某轎車(chē)浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含6張CAD圖紙帶任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj23

某轎車(chē)浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含6張CAD圖紙帶任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj23

某轎車(chē)浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與分析

某轎車(chē)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與分析

摘要：汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)與行車(chē)安全和停車(chē)安全息息相關(guān)，是汽車(chē)底盤(pán)的重要組成部分。尤其是盤(pán)式制動(dòng)器，在現(xiàn)在的轎車(chē)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，以前受制于制造成本，影響了盤(pán)式制動(dòng)器的廣泛應(yīng)用，隨著轎車(chē)需求量的大幅增加，盤(pán)式制動(dòng)器的需求量更大，所以本文的選題及設(shè)計(jì)需要結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際，并與工程需要相結(jié)合，這對(duì)于設(shè)計(jì)轎車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器非常重要。

    這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以轎車(chē)的盤(pán)式制動(dòng)器為研究對(duì)象，概括了轎車(chē)制動(dòng)器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，指出了研究的目的和意義。首先，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。本文設(shè)計(jì)的是浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器。然后，對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選，并且對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了校核計(jì)算，最后對(duì)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了CAD制圖。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)；盤(pán)式制動(dòng)器；制動(dòng)效能；制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的基本概念 1

1.2 制動(dòng)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(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式選擇 6

2.1 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介 6

2.2 浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器 7

2.3 該轎車(chē)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的最終選擇 9

3  制動(dòng)器主要參數(shù)及其選擇 10

3.1  制動(dòng)過(guò)程受力分析 10

3.2  同步附著系數(shù) 14

3.3 盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定 15

4 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 17

4.1 摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算 17

4.1.1 比能量耗散率 17

4.1.2  比滑磨功 18

4.2  制動(dòng)器的熱容量和溫升核算 18

4.3 盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 19

5 制動(dòng)器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22

5.1  制動(dòng)盤(pán) 22

5.2  制動(dòng)鉗 22

5.3  制動(dòng)塊 24

5.4  摩擦材料 24

5.5  制動(dòng)輪缸 26

5.6制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)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

【詳情如下】【需要咨詢(xún)購(gòu)買(mǎi)全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】

