惯性式制动器试验台功能及总体结构设计开题报告VIP

1 毕 业 设 计 开 题 报 告 课题名称 惯性式制动器试验台 总体及驱动设计 课题来源 生产实际 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 1课题来源、目的、意义 题目的及意义 随着汽车速度的提高，对汽车行驶安全性提出了更高的要求。因此，改善汽车的制动性， 始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和制动器制造企业对制动器制动性能都提出了各种检测标准，使制动器的性能达到一定水平，以尽量提高汽车安全性和可靠性。 开展汽车制动器惯性试验台架的研究，使其能更好地模拟制动器实际使用模式和环境条件，更真实地反映制动器性能，能够提高制动器研发水平，缩短制动器开发周期，提升制动技术 ;还可以提高制动器测试技术，提高试验台架的设计水平 ;它对制动器产品的研发、质量控制以及整车制动性能的提高都有十分重要的意义。 题背景及国内外研究现状 目前，世界上通用的方法是 用惯性试验台来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项性能。 汽车工业高度发达的发达国家对制动器试验台的研究相对较早，试验技术相对成熟。如德国 国 体现了他们先进而精湛的试验技术。 其中德国 够同时对两个制动器进行试验。它的基本原理就是以一定角速度旋转的惯性飞轮的动能来模拟汽车的动能，并在制动时为被试制动器所吸收。 国内制动器试验技术相对 落后，但随着对国外先进技术的消化吸收和自主创新，国内制动器试验技术也取得了巨大的进步，并填补了这一空缺。典型的国产制动器试验台有天津大学天津内燃机研究所研制的 C/托车和轻便摩托车制动器台架试验方法而开发设计的，采用机械惯量模拟和电惯量模拟相结合的摩托车惯量模拟方式，是用于评价摩托车和轻便摩托车制动器性能的专用检测设备。 本文研究的是一台以机械惯量来模拟汽车 实际惯量的制动器试验台。为了保证试验条件和实际工况的一致性，制动器试验台需要有模拟被制动对象机械能的装置。本试验台采用调速电机作为发动机和负载转速的模拟，以惯性飞轮进行实际系统中汽车的惯量模拟。 随着我国汽车工业和技术的快速发展，无疑给车辆制动器的性能质量和控制方式提出了更新更高的要求。该制动器试验台的研制为进行制动器的基础研究和性能测试提供 了有力的技术手段，对确保汽车制动系统正常可靠工作至关重要，可满足企业准确、快速、有效地对制动器各种综合性能检测的需要，具有广泛的应用前景。 课题研究的主要内 容 本文以设计单端惯性式制动器性能试验台为核心。 过介绍制动器的结构型式，工作原理，为试验台方案的设计提供了很好的理论基础。 先提出了该试验台的技术要求，然后对设计过程中所要考虑的因素，要计算的参数以及参考的原理都作了详细阐述。 实验台上关键部件进行校核 动系统的设计实现 2 试验对象 一般地，鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分为领从蹄式、双领蹄式、双 向领蹄式、单向增力式和双向增力式，它们的制动效能、制动鼓的受力平衡 状态 以及车轮旋转方向对制动效能的影响均不同。 鼓式制动器的原理如图 蹄 1和从蹄 2分别通过支承销 5, 3支 承在制动底板上。制动时轮缸活塞对制动蹄施加力 F，使其绕支承销转动，并抵 靠在制动鼓 4的内圆面上。这时制动蹄 1, 2分别受到制动鼓作用的法向力 I, 制动蹄的切向反力对制动鼓形成一个与其旋转方向相反 的 制 动 力 矩 。 图 式制动器原理图 3吨 9吨汽车制动器的相关参数 制动器整车参数的最大值 600车满载总重； 600 R= = 制动器整车参数的最小值 830车满载总重； 430 R= = 上述技术指标是 制动器 试 验台的 设计依据。 动器试验台技术指标 验样品为 3吨 9吨汽车制动器。 验转速范围： 0 1000r/ 制动力矩范围： 0 10000N m 高试验周期为 60秒。 轮试验次数最高为 1万次。 对制动器进行磨合、衰退等试验。 轮从零速升速到试验转速 5 15秒。 3 预计达到的要求及预计的关键技术 性式制动器试验台的基本原理 总成和零部件的台架试验是制动试验的重要组成部分，它具有试验条件稳定、重复性好、影响因素少、可以对单一或组合要素进行试验、可在苛刻严格的条件下考核总成和系统等特点。本课题主要针对制动机构进行制动器试验 台的设计。 要进行制动器的测试试验，通用的方法是用惯性机构来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项功能。 制动时，汽车的动能包含汽车平移质量运动的动能和旋转机件旋转时所贮藏的动能两部分。惯性式制动器试验台是采用旋转的惯性飞轮 ， 模拟汽车的上述两部分动能，并略去了非制动器的制动作用来进行制动器总成试验的。台架实验中，要使被试制动器总成与装在汽车上的制动器总成的工作状态相同，工作负荷相同。