某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含6張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告+中期報告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj23

某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含6張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告+中期報告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj23

某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析

某轎車制動器的設(shè)計與分析

摘要：汽車制動系統(tǒng)與行車安全和停車安全息息相關(guān)，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(yīng)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(yīng)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(shè)計需要結(jié)合市場實際，并與工程需要相結(jié)合，這對于設(shè)計轎車盤式制動器非常重要。

    這次畢業(yè)設(shè)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(jìn)行了分析比較。本文設(shè)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(jìn)行了優(yōu)選，并且對制動器進(jìn)行了校核計算，最后對制動器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了CAD制圖。

關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)；盤式制動器；制動效能；制動力

The design and analysis of the car brake

Abstract：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.

  The graduation design is based on the disc brake of the car as the research object, summarizes the domestic and international status of the car brake, pointed out the purpose and significance of the study. Firstly, the structural characteristics of disc brakes and drum brakes are analyzed and compared. The design of this paper is designed as floating clamp disc brake. Then, the main parameters of the disc brake are designed, and the brake is checked and calculated. Finally, the structure of the brake is CAD drawing.

Keywords：The braking system; Disc brake; The braking effectiveness; Braking force

目  錄

摘要I

AbstractII

1 緒論 1

1.1 制動系統(tǒng)的基本概念 1

1.2 制動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 2

1.3  課題主要內(nèi)容 4

1.4  課題研究方案 5

2 制動器的結(jié)構(gòu)形式選擇 6

2.1 鼓式制動器結(jié)構(gòu)形式簡介 6

2.2 浮動鉗盤式制動器 7

2.3 該轎車制動器結(jié)構(gòu)的最終選擇 9

3  制動器主要參數(shù)及其選擇 10

3.1  制動過程受力分析 10

3.2  同步附著系數(shù) 14

3.3 盤式制動器主要參數(shù)的確定 15

4 制動器的設(shè)計計算 17

4.1 摩擦襯塊的磨損特性計算 17

4.1.1 比能量耗散率 17

4.1.2  比滑磨功 18

4.2  制動器的熱容量和溫升核算 18

4.3 盤式制動器制動力矩的計算 19

5 制動器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 22

5.1  制動盤 22

5.2  制動鉗 22

5.3  制動塊 24

5.4  摩擦材料 24

5.5  制動輪缸 26

5.6制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇 26

6 結(jié)論 29

參考文獻(xiàn) 30

致謝 31

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制動器裝配圖.dwg

制動摩擦片總成.dwg

制動盤.dwg

制動系統(tǒng)示意圖.dwg

制動鉗.dwg

制動鉗支架.dwg

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某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析中期報告.doc