制動(dòng)器裝配圖.dwg

制動(dòng)摩擦片總成.dwg

制動(dòng)盤(pán).dwg

制動(dòng)系統(tǒng)示意圖.dwg

制動(dòng)鉗.dwg

制動(dòng)鉗支架.dwg

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盤(pán)式制動(dòng)器外文翻譯.doc

1 動(dòng)系統(tǒng)原理 摩擦力 摩擦力的定義為抵抗兩個(gè)物體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種力。當(dāng)兩個(gè)面接觸在一起，并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生摩擦力（如圖 45摩擦力的大小取決于兩點(diǎn)：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(gè)物體表面接觸到一起時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生摩擦力。制動(dòng)系統(tǒng)就是通過(guò)產(chǎn)生摩擦力來(lái)使汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)或者減速行駛的。 熱能 當(dāng)發(fā)生摩擦運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能（運(yùn)動(dòng)中的能量）就會(huì)轉(zhuǎn)化為熱（熱）能量。動(dòng)能越大，產(chǎn)生的熱量就越多，因此必須要有足夠的間歇時(shí)間來(lái)散發(fā)熱量。汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生中產(chǎn)生的能量的大小 ，或者稱(chēng)之為動(dòng)能大小，主要取決于汽車(chē)的重量和汽車(chē)行駛的速度。因此，剎車(chē)時(shí)必須要盡量減少熱量的產(chǎn)生。 摩擦力和制動(dòng)系統(tǒng) 在任何制動(dòng)系統(tǒng)中，摩擦力的大小是由控制器控制的。通過(guò)改變摩擦力，可以使汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，而且汽車(chē)在不同的行駛條件下，汽車(chē)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(guò)一個(gè)固定的制動(dòng)蹄或是制動(dòng)板，傳遞給一個(gè)旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓或者是制動(dòng)盤(pán)。當(dāng)駕駛員踩在制動(dòng)腳踏板上的力增大時(shí)，摩擦力也會(huì)隨之曾加。 在制動(dòng)摩擦力的作用下，車(chē)輪會(huì)逐漸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，輪胎也會(huì)隨之停止轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，輪胎和地面之間也會(huì)產(chǎn)生摩擦力。制動(dòng)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(huì)產(chǎn)生車(chē)輪鎖死和車(chē)輪打 2 滑的現(xiàn)象。如果車(chē)輪不產(chǎn)生鎖死的現(xiàn)象，汽車(chē)會(huì)更安全可靠的停止運(yùn)動(dòng)。車(chē)輪在鎖死的情況下會(huì)產(chǎn)生非常危險(xiǎn)的后果，尤其是在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)控制的輪胎和路面之間產(chǎn)生摩擦。為了控制任何一個(gè)車(chē)輪在減速時(shí)出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，人們已經(jīng)開(kāi)始廣泛使用電腦控制的制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器的基本操作原理 鼓式制動(dòng)器大致是由一個(gè)用螺栓固定在車(chē)輪上的鑄造鼓構(gòu)成的，而且鑄造鼓也可以隨車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在鑄造鼓的內(nèi)部有一個(gè)依靠一套制動(dòng)蹄連接的制動(dòng)板 。鑄造鼓內(nèi)的其它部分也是連接在制動(dòng)板上的，包括一個(gè)液壓缸，以及一些彈簧和連接桿。制動(dòng)蹄和摩擦材料連接在一起。當(dāng)制動(dòng)器工作時(shí)，摩擦材料就會(huì)貼附在制動(dòng)鼓的內(nèi)表面（圖 45制動(dòng)器一旦開(kāi)始工作，制動(dòng)蹄就會(huì)在力的作用下緊貼在制動(dòng)鼓的內(nèi)表面，從而產(chǎn)生摩擦力。 圖 45一個(gè)鼓式制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)蹄被強(qiáng)制向外壓緊在制動(dòng)鼓上，從而產(chǎn)生所需的摩擦力。 制動(dòng)蹄的激勵(lì)原理 當(dāng)剎車(chē)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，制動(dòng)蹄的自己離作用是很重要的。當(dāng)剎車(chē)制動(dòng)作用時(shí)，在摩擦力的帶動(dòng)作用下，制動(dòng)蹄就會(huì)繞著制動(dòng)蹄樞軸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，，就像圖 45示的 那樣。當(dāng)制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)的方向一致時(shí)，主制動(dòng)蹄和副制動(dòng)蹄產(chǎn)生的摩擦力，就會(huì)使得制動(dòng)蹄緊緊地貼附在制動(dòng)鼓的內(nèi)表面。這種現(xiàn)象就被稱(chēng)作是制動(dòng)蹄的自激勵(lì)作用。 3 圖 45制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，主制動(dòng)蹄會(huì)先做出反應(yīng)。然后主制動(dòng)蹄會(huì)推動(dòng)副制動(dòng)蹄向相反方向運(yùn)動(dòng)。 伺服式制動(dòng)器 伺服式制動(dòng)器就是一種把一個(gè)相對(duì)較小的力轉(zhuǎn)化為一個(gè)較大的力的一種設(shè)備。