乘用车后轮盘式制动器设计（全套含CAD图纸）
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本科毕业设计（论文） 开题报告 题 目： 后轮盘式制动器设计 学 院： 机电与车辆工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 （工程机械） 学生姓名： 学 号： 指导教师： 1 一、选题背景 汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的 安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 车辆在形式过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。 汽车的制动过程实际上是一个能量转换过程，它把汽车行驶时产生的动能转换为热能。制动器是制动系中最主要的一个部件，是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动 趋势的力的部件。制动器可分为盘式制动器和鼓式制动器，现代轿车上大都采用盘式制动器，原因有以下几点：首先，盘式制动器制动力大且稳定，在各种路面都有良好的制动表现，制动效能远高于鼓式制动器，浸水后效能降低也较少，只须经一两次制动即可恢复正常。其次，高速行驶的汽车如果频繁使用制动器制动，制动器因摩擦会产生大量的热量，使制动器温度急剧升高，如果不能及时的为制动器散热，它的效率就会大大降低，影响制动性能，出现所谓的制动效能的热衰退现象，而使用盘式制动器的汽车，空气直接流经盘式制动器，故盘式制动器的散热性很好，热衰退现象比起鼓式的也好很多。另外，制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大。较容易实现间隙自动调整，其他维修作业也较简单。但是盘式制动器结构较鼓式制动器复杂，对制动钳、管路系统设计要求也比较高，而且造价高于鼓式制动器。 现代汽车普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素，因此改进制动器机构、解决制约其性能的突出问题具有非常重要的意义。 。 二、国内外现状 伴随着我国汽车工业的飞速发展，在国外先进技术的渗入和影响下，盘式制 动器在我国的汽车工业上所应用的比重在逐年提高。由于盘式制动器的应用，大大提高了整车的性能、提高了舒适性、满足了人们对汽车要求的标准。 在轿车、轻卡、微型车及 方面：目前，采用混合制动的车子的比重越来越大。因为人们观念正在逐步转变，经济性、实用性开始主导着人类的思想。混合制动 2 的车子，前轮一般采用盘式制动的形式，而后轮往往采用鼓式的。制动时，在惯性的影响下，车子前轮所承受的负荷很大，往往会占到整车全部负荷的 70%至 80%。故，前轮制动力远远大于后轮。所以出于成本上的考虑，生产厂家为了降低成本，一般采用混合 匹配的方式。目前的大部分轿车、皮卡及 采用的是前盘后鼓式混合制动器。相关部门统计，在 2004 年，我国共生产混合制动的车子约为 110 万辆。但随着人们对汽车要求的提高以及道路交通状况的改观，尤其在国家强制性的法规出台后，无论前轮还是后轮都采用盘式制动器终将成为主流。 大型客车在制动器方面的应用：气压盘式制动器、电磁制动器以及液压制动器产品可靠性总体良好，技术先进性明显。我国于 1997 年在大客车及载重车上首推了 由于大多数都是进口的，所以价格相对来说比较昂贵，所以出于经济性的考 虑，大都用在了高端车上。但是自 2004 年 7 月 1 日起，在国家交通部有关文件的强制规定下，北京、上海、广州、武汉、长沙、深圳等一二线城市的公交公司，都陆续先后为大客车匹配了气压盘式制动器。伴随着这股潮流，国产盘式制动器也得到了迅速的发展。 国外汽车研发机构经过多年的研究和试验，气压盘式制动器在所有的主要性能方面都优于传统的鼓式制动器，并将其广泛使用在新型的载重汽车上。现在一些欧洲汽车公司制造的汽车上，均已开始大量使用气压盘式制动器总成（这种气压盘式车轮制动器装配组装在汽车的前后车桥总成上）。气压盘式制动器与传统 的鼓式制动器相比在制动性能等方面的有明显的优势，主要表现在以下几个方面。 (1)制动力和安全性：在间断制动状态下，鼓式与盘式制动器的制动能力相差不大。但盘式制动器在制动响应和制动控制方面的表现更好一些。但在连续制动过程中，两种制动器的差别很大。在长距离的坡路上驶下（如下山），盘式制动器在固定的制动压力下，完全不失去初始性能，汽车能全程保持一定的速度行驶。相反，装有鼓式制动器的汽车，为保持速度，须逐渐增加制动压力。持续制动后，在同等制动压力下，盘式制动器产生的制动力只是略有下降，而鼓式制动器的制动力下降非常大 ，这两种制性动器的安全因数有着很大的差别。 (2)结构和成本：盘式制动器系统包括盘、衬垫、缸和卡钳，其零件数少于鼓式制动器系统，同类车型相比其总成的总质量比鼓式制动器低 18%。盘式制动器总成可以作为一个完整的部件送到车桥装配线，此部件即包括了盘式制动器的所有零件。这样就有一个特别的优越性，就是可以把所有机械功能预调好的、经过试验的装置提供给用户，因而产品的责任有了明确规定。 3 (3)维修保养：盘式制动器的整套操作机构密封在外壳中，经润滑以延长其寿命。所以盘式制动器几乎是无需维修的，维修主要是更换磨损零件，即衬 垫和盘。而且，更换衬垫所需的时间也比更换鼓式制动器材套所需的时间少 80%。这意味着不仅可以节省维修成本，还能大大缩短非运营时间。 (4)电子制动控制系统（ 盘式制动器由于采用简单且相当成熟的操作机构，因而具有特别高的效率。其提供的制动灵敏性使 统能够实现一些强而有效的控制作用，用以缩短制动距离，提高车辆的稳定性和磨损率。盘式制动器在响应方面的特性，表现在每个车轮制动相差很小，每个车轴的左右车轮之间的磨损分配均匀。 盘式制动器经过这几年的不断开发，不断改进，发展非常迅猛。各大公司除在原有轿车用液 压盘式制动器有较大的发展外，更注重在中、重汽车领域开发气压盘式制动器。 三、 主要内容 制动器是制动系中最主要的一个部件，是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。 盘式制动器的摩擦力产生于同汽车固定部位相连的部件与一个或几个制动盘两端面之间。其中摩擦材料仅能覆盖制动盘工作表面的一小部分的盘式制动器称为钳盘式制动器；摩擦材料覆盖制动盘全部工作表面盘式制动器称为全盘式制动器。现代汽车中以单盘单钳式的钳盘式制动器应用最为广泛，仅有个别大吨位矿用自卸车采用单盘三钳和双盘单钳的钳盘式制动器，以及全盘式 制动器。钳盘式制动器中定钳盘式为制动钳固定在制动盘两侧，且在其两侧均设有加压机构。浮钳盘式制动器仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力。又分为制动钳可相对于制动钳可相对于制动盘轴向滑动钳盘式制动器；与制动钳可在垂直于制动盘的平面内摆动的摆动钳盘式制动器。 正如上面我们看的一样，盘式制动器的类型很多，我们本课题要研究的内容就是要通过分析计算设计出适合乘用车后轮的盘式制动器。为汽车的安全方便行驶提供保障。 4 四、 实施方案与进度计划 方案实施具体为：（ 1）根据课题的要 求，认真复习相关专业知识，查阅汽车设计、汽车构造、汽车理论、机械设计手册等相关资料，学习和了解车辆制动器的种类，工作特点和基本要求。（ 2）收集资料，围绕设计题目，完成论文综述和外文翻译。（ 3）分析各制动型式的性能优缺点，然后确定盘式制动器的形式和结构。（ 4）进行制动系统方案选择、结构选择，参数选择，布置方案选择等。（ 5）完成制动器的总体和主要零部件设计，主要参数的确定，对制动驱动机构，制动力调节机构确定设计计算，并进行强度校核。（ 6）写出详细设计说明和计算过程。（ 7）绘制装配图和零件图。（ 8）根据学校规范撰写毕业设计说明书。 本次设计将采用机绘手段对盘式制动器的零件图、装配图进行绘制。所以要对软件有一定的掌握。并且参考机械设计手册、汽车现代设计方法、汽车工程师手册等工具书使本次设计顺利进行。 进度计划： 第 1 周 下发毕业设计题目、毕业设计任务书 (相关参数 )、校内资料收集； 第 2 周 外文翻译、资料再收集； 第 3、 4 周 校外实习、校外资料收集、完成实习报告； 第 5、 6 周 方案构思、文献检索、完成开题报告； 第 7 设计计算、草图绘制； 第 10 图样绘制、编写设计计算说明书、预答辩； 第 13 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查； 第 16、 17 周 学生提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书； 第 18、 19 周 参加答辩。 五、 主要参考文献 1王望予 . 汽车设计 M. 北京：机械工业出版社， 2004 2刘惟信 M. 北京：清华大学出版社， 2004 3过学迅、邓亚东 北京 2005 4王宵锋 北京 2010 5孟少农 机械工业出版社 5 6臧杰 汽车构造 机械工业出版社 7关文达 第二版 机械工业出版社 ,2004 8哈尔滨工业大学理论力学教研室 北京 2009 9孙学强 机械工业出版社 10方泳龙 北京：国防工业出版社， 2005 11孙仁云 北京 2006 12鲁道夫 北京：机械工业出版社， 1985 13濮良贵 机械设计 高等教育出版社 14朱冬梅 何建英 北京 2006
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