轎車滑動鉗盤式制動器設(shè)計

轎車滑動鉗盤式制動器設(shè)計,轎車,滑動,鉗盤式,制動器,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：轎車滑動鉗盤式制動器設(shè)計51.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）1.1題目背景、研究意義 當(dāng)今社會，汽車在人們的生活中起著越來越重要的作用，同時，汽車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，以其獨(dú)特的安全性，經(jīng)濟(jì)性，舒適性等眾多指標(biāo)，也對設(shè)計提出了更高的要求。 汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動性能的好壞對汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能，長壽命的的制動系統(tǒng)。該性能的好壞對汽車的行駛和安全有著重要的影響。7目前，轎車的制動器主要是盤式制動器。而轎車絕大部分盤式制動器采用的是滑動鉗盤式制動器。滑動鉗盤式制動器是指僅在制動盤一側(cè)設(shè)有加壓機(jī)構(gòu)的制動鉗，制動鉗可相對于制動盤軸向滑動，并借其本身的浮動，而在制動盤的另一側(cè)產(chǎn)生壓緊力的鉗盤式制動器。 滑動鉗盤式制動器只在制動盤的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可將制動器進(jìn)一步移進(jìn)輪轂，同一組制動塊可兼用于行車和駐車制動器。浮動鉗由于沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了受熱機(jī)會，單側(cè)油缸又位于盤的內(nèi)側(cè)，受車輪隱蔽較少使冷卻條件較好。另外，單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長，也增大了油缸的散熱面積，因此制動液溫度比固定鉗式低30至50度，氣化的可能性比較小。但是由于鉗體是浮動的，必須設(shè)法減少滑動處的磨損和噪聲。17本次設(shè)計的轎車盤式制動器為滑動鉗盤式。由于在此制動器的設(shè)計中，對主要零件進(jìn)行了一下設(shè)計：滑動鉗體及其支架都選用了可鍛鑄鐵，以保證其有高的強(qiáng)度和剛度；鉗體中沒有加工出制動油缸，而將單獨(dú)的油缸裝嵌入鉗體中；活塞選用45號鋼，并做成杯形，降低噪聲和提高耐磨性；制動鉗中有橡膠密封圈以實現(xiàn)間隙的自動調(diào)整；摩擦制動塊，其大部分面積要被活塞壓住，以免卷角引起尖叫聲。因此，所設(shè)計出滑動鉗盤式制動器具有良好的制動性能和效能，較少的磨損和噪聲。這將大大提高轎車制動系統(tǒng)的性能，從而提高轎車行駛的安全性，最大限度的避免因制動器發(fā)生故障而發(fā)生車禍。1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況 在國內(nèi)外的研究中，轎車的滑動鉗盤式制動器早期則側(cè)重于試驗其摩擦特性，隨著用戶對其制動性能和使用壽命要求的不斷提高，有關(guān)其基礎(chǔ)理論與應(yīng)用方面的研究也在深入進(jìn)行中，如摩擦機(jī)理的研究和制動力噪聲的分析，制動噪聲的分析。另外，對目前轎車的滑動鉗盤式制動器的研究和開發(fā)應(yīng)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(jié)構(gòu)，降低成本，電子報警和智能化系統(tǒng)的發(fā)展，使其實用性更強(qiáng)與壽命更強(qiáng)。 摩擦機(jī)理的研究：馬保吉等的研究表面，摩擦力的產(chǎn)生機(jī)理直接決定了摩擦熱的產(chǎn)生機(jī)理。制動開始時，摩擦制動片在制動系統(tǒng)管路壓力的作用下夾緊制動盤，使盤片界面之間產(chǎn)生摩擦力。如果忽略擦料磨損的影響，可認(rèn)為制動器吸收的制動能量全部轉(zhuǎn)換為熱量。研究摩擦了產(chǎn)生機(jī)理的目的在于，在分析制動副表面溫度場時，能夠?qū)δΣ两缑娴臒崃鬟吔鐥l件提出合理的假設(shè)。