在當(dāng)今大部分汽車(chē)當(dāng)中，伺服式制動(dòng)器被用來(lái)依靠液壓缸內(nèi)部的一種液壓力來(lái)引導(dǎo)制動(dòng)蹄向外運(yùn)動(dòng)。這種壓力是來(lái)自于操縱者的腳。這種作用將會(huì)推動(dòng)制動(dòng)蹄向外運(yùn)動(dòng)，致使制動(dòng)蹄緊緊地貼附在制動(dòng) 鼓上。 主制動(dòng)蹄和副制動(dòng)蹄的工作原理 在一個(gè)鼓式制動(dòng)器的系統(tǒng)當(dāng)中，有一個(gè)主制動(dòng)蹄和一個(gè)副制動(dòng)蹄，就像圖 45示的那樣。當(dāng)剎車(chē)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，主制動(dòng)蹄先做出反應(yīng)。在這里面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較弱的回位彈力。制動(dòng)蹄就會(huì)離開(kāi)原來(lái)的位置，然后就會(huì)貼在制動(dòng)鼓的表面。當(dāng)制動(dòng)蹄接觸到制動(dòng)鼓的表面時(shí)，制動(dòng)蹄就會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)，強(qiáng)制制動(dòng)蹄緊緊地旋附在制動(dòng)鼓上，從而導(dǎo)致摩擦力迅速增大。 在這期間，副制動(dòng)蹄也會(huì)做出反應(yīng)。當(dāng)主制動(dòng)蹄開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，主制動(dòng)蹄就會(huì)推動(dòng)或者把副制動(dòng)蹄移動(dòng)到制動(dòng)鼓的底部。這個(gè)動(dòng)作就會(huì)使得副制動(dòng)蹄隨制動(dòng)鼓在同一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng) 。我們會(huì)注意到，副制動(dòng)蹄將不會(huì)再向上運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼤?huì)被強(qiáng)制的固定在這個(gè)位置上。這個(gè)動(dòng)作也會(huì)導(dǎo)致副制動(dòng)蹄產(chǎn)生激勵(lì)的作用。伺服制動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生作用，從而在制動(dòng)蹄上產(chǎn)生出一個(gè)連續(xù)的作用。 4 來(lái)自液壓缸內(nèi)的驅(qū)動(dòng)力只能推動(dòng)一個(gè)制動(dòng)蹄。通常液壓缸會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很小的壓力來(lái)推動(dòng)制動(dòng)蹄工作。然而，由于制動(dòng)器的激勵(lì)作用，除了制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的運(yùn)動(dòng)方向相反以外，這種力是不存在的。 盤(pán)式制動(dòng)器的基本操作原理 在許多汽車(chē)當(dāng)中，盤(pán)式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器是合在一起使用的。在許多汽車(chē)中，盤(pán)式制動(dòng)器通常被用在汽車(chē)的前輪上，然而鼓式制動(dòng)器會(huì)被用在汽車(chē)的 后輪上。盤(pán)式制動(dòng)器通常也會(huì)安裝在十速自行車(chē)上使用。這種制動(dòng)器的摩擦力是由剎車(chē)片產(chǎn)生的，就像圖45示的那樣。剎車(chē)片被擠壓，或者是夾緊在正在旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤(pán)上。剎車(chē)盤(pán)有時(shí)也會(huì)被稱(chēng)作是轉(zhuǎn)子，會(huì)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(huì)被安裝在機(jī)器的兩邊。剎車(chē)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(dòng)的。 圖 45盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)中，通常會(huì)使用兩個(gè)剎車(chē)片作用在一個(gè)轉(zhuǎn)子上，從而產(chǎn)生停車(chē)所需要的摩擦力。 制動(dòng)鉗的工作原理 在盤(pán)式剎車(chē)系統(tǒng)中，活塞被安裝在制動(dòng)鉗的上。制動(dòng)鉗是不會(huì)旋轉(zhuǎn)的，因?yàn)樗前惭b在汽車(chē)上的一部分固定結(jié)構(gòu)。制動(dòng)鉗是一個(gè)裝載著包括液壓活塞和液壓缸的殼體。制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)還包括密封圈、彈簧和用來(lái)使活塞和制動(dòng)片產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的通道。 剎車(chē)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(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)的。盤(pán)式制動(dòng)器被認(rèn)為是沒(méi)有自激勵(lì)系統(tǒng)的。這就意味著在同一個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，它需要獲得更大的制動(dòng)力。正是由于這個(gè)原因，盤(pán)式制動(dòng)器通常被用在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)上。 5 圖 45盤(pán)式制動(dòng)系統(tǒng)中，剎車(chē)片的作用方向是垂直于轉(zhuǎn)子的。 固定式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方案 這里有兩種制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方案：固定式 制動(dòng)鉗和浮動(dòng)式制動(dòng)鉗。固定式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方法，是將制動(dòng)鉗直接安裝在汽車(chē)框架或者轉(zhuǎn)向部件上。