新型盘式制动器的设计(附件)
制动器是制动系统的关键部分，通过支架安装于转向节，使运动中的汽车停止或者减速，是行车安全的重要保证，与传统的鼓式制动器相比较，盘式制动器有着制动效能更为稳定、热稳定性更佳、重量更轻、结构紧凑、维修更为方便等诸多优点，使得鼓式制动器在激烈的市场竞争中逐渐被淘汰。本文设计的是一种新型浮钳式盘式制动器，采用一级减速齿轮和行星轮系作为增力机构将电机输出的力矩放大，再通过螺旋机构将旋转运动转化为直线运动，从而推动刹车块对制动盘进行制动。相对于现有的鼓式制动器，本文设计制动器有着制动稳定、噪声小、输出的制动力矩更大等优点。关键字：盘式制动器，行星轮系，噪声，稳定性，制动力矩； 目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2国内外研究现状及存在的问题 1
1.3主要研究内容 3
1.4本章小结 3
第二章 盘式制动器总体方案设计 4
2.1概述 4
2.2.1新型盘式制动器设计方案 4
2.2.2新型盘式制动器制动原理 4
2.2同步附着系数的选取 5
2.3制动器制动力矩的计算 5
2.4电动机的选择和运动参数的计算 6
2.5本章小结 6
第三章 盘式制动器主要零部件的结构设计及强度校核 7
3.1盘式制动器制动力矩的计算 7
3.2齿轮机构的计算 7
3.2.1 I级减速齿轮的设计 7
3.2.2行星轮系的设计 10
3.3螺旋机构的设计 11
3.4本章小结 13
第四章 盘式制动器制动系统参数选择确定 14
4.1制动盘 14
4.2制动钳 15
4.3制动块及摩擦材料 15
4.4制动间隙 15
4.5本章小结 15
第五章 制动器三维模型的建立 16
5.1三维建模软件Solidworks简介 16
5.2钳体的三维建模 16
5.4新型盘式制动器制的三维装配图 19
5.5二维装配图及部分零件图绘制 21
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
钳 15
4.3制动块及摩擦材料 15
4.4制动间隙 15
4.5本章小结 15
第五章 制动器三维模型的建立 16
5.1三维建模软件Solidworks简介 16
5.2钳体的三维建模 16
5.4新型盘式制动器制的三维装配图 19
5.5二维装配图及部分零件图绘制 21
5.6本章小结 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
近年来随着汽车工业的高速发展，汽车企业的制造水平也有了很大的提高，也对汽车零部件提出了更高的要求，制动器是汽车制动系统组成的重要部分，它的性能好坏直接影响整车和车上人员的安全。由于鼓式制动器在下长坡或者雨雪恶劣环境需要连续制动时制动效果不佳，可靠性不高。根据2008年一项调查数据，说明了我国乘用车中刹车制动器中采用盘式制动器占有率达到了80%，前轮制动器都已经全部采用盘式制动器，可得知盘式制动器已经成为制动器的主要发展方向。
盘式制动器有足够好的制动效能，工作可靠，在任何速度下制动时不丧失操纵性和方向稳定性以防止车辆侧滑，防止水和污泥进入制动器工作表面，制动能力的热稳定性良好[1]，且制动噪声小，作用滞后性良好，摩擦衬片相对于鼓式制动器有足够长的使用寿命，有合适的自动调整间隙机构等等。
制动器对于整车而言，看起来也许不那么明显，然而，它的作用对行车安全是那么的重要。试想一下，一辆正常行驶的汽车在正常情况或者突发情况需要制动停止时，制动器的制动效果不佳或者制动器失效时，其后果轻则汽车损坏或者汽车报废，重则车毁人亡。因此对新型盘式制动器的研究是很有意义的，以至于汽车工业的发展有着重大意义。
1.2国内外研究现状及存在的问题
国内现状及存在问题： 国内学者也对液压盘式制动器的工作原理、结构特点、设计计算方法等进行了一定的研究，秦力一等对轿车盘式制动器进行了多目标模糊优化设计，丁卫东等对工程机械上用的盘式制动器进行了模糊优化设计[2]。对车辆制动系统的研究也一直是国内各高校、汽车研究所和生产厂商的重要课题【2】。2006年，武汉理工大学罗芳、徐达、蔡亚南等人发表了《气盘制动器在我国的发展前景及开发的关键技术》，分析了ADB的自身优势及其在我国的发展前景，及对ADB的关键技术惊醒研究。2005年，浙江大学杨晓明、邱清盈、冯培恩、潘双夏等人发表了《盘式制动器的全性能优化设计》，经过对盘式制动器的深入研究剖析,以制动减速度、热衰退率、热恢复率差、材料成本、加工成本等作为优化对象,全面考虑技术性、经济性和社会性,建立了盘式制动器设计方案全性能优化模型[3]。以实际制动器的设计参数作为初始方案,采用改进的差分进化算法进行优化设计,在保持热衰退率和热恢复率性能不劣化的情况下,制动器的制动性能和经济性能均得到显著提高【3】。