摩擦制動過程中產(chǎn)生的熱量主要由兩部分組成：一部分是摩擦表面的微凸體與接觸界面的粘結(jié)和斷裂及接觸區(qū)域和周圍材料的塑性變形產(chǎn)生的熱量；另一部分是摩擦材料在一定溫度下的熱降解產(chǎn)生的熱量。第一部分中摩擦界面粘的形成和斷裂、接觸區(qū)域的塑性變形及界面第三體的塑性變形等對摩擦能影響很大。研究表明，消耗在亞表層材料的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消耗于接觸面上的能量，占摩擦熱的絕大部分，且絕大部分轉(zhuǎn)化為熱量。樹脂基復(fù)合摩擦材料子一定溫度下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而降解，降解產(chǎn)物包括固體、液體和氣體。在大氣環(huán)境下，熱降解過程是一種放熱過程，因而成為摩擦制動中產(chǎn)生熱量的一部分。因此，摩擦制動過程中摩擦熱主要產(chǎn)生在接觸區(qū)域具有一定厚度的界面而不是在接觸表面，在溫度場分析中，摩擦熱應(yīng)作為體積熱而不應(yīng)作為表面熱流從接觸表面輸入，同時接觸界面存在一定的接觸熱阻，界面的熱特性不同與摩擦材料基體的熱特性。11 制動噪聲的研究：早期對制動尖叫現(xiàn)象一般簡單地歸結(jié)為當(dāng)靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)或動摩擦系數(shù)隨相對滑動速度的變化率小于零時，制動系統(tǒng)的自激振動問題。1980年，F(xiàn)elske用純試驗方法研究了鼓式制動器的制動尖叫，通過增加底板剛度，制動尖叫被成功抑制。進(jìn)入20世紀(jì)80年代中后期，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐步從簡化模型進(jìn)入對實際制動器結(jié)構(gòu)的研究，定量的解釋制動器噪聲的各類現(xiàn)象。關(guān)于制動器噪聲的研究大多集中在盤制動器，其研究較成熟，有有限元、模態(tài)分析、結(jié)構(gòu)閉環(huán)耦合模式等研究方法。將東鷹等借助有限元和模態(tài)綜合技術(shù)建立了盤式制動器制動尖叫摩擦耦合模型，通過復(fù)特征分析，得到對應(yīng)于每階段振動模態(tài)的阻尼與頻率，模態(tài)阻尼值揭示了哪些模態(tài)不穩(wěn)定并可能產(chǎn)生尖叫，最后運(yùn)用耦合模型研究了摩擦系數(shù)和子結(jié)構(gòu)模態(tài)對制動尖叫的影響。管迪華等從饋入能量的角度探討了制動尖叫噪聲分析方法，在制動摩擦閉環(huán)耦合模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了系統(tǒng)尖叫模態(tài)的饋入能量計算方法。通過基于饋入能量的分析，可直觀的看出一些結(jié)構(gòu)參數(shù)對制動噪聲的影響，如摩擦系數(shù)、制動塊形狀、剛度及有重要影響的子結(jié)構(gòu)模態(tài)振型，并有助于分析抑制噪聲的結(jié)構(gòu)修改方案。該方法對制動器結(jié)構(gòu)制動噪聲的分析具有指導(dǎo)意義。 預(yù)計未來幾年，轎車的滑動鉗盤式制動器主要還是會從如何提高制動盤摩擦效率，降低制動噪聲方面發(fā)展。2.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 2.1本課題主要研究內(nèi)容 、對制動性能的分析，包括制動性能評價指標(biāo)；制動效能；制動效能的恒定性；制動時汽車的方向穩(wěn)定性。 、滑動鉗盤式制動器的設(shè)計計算，包括滑動鉗盤式制動器參數(shù)的確定；制動器的計算；襯塊磨損特性計算；制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計。 、制動器零件的設(shè)計，包括滑動鉗體；固定支架；制動盤；制動塊；活塞；制動系統(tǒng)中的密封問題。 2.2研究方案 滑動鉗盤式制動器在研究時如果對滑動鉗式浮動鉗盤制動器按其浮動型式細(xì)分,又可分為滑動銷式與槽式等幾種。 對于滑動銷式浮動鉗盤制動器,滑動位置的布置對制動鉗的滑動效果影響較大。如果滑動銷的位置布置不當(dāng),則有可能出現(xiàn)制動鉗的滑動效果不佳,產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象,或制動鉗不能回位。