每一個(gè)剎車(chē)盤(pán)依靠一個(gè)活塞來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖 45我們展示了固定式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方案。 圖 45定式制動(dòng)鉗是保持固定不動(dòng)的，它是靠剎車(chē)片向里或者是向外運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生摩擦力的。在這個(gè)系統(tǒng)中是有兩個(gè)活塞的。 浮動(dòng)式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方案 在浮動(dòng)式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)方案中，制動(dòng)鉗的主殼體是允許在支撐架上，向里或者是向外運(yùn)動(dòng)一小段距離的。而且它只有一個(gè)活塞安裝在制動(dòng)鉗的一側(cè)。制動(dòng)鉗的另一側(cè)只是安裝了一個(gè)摩擦板。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，液壓缸 內(nèi)產(chǎn)生的液壓力推動(dòng)活塞向一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。整個(gè)制動(dòng)鉗的殼體自由的向其相反的方向移動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)板接觸到轉(zhuǎn)子時(shí)，活塞板就會(huì)和制動(dòng)鉗的另一側(cè)的摩擦板產(chǎn)生一個(gè)大小相等的力。圖 45為我們展示里浮動(dòng)式制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)思路。 6 圖 45動(dòng)式制動(dòng)鉗是允許在支撐架上向內(nèi)或是向外運(yùn)動(dòng)一小段距離的。在這個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè)活塞。 制動(dòng)液 制動(dòng)液在制動(dòng)系統(tǒng)中扮演了一個(gè)重要的角色。在任何一個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)液用于將操縱者腳上的力傳遞到液壓缸和活塞上。制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中的空氣就會(huì)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(gè)目的，必須要把制動(dòng)系統(tǒng)中的空氣驅(qū)除出去。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)作是制動(dòng)系統(tǒng)的放氣過(guò)程。 圖 45動(dòng)液在剎車(chē)系統(tǒng)中得到使用是因?yàn)樗荒鼙粔嚎s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(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)中是通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)傳遞操縱者腳上的力，使之變?yōu)閮蓚€(gè)物體表面的摩擦力。在圖 45，當(dāng)制動(dòng)腳踏板被踩下的時(shí)候，就會(huì)使得液壓缸內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)壓力。這個(gè)壓力就會(huì)通過(guò)液壓線路傳遞到各個(gè)車(chē)輪的液壓缸內(nèi)。我們會(huì)注意到，在整個(gè)壓力系統(tǒng)中的每一點(diǎn)的壓力大小是相等的。 圖 45駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，液壓系統(tǒng)的壓力隨之增加，而且壓力會(huì)被傳遞到每一個(gè)液壓缸內(nèi)來(lái)操控制動(dòng)系統(tǒng)。 動(dòng)力和壓力 在整個(gè)封閉的液壓系統(tǒng)中，剎車(chē)和活塞兩者之間的力，有一種特殊的關(guān)系。如果一個(gè)大小為 100 磅的力作用在一個(gè)面積為 1 平方英尺的活塞上面，那么在每平方英寸上將會(huì)產(chǎn)生 100 磅的壓力。也就是說(shuō)，如圖 45示的那樣，如果在這個(gè)液壓系統(tǒng)中有其他的活塞，他們將會(huì)因?yàn)槌叽绲牟煌a(chǎn)生 一個(gè)大小不等的壓力。一個(gè)尺寸為 1/2 平方英寸的活塞能產(chǎn)生一個(gè) 50 磅力。一個(gè) 1 平方英寸的活塞上會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 100 磅的力。一個(gè) 2 平方英寸的活塞會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 200 磅的力。這個(gè)例子告訴我們，在一個(gè)大小確定的力作用在一個(gè)液壓系統(tǒng)中將會(huì)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(dòng)液只會(huì)做非常微小的運(yùn)動(dòng)。制動(dòng)系統(tǒng)中，只是依靠動(dòng)力和壓力來(lái)工作的。在實(shí)際工作過(guò)程中，制動(dòng)液僅僅是被用作于把操作者腳上產(chǎn)生的動(dòng)力和壓力傳遞到活塞和摩擦盤(pán)上。 8 圖 45壓系統(tǒng)中的壓力會(huì)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 it to or at in as it is to be or as if it on of is by is to in a F 12 on on a is by as or a is to is of is on to by he in a or in by it is to s is a to of to of is to be to 13 of to or is by a 5-6 n of it to in a on is a on a in is to in of is by an on of 5-7 a an in is to 14 of s to at be as in as of be is it is to of do be is to of s to 5-9,is is to at in is 15 is a of in a a 00 is to a an a 00 is as 5if in of ,on of in is do in is to of s to