某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析任務(wù)書.doc

某轎車浮動鉗盤式制動器的設(shè)計與分析開題報告.doc

盤式制動器外文翻譯.doc

1 動系統(tǒng)原理 摩擦力 摩擦力的定義為抵抗兩個物體之間相對運動的一種力。當(dāng)兩個面接觸在一起，并產(chǎn)生相對運動時，就會產(chǎn)生摩擦力（如圖 45摩擦力的大小取決于兩點：物體的表面粗糙度和兩接觸面之間所受壓力的大小。 圖 45兩個物體表面接觸到一起時，就會產(chǎn)生摩擦力。制動系統(tǒng)就是通過產(chǎn)生摩擦力來使汽車停止運動或者減速行駛的。 熱能 當(dāng)發(fā)生摩擦運動運動時，動能（運動中的能量）就會轉(zhuǎn)化為熱（熱）能量。動能越大，產(chǎn)生的熱量就越多，因此必須要有足夠的間歇時間來散發(fā)熱量。汽車在運動產(chǎn)生中產(chǎn)生的能量的大小 ，或者稱之為動能大小，主要取決于汽車的重量和汽車行駛的速度。因此，剎車時必須要盡量減少熱量的產(chǎn)生。 摩擦力和制動系統(tǒng) 在任何制動系統(tǒng)中，摩擦力的大小是由控制器控制的。通過改變摩擦力，可以使汽車停止運動，而且汽車在不同的行駛條件下，汽車的速度大小可以隨坐標(biāo)曲線而變化。摩擦力的控制是通過一個固定的制動蹄或是制動板，傳遞給一個旋轉(zhuǎn)的制動鼓或者是制動盤。當(dāng)駕駛員踩在制動腳踏板上的力增大時，摩擦力也會隨之曾加。 在制動摩擦力的作用下，車輪會逐漸停止轉(zhuǎn)動，輪胎也會隨之停止轉(zhuǎn)動。然而，輪胎和地面之間也會產(chǎn)生摩擦力。制動器 上產(chǎn)生的摩擦力必須與輪胎與地面之間產(chǎn)生的摩擦力大小相匹配。如果與地面接觸的輪胎不能產(chǎn)生摩擦力，就會產(chǎn)生車輪鎖死和車輪打 2 滑的現(xiàn)象。如果車輪不產(chǎn)生鎖死的現(xiàn)象，汽車會更安全可靠的停止運動。車輪在鎖死的情況下會產(chǎn)生非常危險的后果，尤其是在沒有驅(qū)動控制的輪胎和路面之間產(chǎn)生摩擦。為了控制任何一個車輪在減速時出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，人們已經(jīng)開始廣泛使用電腦控制的制動器。 鼓式制動器的基本操作原理 鼓式制動器大致是由一個用螺栓固定在車輪上的鑄造鼓構(gòu)成的，而且鑄造鼓也可以隨車輪一起轉(zhuǎn)動。在鑄造鼓的內(nèi)部有一個依靠一套制動蹄連接的制動板 。鑄造鼓內(nèi)的其它部分也是連接在制動板上的，包括一個液壓缸，以及一些彈簧和連接桿。制動蹄和摩擦材料連接在一起。當(dāng)制動器工作時，摩擦材料就會貼附在制動鼓的內(nèi)表面（圖 45制動器一旦開始工作，制動蹄就會在力的作用下緊貼在制動鼓的內(nèi)表面，從而產(chǎn)生摩擦力。 圖 45一個鼓式制動系統(tǒng)中，制動蹄被強制向外壓緊在制動鼓上，從而產(chǎn)生所需的摩擦力。 制動蹄的激勵原理 當(dāng)剎車系統(tǒng)開始工作時，制動蹄的自己離作用是很重要的。當(dāng)剎車制動作用時，在摩擦力的帶動作用下，制動蹄就會繞著制動蹄樞軸點旋轉(zhuǎn)，，就像圖 45示的 那樣。當(dāng)制動蹄和制動鼓旋轉(zhuǎn)的方向一致時，主制動蹄和副制動蹄產(chǎn)生的摩擦力，就會使得制動蹄緊緊地貼附在制動鼓的內(nèi)表面。這種現(xiàn)象就被稱作是制動蹄的自激勵作用。 3 圖 45制動系統(tǒng)工作時，主制動蹄會先做出反應(yīng)。然后主制動蹄會推動副制動蹄向相反方向運動。 伺服式制動器 伺服式制動器就是一種把一個相對較小的力轉(zhuǎn)化為一個較大的力的一種設(shè)備。