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某轎車制動器的設計分析,指導老師： 答辯人：,,論 文 摘 要,汽車制動系統(tǒng)與行車安全和停車安全息息相關，是汽車底盤的重要組成部分。尤其是盤式制動器，在現(xiàn)在的轎車上應用越來越廣泛，以前受制于制造成本，影響了盤式制動器的廣泛應用，隨著轎車需求量的大幅增加，盤式制動器的需求量更大，所以本文的選題及設計與市場實際相結(jié)合，并結(jié)合工程實際，這對于設計轎車盤式制動器非常重要。這次畢業(yè)設計是以轎車的盤式制動器為研究對象，概括了轎車制動器的國內(nèi)外現(xiàn)狀，指出了研究的目的和意義。本文設計的是浮動鉗盤式制動器。然后，對盤式制動器的主要參數(shù)進行了優(yōu)選，最后對制動器進行了校核計算。,制動系統(tǒng),盤式制動器,制動效能,制動力,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隨便移動。這是駐車制動器發(fā)揮的作用。為了保證行駛安全，汽車上必須裝有制動系，駕駛員根據(jù)實際路況和自身情況，對汽車進行必要的制動。 每輛車都有一個行車制動系統(tǒng)和一個駐車制動系統(tǒng)，前者用于汽車行駛，減速或停止，通常稱為腳踏制動器。后者應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。,,制動系有盤式和鼓式之分，盤式制動的制造成本更高，鼓式制動要相對便宜，從使用壽命來看，盤式制動壽命要長一些。維護和保養(yǎng)方便。 在制動的過程中，由于摩擦生熱，會產(chǎn)生很高的溫度，隨著新材料的制造技術發(fā)展，在制動系上可以采用一些新材料，盤式制動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，對制動性能要求也越來越高，其中汽車在行駛時和停止時的制動是我們考慮的重點，然后依據(jù)制動器的制動形式介紹了電磁式，液力式以及最常用的摩擦式制動器 2. 由于盤式制動器的優(yōu)點多，而且隨著生產(chǎn)力水平的提升，以及成本的降低，盤式制動器愈來愈多的運用到汽車的生產(chǎn)之中，而盤式之中又以鉗盤式制動器運用的最為廣泛，因此本文決定設計鉗盤式制動器。,2.1 制動系統(tǒng)的基本概念,圖1.1 汽車制動系組成 1-制動助力器； 2-制動燈開關； 3-駐車制動與行車制動警示燈； 4-駐車制動接觸裝置； 5-后輪制動器； 6-制動燈； 7-駐車制動踏板； 8-制動踏板； 9制動主缸；10-制動鉗；11-發(fā)動機進氣管； 12-低壓管； 13-制動盤,2.2 鼓式制動器結(jié)構(gòu)形式,鼓式制動器出現(xiàn)要比盤式制動器要早很多?，F(xiàn)在很多轎車、貨車、客車依然采用鼓式制動器，有內(nèi)張型和外束型之分，外束型制動器曾經(jīng)應用在中央制動器，現(xiàn)在的汽車大多沒有中央制動器，應用很少，這里不再介紹。所以通常意義的鼓式制動器指的是內(nèi)張型,2.3 浮動鉗盤式制動器,浮動鉗盤式制動器主要由制動鉗體、制動鉗支架、摩擦制動塊總成、制動盤組成,制動時，如圖所示能夠表示出盤式制動器的工作原理，從工作原理可以分析出制動器的工作過程。駕駛員踩下制動踏板，通過杠桿的作用，第一次擴大制動踏板力，液壓油在制動踏板力作用下，推動活塞腔中液壓油，由于液壓油不可壓縮，從較大容積流入到較小容積內(nèi)部，促使制動力第二次放大制動力。促使制動盤緊緊夾住制動盤。目前來說，盤式制動器的應用越來越廣泛，在家用車領域基本已經(jīng)代替鼓式制動器成為標準配置。,圖中為某中級轎車盤式制動器的工作原理圖 1.制動盤 2.制動鉗體 3.制動塊總成 4.帶磨損報警裝置的制動器總成 5.活塞 6.制動鉗支架 7.導向銷,2.4該轎車制動器結(jié)構(gòu)的最終選擇,盤式制動器具有以下優(yōu)點： （1）制動過程穩(wěn)定。盤式制動器制動時，其制動效能變化穩(wěn)定，對摩擦系數(shù)要求較低，而且其制動盤相對于鼓式制動器散熱性能好，溫度、水的敏感性不高。有利于高速制動或者長時間制動時制動性能的穩(wěn)定。 （2）盤式制動器相對于鼓式制動器尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好。 （3）盤式制動器的制動力矩穩(wěn)定，而鼓式制動器則平衡性能不好。 （4）盤式制動器因其制動盤散熱面積大，并且?guī)в猩峥?，故長時間制動時熱穩(wěn)定性能較鼓式制動器而言比較好，所需的制動力也小于鼓式。 （5）制動力和車速沒有明顯的關系。,綜上所述，該轎車最終選擇盤式制動器。,3.1 制動過程受力分析,整車平面力學分析,對后輪接地點取力矩：,對前輪接地點取力矩：,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，對應的關系為,不同制動強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%同時前輪為55%,4.1制動盤選擇,制動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合金可提高制動盤的剛度和強度。制動盤在制動的時候，由于制動時汽車行駛速度不同，速度較大時，承受的制動載荷更大，速度較低時，承受的制動載荷較小。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，前通風盤，后實心盤。,4.2制動盤選擇,使用的原料選擇時，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 制動鉗的選擇,1.為了削減傳遞到制動液的熱量， 在杯形多活塞的開口端設計的靠 近制動襯塊背板。 有些開口端為 階梯形的活塞，在兩個相對較小 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，活塞的工作表面進行鍍鉻處理。當卡鉗體由鋁合金制成的,4.4摩擦材料選用,1.制動的摩擦材料應該具備高而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的散熱能力，不會因溫度的上升而出現(xiàn)劇烈的下降，而是穩(wěn)定在一個定值左右，與此同時其還應具備有耐磨性好， 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)設計是以轎車的盤式制動器為研究對象，概括了轎車制動器的國內(nèi)外現(xiàn)狀，指出了研究的目的和意義。首先,對盤式制動器和鼓式制動器的結(jié)構(gòu)特點進行了分析比較。本文的設計是浮動鉗盤式制動器。其次設計了盤式制動器的主要參數(shù)，包括制動盤的直徑、厚度、摩擦襯塊的面積、內(nèi)徑以及外徑，以及制動過程中同步附著系數(shù)。然后進行了制動器的設計和計算,包括摩擦襯片磨損程度以及磨損特性的計算、制動器的熱容量和溫升以及盤式制動器的制動力矩的校核與計算，最后對制動器的主要零部件進行了設計與校核。 這次畢業(yè)設計的過程中，學習到了很多制動系統(tǒng)的知識，包括制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型、制動的工作原理和工作過程、制動器的設計計算方法以及優(yōu)化設計過程。但是在設計過程中，遇到了一些困難和挫折，通過詢問和請教周圍的同學，請教指導老師，解決了制動器設計計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，如何合理的設計零部件的結(jié)構(gòu)等，通過不斷的摸索和請教學習，在設計思想和設計方法上有了大幅度的提高，在以后的設計制動器過程中采用不同的設計軟件以及優(yōu)化軟件來對比分析，提高設計和優(yōu)化的準確性以及穩(wěn)定可靠性。,致 謝,在這次設計完成之時，四年緊張而又充實的大學生活就要畫上句號了。大學的時光對我而言是一個非常美好的回憶，在這四年中，我學會了很多東西，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更好! 首先，感謝我的畢業(yè)設計指導趙利華老師。從畢業(yè)設計的選題、提綱的議定、研究方法、篇章結(jié)構(gòu)、理論指導、修改直至最后的各個環(huán)節(jié)都給予了極大的支持和幫助。 其次，在做設計的過程中，要感謝和我一起做畢業(yè)設計的同學。同學之間的相互學習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)設計。 最后，感謝所有課程的授課老師。在四年的學習中，是他們的悉心教導才使我對專業(yè)的認識不斷加深，并最終完成我的大學四年求學生涯。在此，對所有老師表達最由衷的感謝。,感謝各位專家耐心聆聽,指導老師：趙利華 答辯人：張學超,中北大學信息商務學院,