所以在設(shè)計滑動銷式浮動鉗盤制動器時,要盡量使滑動銷的位置靠近制動壓力中心,以保證其浮動的可靠性。這種浮動型式的浮動位置布置范圍廣,并能靈活布置。其工藝性也較好。 對于槽式浮動鉗盤制動器,視其所采取槽的型式是直槽還是燕尾槽。如果采用燕尾槽,則由于其燕尾槽的導(dǎo)向性好,而且,燕尾槽一般又布置在制動壓力中心附近,所以制動鉗的浮動能容易保證。但與其它浮動型式相比較,燕尾槽的工藝復(fù)雜,加工困難。另外,燕尾槽式浮動鉗盤制動器在維修方面也不及其它浮動型式方便。如果采用直槽,其導(dǎo)向性比燕尾槽差些,但工藝性則比燕尾槽好。所以采用滑動銷式浮動鉗盤制動器設(shè)計，維修方便，工藝簡單。 2.3研究方法或措施 參考汽車工程手冊制動器設(shè)計選用手冊等，并在圖書館和網(wǎng)上查閱相關(guān)資料。 通過所查得的資料對滑動鉗盤式制動器的工作原理，背景、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢有所了解。 通過所查閱的參考文獻(xiàn)及自己所學(xué)到的理論知識，結(jié)合設(shè)計任務(wù)書和老師的指導(dǎo)對滑動鉗盤式制動器的設(shè)計進(jìn)行初步的研究和規(guī)劃，初步確定制動器的相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步的計算。 對初步取的制動器參數(shù)及初步進(jìn)行的計算結(jié)果結(jié)合相關(guān)的參考文獻(xiàn)和實際，進(jìn)行校核和評估，以確定最終的制動器相關(guān)參數(shù)。然后，開始設(shè)計滑動鉗盤式制動器。 本課題的重點(diǎn)是：滑動鉗盤式制動器裝置結(jié)構(gòu)的零件圖及裝配圖。各個零件參數(shù)的計算。 難點(diǎn)是：要求精度高，對裝置要求的可實用性高 前期已開展工作：查閱滑動鉗盤式制動器裝置結(jié)構(gòu)的相關(guān)資料，了解滑動鉗盤式制動器裝置的組成及裝配關(guān)系；并為進(jìn)一步周密的設(shè)計做好充分的準(zhǔn)備。4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃第1-3周：查閱相關(guān)資料，了解工作原理及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告； 第4-6周：方案論證，深化方案具體實施步驟； 第7-10周：滑動鉗盤式制動器結(jié)構(gòu)的方案的具體方案設(shè)計，圖紙繪制，準(zhǔn)備中期答辯； 第11-15周：撰寫畢業(yè)論文，論文修改，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。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 羅善暓.浮動鉗盤制動器的設(shè)計方法J.建筑機(jī)械,1986,(7):28-31.2 吳學(xué)松. 鉗盤式制動器綜述J.建筑機(jī)械,1996,(8):21-24.3 葛振亮,吳永根,袁春靜.汽車盤式制動器的研究進(jìn)展J.公路與汽運(yùn),2006,(01):9-11.4 張鵬,崔立林,何樂等.液壓盤式制動器模型試驗J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2013,44(6):24-28.5 張秋芹.淺談轎車浮鉗盤式制動器J.科技致富向?qū)?2012,(15):174.6 阮廣東.汽車浮鉗盤式制動器關(guān)鍵技術(shù)研究D.武漢:華中科技大學(xué),2011.7 趙波,范平清.盤式制動器的制動效能和接觸應(yīng)力分析J.機(jī)械設(shè)計與制 造,2011,(9):134-136.8 董建斌.淺談盤式制動器的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)力分析M.科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011,(20):89.9 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