在當(dāng)今大部分汽車當(dāng)中，伺服式制動器被用來依靠液壓缸內(nèi)部的一種液壓力來引導(dǎo)制動蹄向外運動。這種壓力是來自于操縱者的腳。這種作用將會推動制動蹄向外運動，致使制動蹄緊緊地貼附在制動 鼓上。 主制動蹄和副制動蹄的工作原理 在一個鼓式制動器的系統(tǒng)當(dāng)中，有一個主制動蹄和一個副制動蹄，就像圖 45示的那樣。當(dāng)剎車系統(tǒng)開始工作時，主制動蹄先做出反應(yīng)。在這里面會產(chǎn)生一個較弱的回位彈力。制動蹄就會離開原來的位置，然后就會貼在制動鼓的表面。當(dāng)制動蹄接觸到制動鼓的表面時，制動蹄就會產(chǎn)生激勵，強制制動蹄緊緊地旋附在制動鼓上，從而導(dǎo)致摩擦力迅速增大。 在這期間，副制動蹄也會做出反應(yīng)。當(dāng)主制動蹄開始運動時，主制動蹄就會推動或者把副制動蹄移動到制動鼓的底部。這個動作就會使得副制動蹄隨制動鼓在同一個方向上運動 。我們會注意到，副制動蹄將不會再向上運動，因為它會被強制的固定在這個位置上。這個動作也會導(dǎo)致副制動蹄產(chǎn)生激勵的作用。伺服制動系統(tǒng)就會發(fā)生作用，從而在制動蹄上產(chǎn)生出一個連續(xù)的作用。 4 來自液壓缸內(nèi)的驅(qū)動力只能推動一個制動蹄。通常液壓缸會產(chǎn)生一個很小的壓力來推動制動蹄工作。然而，由于制動器的激勵作用，除了制動蹄與制動鼓的運動方向相反以外，這種力是不存在的。 盤式制動器的基本操作原理 在許多汽車當(dāng)中，盤式制動器和鼓式制動器是合在一起使用的。在許多汽車中，盤式制動器通常被用在汽車的前輪上，然而鼓式制動器會被用在汽車的 后輪上。盤式制動器通常也會安裝在十速自行車上使用。這種制動器的摩擦力是由剎車片產(chǎn)生的，就像圖45示的那樣。剎車片被擠壓，或者是夾緊在正在旋轉(zhuǎn)的制動盤上。剎車盤有時也會被稱作是轉(zhuǎn)子，會被安裝在輪輞上和輪胎上。轉(zhuǎn)子是由生鐵制作而成的，通常會被安裝在機器的兩邊。剎車片是被安裝在金屬板上的，他是靠液壓缸內(nèi)的活塞驅(qū)動的。 圖 45盤式制動系統(tǒng)中，通常會使用兩個剎車片作用在一個轉(zhuǎn)子上，從而產(chǎn)生停車所需要的摩擦力。 制動鉗的工作原理 在盤式剎車系統(tǒng)中，活塞被安裝在制動鉗的上。制動鉗是不會旋轉(zhuǎn)的，因為它是安裝在汽車上的一部分固定結(jié)構(gòu)。制動鉗是一個裝載著包括液壓活塞和液壓缸的殼體。制動鉗的結(jié)構(gòu)還包括密封圈、彈簧和用來使活塞和制動片產(chǎn)生運動的通道。 剎車片在轉(zhuǎn)子上的作用力是垂直于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的（如圖 45這是不同于鼓式制動剎車系統(tǒng)的。盤式制動器被認(rèn)為是沒有自激勵系統(tǒng)的。這就意味著在同一個制動過程中，它需要獲得更大的制動力。正是由于這個原因，盤式制動器通常被用在動力驅(qū)動輪的制動上。 5 圖 45盤式制動系統(tǒng)中，剎車片的作用方向是垂直于轉(zhuǎn)子的。 固定式制動鉗的設(shè)計方案 這里有兩種制動鉗的設(shè)計方案：固定式 制動鉗和浮動式制動鉗。固定式制動鉗的設(shè)計方法，是將制動鉗直接安裝在汽車框架或者轉(zhuǎn)向部件上。每一個剎車盤依靠一個活塞來驅(qū)動。圖 45我們展示了固定式制動鉗的設(shè)計方案。 圖 45定式制動鉗是保持固定不動的，它是靠剎車片向里或者是向外運動來產(chǎn)生摩擦力的。在這個系統(tǒng)中是有兩個活塞的。 浮動式制動鉗的設(shè)計方案 在浮動式制動鉗的設(shè)計方案中，制動鉗的主殼體是允許在支撐架上，向里或者是向外運動一小段距離的。而且它只有一個活塞安裝在制動鉗的一側(cè)。制動鉗的另一側(cè)只是安裝了一個摩擦板。