由于我国的汽车工业发展比较缓慢，所以在制动器的设计和制造技术上相对于国外比较落后，通过引进借鉴国外的现金技术，如隆中、万安、元丰、亚太等也可以独立开发生产盘式制动器。盘式制动器在轿车已经普遍应用，目前只有极少数汽车使用前盘后鼓混合制动器，大多数的轿车都采用前后轮盘式制动器，保证在恶劣的环境下能够保持不错的制动效果。但是国内在自主研发和创新能力上还是很难国外比的，在制动滞后时间长、等条件下制动力矩、制动可靠性等等技术上还是有很多需要克服的困难。
国外现状及存在问题： 鼓式制动器的雏形上世纪初期就出现了，刹车鼓的设计在1902年就产生了，最开始不是用在汽车上，而是装在马车上，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用，在盘式制动器没有出现之前鼓式制动器的作用是不可否认，但随着技术的成熟放大了鼓式制动器自身的缺点。鼓式制动器制动力在不同的路面变化很大，散热性不佳，制动器清洁困难，拆装维修耗时长，不便于超控，可靠性不高等等缺点，使得人们对新的制动器的需求越来越迫切。1992年，克诺尔成为欧洲第一家为商务汽车装上四轮制动和拖车制动的制动机制造商，获得第一项商用车辆压缩空气制动装置专利。随着制动器的发展，也遇到了许多问题，如制动器的热稳定性、制动时的抖动及尖叫噪声、两边间隙需要调整、连续制动时可能会失效等等问题。
目前，汽车盘式制动器的设计和制造技术在发达国家已经相当成熟，无论在设计、制造、工艺、还是材料上都是领先国内很多，国外许多汽车研发机构经过长期的探索和测试，气压盘式制动器在各个重要性能方面都好过常规的鼓式制动器，并将气压盘式制动器普遍使用在现代化的载重汽车上。现在许多欧美等发达国家的汽车企业制造的汽车上，均已全部使用气压盘式制动器代替传统的制动器。在国外，气压盘式制动器已属于成熟的产品，早在2004年就已经有一半以上的占有率，到了现在几乎全部取代了鼓式制动器在重型汽车，许多知名的企业都已在自己的领域有了很大突破并形成自己的特点，如克诺尔（knorr）、阿文美驰（arvinmertor）、翰德（haldex）、威伯科（wabco）等知名企业。不但在发展时遇到的问题得到了很好的解决，企业甚至对自身提出了更高的要求，在技术上不断的取得突破，勇于创新。
克诺尔自调机构的单向离合器采用的滚针轴承式离合器的可靠性均比弹簧式离合器的可靠性高，耐磨性好，且在正常工作时间隙为0.5~0.8m
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景与意义 1
1.2国内外研究现状及存在的问题 1
1.3主要研究内容 3
1.4本章小结 3
第二章 盘式制动器总体方案设计 4
2.1概述 4
2.2.1新型盘式制动器设计方案 4
2.2.2新型盘式制动器制动原理 4
2.2同步附着系数的选取 5
2.3制动器制动力矩的计算 5
2.4电动机的选择和运动参数的计算 6
2.5本章小结 6
第三章 盘式制动器主要零部件的结构设计及强度校核 7
3.1盘式制动器制动力矩的计算 7
3.2齿轮机构的计算 7
3.2.1 I级减速齿轮的设计 7
3.2.2行星轮系的设计 10
3.3螺旋机构的设计 11
3.4本章小结 13
第四章 盘式制动器制动系统参数选择确定 14
4.1制动盘 14
4.2制动钳 15
4.3制动块及摩擦材料 15
4.4制动间隙 15
4.5本章小结 15
第五章 制动器三维模型的建立 16
5.1三维建模软件Solidworks简介 16
5.2钳体的三维建模 16
5.4新型盘式制动器制的三维装配图 19
5.5二维装配图及部分零件图绘制 21
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
钳 15
4.3制动块及摩擦材料 15
4.4制动间隙 15
4.5本章小结 15
第五章 制动器三维模型的建立 16
5.1三维建模软件Solidworks简介 16
5.2钳体的三维建模 16
5.4新型盘式制动器制的三维装配图 19
5.5二维装配图及部分零件图绘制 21
5.6本章小结 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
