东风ke5v载货车鼓式制动器设计和优化(附件)【字数：11894】
摘 要随着汽车行业的发展，汽车已经越来越普及化，而随着汽车数量的增加，其造成的交通事故也在不断增加。制动系统是汽车上各种系统中最重要的一个，担任着保护驾驶员和行人安全重要责任，设计和优化更好的制动系统具有重要意义。制动器分为鼓式与盘式两种，虽然未来的汽车上盘式制动器取代鼓式制动器是必然的结果，但是在目前国内外的汽车行业中，鼓式制动器依然是受各种载货汽车厂商的青睐，其成本小，制动效能大等优点是大多数厂商选择的理由。本文就以东风的一款轻型载货汽车为目标，设计一套鼓式制动器，并优化。提高制动器的安全性与可靠性。首先进行了在各种形式的鼓式制动器中的选择，并对关键参数进行选择与计算，并且对部分零部件进行三维建模然后仿真，找到更加优化的方案。
目 录
第一章 绪论1
1.1概论1
1.2国内外研究现状1
1.3设计目标2
第二章 鼓式制动器的方案选择3
2.1鼓式制动器的形式结构3
2.2制动驱动机构的结构形式选择4
第三章 鼓式制动器结构参数选择5
3.1制动鼓直径确定5
3.2制动蹄摩擦包角和宽度的确定6
3.3摩擦片初始角的选取7
3.4摩擦片系数7
3.5制动器中心到张开力F0作用线的距离e7
3.6制动蹄支撑点位置坐标a和c8
第四章 鼓式制动器主要零部件的设计9
4.1主要零部件的设计9
4.1.1制动鼓9
4.1.2制动蹄9
4.1.3制动底板10
4.1.4制动蹄的支撑10
4.1.5制动轮缸10
4.1.6自动间隙调整机构10
4.1.7制动蹄回位弹簧11
4.2 使用 UG NX10.0进行主要零部件的三维建模11
4.2.1 UG NX10.0软件简介11
4.2.2 使用UG进行主要零部件的建模12
第五章 基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
于ANSYS的鼓式制动器的仿真分析14
5.1 ANSYS软件简介14
5.2 使用仿真软件进行仿真并分析结果14
5.2.1制动蹄有限元模型14
5.2.2制动蹄强度刚度分析14
5.3分析结果并优化21
结束语22
致谢23
参考文献24 第一章 绪论
1.1概论
无论是鼓式制动器还是盘式制动器，都是制动系统的一部分。想要对制动器进行研究，就必须要了解制动系统的组成和工作原理等知识。制动系统的最主要作用就是让一辆行驶中的汽车以适当的减速度减速行驶直到车辆停止或者是在下坡等路况可以以一个平稳的车速行驶，或者是可以让汽车可靠的停止在原地。
综上所述，一辆汽车的制动系统必须要要包含两套不同的制动装置，就是行车时的制动系统（包括前进与倒车）和驻车时的制动系统。此外还要有在行车制动装置失效时能起制动作用的第二制动系统（许多国家已经把汽车必备第二制动系统写入制动法规中）。最后还有辅助制动系统，可以在下坡时保持车速，但不能是车辆立即停止。
制动系统的制动器分为两种，即鼓式制动器与盘式制动器，前者现已广泛运用于轿车等轻型车上，在未来更是会完全取代鼓式制动器。而后者作为最先出现的制动器，一度运用在全世界所有汽车上，直到盘式出现后，才渐渐被取代，但在载货汽车上，鼓式制动器的性价比与制动效能都优于盘式制动器，因此本文就根据东风的一款载货汽车进行鼓式制动器的设计与优化，以提高其安全性与可靠性。
1.2国内外研究现状