當(dāng)制動系統(tǒng)開始工作時，液壓缸 內(nèi)產(chǎn)生的液壓力推動活塞向一個方向上運動。整個制動鉗的殼體自由的向其相反的方向移動。當(dāng)制動板接觸到轉(zhuǎn)子時，活塞板就會和制動鉗的另一側(cè)的摩擦板產(chǎn)生一個大小相等的力。圖 45為我們展示里浮動式制動鉗的設(shè)計思路。 6 圖 45動式制動鉗是允許在支撐架上向內(nèi)或是向外運動一小段距離的。在這個系統(tǒng)中只有一個活塞。 制動液 制動液在制動系統(tǒng)中扮演了一個重要的角色。在任何一個制動過程中，制動液用于將操縱者腳上的力傳遞到液壓缸和活塞上。制動液是不能夠被壓縮的，然而氣體是可以被壓縮的，就像圖 45示的那樣。隨著壓力 的增加，任何在液壓制動系統(tǒng)中的空氣就會受到壓縮，從而減小系統(tǒng)中所需要傳遞的力。這就是為什么要把液壓系統(tǒng)中的空氣趕出去的重要原因。為了達(dá)到這個目的，必須要把制動系統(tǒng)中的空氣驅(qū)除出去。這個過程被稱作是制動系統(tǒng)的放氣過程。 圖 45動液在剎車系統(tǒng)中得到使用是因為它不能被壓縮的。然而氣體是可以被壓縮的，所以氣體必須從液壓系統(tǒng)中清除出去。 7 液壓系統(tǒng)的工作原理 在汽車的制動系統(tǒng)中是通過液壓系統(tǒng)來傳遞操縱者腳上的力，使之變?yōu)閮蓚€物體表面的摩擦力。在圖 45，當(dāng)制動腳踏板被踩下的時候，就會使得液壓缸內(nèi)產(chǎn)生一個壓力。這個壓力就會通過液壓線路傳遞到各個車輪的液壓缸內(nèi)。我們會注意到，在整個壓力系統(tǒng)中的每一點的壓力大小是相等的。 圖 45駕駛員踩下制動踏板時，液壓系統(tǒng)的壓力隨之增加，而且壓力會被傳遞到每一個液壓缸內(nèi)來操控制動系統(tǒng)。 動力和壓力 在整個封閉的液壓系統(tǒng)中，剎車和活塞兩者之間的力，有一種特殊的關(guān)系。如果一個大小為 100 磅的力作用在一個面積為 1 平方英尺的活塞上面，那么在每平方英寸上將會產(chǎn)生 100 磅的壓力。也就是說，如圖 45示的那樣，如果在這個液壓系統(tǒng)中有其他的活塞，他們將會因為尺寸的不同而產(chǎn)生 一個大小不等的壓力。一個尺寸為 1/2 平方英寸的活塞能產(chǎn)生一個 50 磅力。一個 1 平方英寸的活塞上會產(chǎn)生一個 100 磅的力。一個 2 平方英寸的活塞會產(chǎn)生一個 200 磅的力。這個例子告訴我們，在一個大小確定的力作用在一個液壓系統(tǒng)中將會產(chǎn)生大小不同的力的作用，這主要是一句活塞面積的大小而定的。 在液壓系統(tǒng)中，制動液只會做非常微小的運動。制動系統(tǒng)中，只是依靠動力和壓力來工作的。在實際工作過程中，制動液僅僅是被用作于把操作者腳上產(chǎn)生的動力和壓力傳遞到活塞和摩擦盤上。 8 圖 45壓系統(tǒng)中的壓力會隨著活塞尺寸的不同而發(fā)生 改變。 （材料 9 is as a to is of on of of is in is to of be to of of or on of of be to is n of is by be be on in of is by a or a or on As is by is is on 10 be by of on up if is no of to of F of a is to is a a of to to a a of 5of it is to be is to as in to of is 11 is a a a to to a a is by s is of n a as a to is it to is on 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