图 3 图 性式制动器试验台工作原理 由动能的概念得知： 221 221 I 由此可知汽车的动能与试验台的动能就有如下的关系： )(2 220 + )(2 2200 = )()(2 220 a 经推导得出： a 20 )( 式中： 汽车等价转动惯量， 2m 0G ：汽车空载质量， Kg 汽车满载质量， Kg r：车轮滚动半径， m 0V ：开始制动时的车速， m/s 制动终了时的车速， m/s ：汽车车轮角速度， s ：汽车转顶机件的当量空车质量系数 以上推导出的是整个汽车质量与试验台惯量的关系式，试验中一般只对一个制动器或两个制动器进行试验测定。汽车上四个车轮中每个车轮承担的负荷，要考虑到前后制动器的制动力分配比： = ：前、后车轮的制动力分配比； 前轮制动器的制动力 后轮制动器的制动力 这样每一个前后制动器负荷所对应的转动惯量为： 1 * g a 2 )( 20 11 * g a 2 )( 20 式中： 前制动器相对应的转动惯量； 后制动器所对应的转动惯量； ：当量空车质量系数，载货车试验中取为 7%； 台架试验中，还要保持试验台主轴转速与试验车速的对应关系： 2*601000 式中： V：车速， Km/h； n：试验台主轴转速， r/ 统一单位后得： n=试验中，在保证试验条件与制动器实际工况相同的条件下，通过惯量飞轮给被试制动器施加一定的驱动 力，即可测得该制动过程中制动器的制动力矩、制动时间、制动管路压力、相当于整车状态的减速度以及制动器的温度等。以上即为惯性式制动器试验台的基本原理。 性式制动器试验台 要求完成 的 试验项目 效能试验 制动初温 60。调整制动输入量，使减速度达到： 类制动器 央制动器 动次数为 5次。 效能试验 制动初速度为： 0km/h、 0km/h、中央制动器为 10km/h。 制动初温 80。调整制动输入量，使减速度达到 ： 类制动器 央制动器 制动次数： 类制动器 5次，中央制动器 3次。 一次静效能试验 按汽车前进和倒退方向分别进行。制动初温 60。 调整制动输入量使减 速度达到下表所给范围的某一值。 表一 制动器类型 减速度范围 A、 03.0 m/s*s 中央制动器 02.0 m/s*s 制动次数：在整个制动减速度范围内至少做 5个测量点，并尽量等分整个制 动减速度范围。 合试验 按汽车前进方向进行试验。 制动初速度 ： 类制动器为 40km/h、中央制动器 10km/h。 制动初温 80。调整制动输入量使减速度达到下表所给值： 表二 制动器类型 车型 减速度 A、 a） 2.0 m/s*s A、 其他 1.5 m/s*s 中央制动器 1.0 m/s*s 制动次数：使制动鼓 (盘）与摩擦衬片 (块）的接触面积达到 80%以上。 至少每间隔 10次记录一次，并调整制动输入量，使减速度满足规定值。 二次静效能试验 重复第一次静效能试验。 效能试验 按汽车前进方向进行试验。 制动初始速度： 类制动器的 a）类车为 80km/h、其他车型力 50km/h， 中央制动器为 20km/h。 制动初温为 80 5，当达下到制动初温要求时，可按磨合试验条件进行升 温。调整制动输入量使减速度达到下表所给范围的某一值。 表三 制动器类型 减速度范围 A、 02.5 m/s*s 中央制动器 01.5 m/s*s 制动次数：在整个制动减速度范围内至少做 5个测量点，并尽量等分整个制 动减 速度范围。 计的关键技术 试技术 设计完成的驱动器试验台要提供准确的实验数据，通过静效能实验和动效能实验，需要获得制动力矩和制动输入量，以及制动器在制动过程中的温度。因此，要对这些数据进行准确的采集。 拟实际制动技术 本试验中，要模拟最大 20吨的制动器试验，要通过传动装置和惯性设备将电动机的转矩传递到制动器上，实现对汽车在实际路框行驶中的模拟，对该试验台的稳定性以及安全系数都有较高要求，同时要有一定的精度要求。 期达到的技术指标有 验车 速范围： 0 120Km/h, 验台模拟惯量调配范围： 动温度测量： 0 1000， 动油压： 0 15 动力矩： 0 30m， 动时间：精确到 台移动距离：最大 其中，根据选题表的任务要求，需要重点确保的技术指标为第 第 第 4 课题研究进展计划 毕业设计具体进度安排见表 1。 表 1 毕业设计具体进度安排表 序号 日 期 1 分析设计任务书，全面了解课题的 原始条件、任务和设计技术要求，明确设计任务及明确设计难点和关键内容。同时了解现生产情况完成毕设实习报告。 第 1周 2 收集和阅读有关资料，参考类似产品，进行分析、对比、论证。 第 2周 3 根据任务要求完成试验台台体总布置、台架驱动部分的方案论证 ， 撰写开题报告。 第 3 4周 4 机械部分原理图设计； 4 5周 5 试验台总体设计、台架驱动部分的设计，以及相关的设计与计算等方面的工作。 6 10周 6 机械部分拆画零件图，软、硬件整体调试，完成所要求的全部图纸绘制； 9 12周 7 撰写、整理毕业设 计说明书 第 8 毕业设计说明书、任务书、图纸等资