对于鼓式制动器的研究，国内外都已经有很成熟的研究经验或者说成果。米洁、吴欲龙提出车辆在高速行驶紧急制动时摩擦副温升不能太高,以免发生热衰退现象,降低制动效能，另外,制动器有效尺寸的减小将给整车布局留下更广阔的空间[1]。这是从降低热衰退，减小制动蹄尺寸的方向进行改进和优化。伍文明等发现传统手动纯机械式汽车制动器间隙调节方法存在许多不足,提出了一种制动器间隙自动调节技术，以启辰341制动器为例,针对棘轮、拨板结构的鼓式制动器自调机构分析其自调原理、间隙计算和调整方法[2]。王吉忠等提出制动器是汽车的重要安全装置,并且为对汽车鼓式制动器进行性能分析和结构轻量化设计,使用了UG软件建立了制动器零件三维实体模型和装配模型[3]。罗明军等基于鼓式制动器实体模型建立了其有限元模型,为了更真实模拟制动器的工作状态,将制动蹄、制动鼓和摩擦衬片作为一个整体进行分析,研究了其工作状态下摩擦衬片的压力分布、制动力矩、制动器的应力分布和制动器的变形[4]。马迅等运用ANSYS Workbench平台建立了某鼓式制动器的三维有限元模型，研究了制动力矩在制动过程中的变化规律,反算出制动效能因素,得出促动力重新分配后接触压强的分布特性及制动器的等效应力[5]。Xiao Bin Ning等提出了制动器的要求不仅包括其性能，还包括其舒适性，适用性和工作寿命，这些必须有很高水平[6]。本文的研究内容或多或少参考了以上的文献，同样使用了UG进行三维建模，使用了ANSYS分析软件进行仿真，然后分析优化。
1.3设计目的
本课题设计目的是，实现制动系统在紧急情况下能安全可靠制动，并停车。
第二章 鼓式制动器的方案选择
2.1鼓式制动器的形式结构
鼓式制动器是比盘式制动器早很多出现的制动系统，有着众多不同形式结构的分类，各种各样的鼓式制动器类型的其主要的分别是：①制动蹄蹄片固定支撑的个数与分布方式各不同。②张开机构（一般指制动轮缸）的模式与个数各不同[7]。③制动时两个制动蹄之间有没有彼此产生作用力。大概分为六种形式结构：
1.领从蹄式。制动鼓跟着车轮进行旋转，张开时的旋转方向跟制动鼓也就是车轮旋转方向一样的蹄就是领蹄，与之相反，张开时的旋转方向跟制动鼓也就是轮毂的旋转方向相反的蹄就是从蹄。而当汽车倒车时，本来的领蹄，也就是张开旋转方向就会因为车轮倒转从而产生与轮毂旋转相反的力矩，变成从蹄，原来的从蹄将变为领蹄。所以，这种在汽车前行和倒车时都有一对领蹄和从蹄的鼓式制动器就是领从蹄式制动器。
目 录
第一章 绪论1
1.1概论1
1.2国内外研究现状1
1.3设计目标2
第二章 鼓式制动器的方案选择3
2.1鼓式制动器的形式结构3
2.2制动驱动机构的结构形式选择4
第三章 鼓式制动器结构参数选择5
3.1制动鼓直径确定5
3.2制动蹄摩擦包角和宽度的确定6
3.3摩擦片初始角的选取7
3.4摩擦片系数7
3.5制动器中心到张开力F0作用线的距离e7
3.6制动蹄支撑点位置坐标a和c8
第四章 鼓式制动器主要零部件的设计9
4.1主要零部件的设计9
4.1.1制动鼓9
4.1.2制动蹄9
4.1.3制动底板10
4.1.4制动蹄的支撑10
4.1.5制动轮缸10
4.1.6自动间隙调整机构10
4.1.7制动蹄回位弹簧11
4.2 使用 UG NX10.0进行主要零部件的三维建模11
4.2.1 UG NX10.0软件简介11
4.2.2 使用UG进行主要零部件的建模12
第五章 基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
于ANSYS的鼓式制动器的仿真分析14
5.1 ANSYS软件简介14
5.2 使用仿真软件进行仿真并分析结果14
5.2.1制动蹄有限元模型14
5.2.2制动蹄强度刚度分析14
5.3分析结果并优化21
结束语22
致谢23
参考文献24 第一章 绪论
1.1概论