近年来随着汽车工业的高速发展，汽车企业的制造水平也有了很大的提高，也对汽车零部件提出了更高的要求，制动器是汽车制动系统组成的重要部分，它的性能好坏直接影响整车和车上人员的安全。由于鼓式制动器在下长坡或者雨雪恶劣环境需要连续制动时制动效果不佳，可靠性不高。根据2008年一项调查数据，说明了我国乘用车中刹车制动器中采用盘式制动器占有率达到了80%，前轮制动器都已经全部采用盘式制动器，可得知盘式制动器已经成为制动器的主要发展方向。
盘式制动器有足够好的制动效能，工作可靠，在任何速度下制动时不丧失操纵性和方向稳定性以防止车辆侧滑，防止水和污泥进入制动器工作表面，制动能力的热稳定性良好[1]，且制动噪声小，作用滞后性良好，摩擦衬片相对于鼓式制动器有足够长的使用寿命，有合适的自动调整间隙机构等等。
制动器对于整车而言，看起来也许不那么明显，然而，它的作用对行车安全是那么的重要。试想一下，一辆正常行驶的汽车在正常情况或者突发情况需要制动停止时，制动器的制动效果不佳或者制动器失效时，其后果轻则汽车损坏或者汽车报废，重则车毁人亡。因此对新型盘式制动器的研究是很有意义的，以至于汽车工业的发展有着重大意义。
1.2国内外研究现状及存在的问题
国内现状及存在问题： 国内学者也对液压盘式制动器的工作原理、结构特点、设计计算方法等进行了一定的研究，秦力一等对轿车盘式制动器进行了多目标模糊优化设计，丁卫东等对工程机械上用的盘式制动器进行了模糊优化设计[2]。对车辆制动系统的研究也一直是国内各高校、汽车研究所和生产厂商的重要课题【2】。2006年，武汉理工大学罗芳、徐达、蔡亚南等人发表了《气盘制动器在我国的发展前景及开发的关键技术》，分析了ADB的自身优势及其在我国的发展前景，及对ADB的关键技术惊醒研究。2005年，浙江大学杨晓明、邱清盈、冯培恩、潘双夏等人发表了《盘式制动器的全性能优化设计》，经过对盘式制动器的深入研究剖析,以制动减速度、热衰退率、热恢复率差、材料成本、加工成本等作为优化对象,全面考虑技术性、经济性和社会性,建立了盘式制动器设计方案全性能优化模型[3]。以实际制动器的设计参数作为初始方案,采用改进的差分进化算法进行优化设计,在保持热衰退率和热恢复率性能不劣化的情况下,制动器的制动性能和经济性能均得到显著提高【3】。
由于我国的汽车工业发展比较缓慢，所以在制动器的设计和制造技术上相对于国外比较落后，通过引进借鉴国外的现金技术，如隆中、万安、元丰、亚太等也可以独立开发生产盘式制动器。盘式制动器在轿车已经普遍应用，目前只有极少数汽车使用前盘后鼓混合制动器，大多数的轿车都采用前后轮盘式制动器，保证在恶劣的环境下能够保持不错的制动效果。但是国内在自主研发和创新能力上还是很难国外比的，在制动滞后时间长、等条件下制动力矩、制动可靠性等等技术上还是有很多需要克服的困难。
国外现状及存在问题： 鼓式制动器的雏形上世纪初期就出现了，刹车鼓的设计在1902年就产生了，最开始不是用在汽车上，而是装在马车上，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用，在盘式制动器没有出现之前鼓式制动器的作用是不可否认，但随着技术的成熟放大了鼓式制动器自身的缺点。鼓式制动器制动力在不同的路面变化很大，散热性不佳，制动器清洁困难，拆装维修耗时长，不便于超控，可靠性不高等等缺点，使得人们对新的制动器的需求越来越迫切。1992年，克诺尔成为欧洲第一家为商务汽车装上四轮制动和拖车制动的制动机制造商，获得第一项商用车辆压缩空气制动装置专利。随着制动器的发展，也遇到了许多问题，如制动器的热稳定性、制动时的抖动及尖叫噪声、两边间隙需要调整、连续制动时可能会失效等等问题。
目前，汽车盘式制动器的设计和制造技术在发达国家已经相当成熟，无论在设计、制造、工艺、还是材料上都是领先国内很多，国外许多汽车研发机构经过长期的探索和测试，气压盘式制动器在各个重要性能方面都好过常规的鼓式制动器，并将气压盘式制动器普遍使用在现代化的载重汽车上。现在许多欧美等发达国家的汽车企业制造的汽车上，均已全部使用气压盘式制动器代替传统的制动器。在国外，气压盘式制动器已属于成熟的产品，早在2004年就已经有一半以上的占有率，到了现在几乎全部取代了鼓式制动器在重型汽车，许多知名的企业都已在自己的领域有了很大突破并形成自己的特点，如克诺尔（knorr）、阿文美驰（arvinmertor）、翰德（haldex）、威伯科（wabco）等知名企业。不但在发展时遇到的问题得到了很好的解决，企业甚至对自身提出了更高的要求，在技术上不断的取得突破，勇于创新。
克诺尔自调机构的单向离合器采用的滚针轴承式离合器的可靠性均比弹簧式离合器的可靠性高，耐磨性好，且在正常工作时间隙为0.5~0.8m
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3305.html
