草圖，即半徑為175mm的圓形，然后定義凹槽，深度為100mm，生成制動(dòng)盤如圖4-11所示。 圖4-10 定義凹槽 4-11 制動(dòng)盤4.2 盤轂的建模（1）在“零件設(shè)計(jì)”模塊中新建零件，命名為pangu。用草圖設(shè)計(jì)功能，在xyplane 平面上建立如圖4-12和圖4-13所示的半徑分別為98.5mm和111mm的圓。（2）退出“草圖”模式，采用“拉伸”功能，將前面構(gòu)建的雙圓一起拉伸150mm，形成的圓柱體作為盤轂的外層，如圖4-14所

45、示。 圖4-12 內(nèi)圓定義 圖4-13 外圓定義 圖4-14 草圖拉伸 4-15 定義平面（3）在上一步建立的拉伸體的xyplane平面上定義新的平面，偏移于原平面57mm，完成后的平面如圖4-15所示。（4）用草圖設(shè)計(jì)功能，在上一步設(shè)計(jì)的平面上作半徑為320mm的圓；選擇拉伸功能，將其拉伸36mm，結(jié)果如圖4-16所示。（5）利用偏移的平面，即已建立的實(shí)體的端面上，在“草圖”模式中建立半徑為113mm的圓，用拉伸實(shí)體功能，將上一步建立的草圖輪廓同步拉伸，如圖4-17所示。 圖4-16 創(chuàng)建凸臺(tái) 圖4-17 圓定義（6）通過偏移的平面，即已建立的拉伸實(shí)體的端面上，建立直徑為98.5mm的圓輪廓

46、草圖，并將上一步建立的草圖拉伸57mm，如圖4-18所示。（7）利用平面定義功能，在已經(jīng)建立的拉伸體的xy平面上定義新的平面，偏移于原平面36mm，完成后的平面如圖4-19所示。（8）在上一步建立的平面上建立草圖，其圓半徑為167mm和175mm，如圖4-20和圖4-21所示。 圖4-18 拉伸草圖 圖4-19 平面定義 圖4-20 圓定義 圖4-21 外圓定義（9）選擇拉伸功能，對(duì)內(nèi)、外圓分別進(jìn)行拉伸，拉伸36mm和22mm，如圖4-22和圖4-23所示。 圖4-22 拉伸草圖 圖4-23 定義拉伸 圖4-24 定義平面（10）用平面定義功能，在上一步建立的拉伸體的xyplane平面上定義新

47、的平面，偏移于原平面22mm，完成后的平面如圖4-24所示。 圖4-25 圓定義 圖4-26 邊圓定義 圖4-27 定義凸臺(tái) 圖4-28 平面定義 圖4-29 側(cè)圓定義 圖4-30 倒角（11）用草圖設(shè)計(jì)功能，在最初設(shè)計(jì)的平面上作半徑為135.1mm和128.1mm的圓，如圖4-25、圖4-26所示。（12）選擇拉伸功能，將其拉伸1.5mm，作為盤轂的節(jié)圓倒角處，結(jié)果如圖4-27所示。（13）用平面定義功能，在上一步建立的拉伸體的xyplane平面上定義新的平面，偏移于原平面139.2mm，完成后的平面如圖4-28所示。（14）選擇拉伸功能，將其拉伸2mm，然后對(duì)所以的節(jié)圓處用倒圓角功能，在圓

48、柱體的連接邊線上倒半徑為5mm的圓角。結(jié)果如圖4-30所示。（15）選擇xy plane ，建立草圖如圖4-31，圓形的半徑為7mm。（16）選擇xy plane ，建立如圖4-32所示的等邊六邊形，作為螺栓的頂面，其邊長11.472mm。（17）退出草圖模式，對(duì)圖形進(jìn)行拉伸9mm，如圖4-33所示。 圖4-31桿草圖 圖4-32定義尺寸 圖4-33拉伸定義（18）重復(fù)第一步得到的草圖，建立半徑為7mm的圓。（19）用凸臺(tái)功能，對(duì)草圖圓進(jìn)行，拉伸80mm，如圖4-34所示。（20）用倒圓角功能，在圓柱體的連接邊線上倒半徑為4 mm的圓角，如圖4-35、4-36所示。 圖4-34 定義凸臺(tái) 圖4-35 倒角定義（21）選擇xy plane ，建立半徑為7mm的圓形草圖，如圖4-37所示。（22）選擇xy