无论是鼓式制动器还是盘式制动器，都是制动系统的一部分。想要对制动器进行研究，就必须要了解制动系统的组成和工作原理等知识。制动系统的最主要作用就是让一辆行驶中的汽车以适当的减速度减速行驶直到车辆停止或者是在下坡等路况可以以一个平稳的车速行驶，或者是可以让汽车可靠的停止在原地。
综上所述，一辆汽车的制动系统必须要要包含两套不同的制动装置，就是行车时的制动系统（包括前进与倒车）和驻车时的制动系统。此外还要有在行车制动装置失效时能起制动作用的第二制动系统（许多国家已经把汽车必备第二制动系统写入制动法规中）。最后还有辅助制动系统，可以在下坡时保持车速，但不能是车辆立即停止。
制动系统的制动器分为两种，即鼓式制动器与盘式制动器，前者现已广泛运用于轿车等轻型车上，在未来更是会完全取代鼓式制动器。而后者作为最先出现的制动器，一度运用在全世界所有汽车上，直到盘式出现后，才渐渐被取代，但在载货汽车上，鼓式制动器的性价比与制动效能都优于盘式制动器，因此本文就根据东风的一款载货汽车进行鼓式制动器的设计与优化，以提高其安全性与可靠性。
1.2国内外研究现状
对于鼓式制动器的研究，国内外都已经有很成熟的研究经验或者说成果。米洁、吴欲龙提出车辆在高速行驶紧急制动时摩擦副温升不能太高,以免发生热衰退现象,降低制动效能，另外,制动器有效尺寸的减小将给整车布局留下更广阔的空间[1]。这是从降低热衰退，减小制动蹄尺寸的方向进行改进和优化。伍文明等发现传统手动纯机械式汽车制动器间隙调节方法存在许多不足,提出了一种制动器间隙自动调节技术，以启辰341制动器为例,针对棘轮、拨板结构的鼓式制动器自调机构分析其自调原理、间隙计算和调整方法[2]。王吉忠等提出制动器是汽车的重要安全装置,并且为对汽车鼓式制动器进行性能分析和结构轻量化设计,使用了UG软件建立了制动器零件三维实体模型和装配模型[3]。罗明军等基于鼓式制动器实体模型建立了其有限元模型,为了更真实模拟制动器的工作状态,将制动蹄、制动鼓和摩擦衬片作为一个整体进行分析,研究了其工作状态下摩擦衬片的压力分布、制动力矩、制动器的应力分布和制动器的变形[4]。马迅等运用ANSYS Workbench平台建立了某鼓式制动器的三维有限元模型，研究了制动力矩在制动过程中的变化规律,反算出制动效能因素,得出促动力重新分配后接触压强的分布特性及制动器的等效应力[5]。Xiao Bin Ning等提出了制动器的要求不仅包括其性能，还包括其舒适性，适用性和工作寿命，这些必须有很高水平[6]。本文的研究内容或多或少参考了以上的文献，同样使用了UG进行三维建模，使用了ANSYS分析软件进行仿真，然后分析优化。
1.3设计目的
本课题设计目的是，实现制动系统在紧急情况下能安全可靠制动，并停车。
第二章 鼓式制动器的方案选择
2.1鼓式制动器的形式结构
鼓式制动器是比盘式制动器早很多出现的制动系统，有着众多不同形式结构的分类，各种各样的鼓式制动器类型的其主要的分别是：①制动蹄蹄片固定支撑的个数与分布方式各不同。②张开机构（一般指制动轮缸）的模式与个数各不同[7]。③制动时两个制动蹄之间有没有彼此产生作用力。大概分为六种形式结构：
1.领从蹄式。制动鼓跟着车轮进行旋转，张开时的旋转方向跟制动鼓也就是车轮旋转方向一样的蹄就是领蹄，与之相反，张开时的旋转方向跟制动鼓也就是轮毂的旋转方向相反的蹄就是从蹄。而当汽车倒车时，本来的领蹄，也就是张开旋转方向就会因为车轮倒转从而产生与轮毂旋转相反的力矩，变成从蹄，原来的从蹄将变为领蹄。所以，这种在汽车前行和倒车时都有一对领蹄和从蹄的鼓式制动器就是领从蹄式制动器。
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