輕型載貨汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)【采用前盤后鼓式制動(dòng)器】

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在汽車技術(shù)飛速發(fā)展的今天，汽車制動(dòng)系統(tǒng)直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。汽車制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全、停車可靠，汽車制動(dòng)系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動(dòng)性能良好、制動(dòng)系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能作為制動(dòng)系重要組成部分之一的制動(dòng)器在我國(guó)發(fā)展前景廣闊，目前乘用車主要采用前盤后鼓式和全盤式制動(dòng)器，20%的乘用車采用前盤后鼓式制動(dòng)器，商用車主要采用全鼓式制動(dòng)器，只有高檔客車和有特殊需求的車輛才采用前盤后鼓式制動(dòng)器和全盤式制動(dòng)器。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能的提高，越來(lái)越多的先進(jìn)電子制動(dòng)技術(shù)得到采用。從中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的情況來(lái)看，2008年汽車鼓式制動(dòng)器總成需求規(guī)模達(dá)到2046萬(wàn)臺(tái)，其中乘用車鼓式制動(dòng)器總成市場(chǎng)377萬(wàn)臺(tái)，商用車鼓式制動(dòng)器總成市場(chǎng)1669萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)2013年乘用車鼓式制動(dòng)器總成市場(chǎng)928萬(wàn)臺(tái)，商用車鼓式制動(dòng)器總成市場(chǎng)2937萬(wàn)臺(tái)。 制動(dòng)器作為制動(dòng)系中直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)健裝置，車輪制動(dòng)器主要用作行車制動(dòng)裝置，有的也兼作駐車制動(dòng)之用，而中央制動(dòng)器則僅用于駐車制動(dòng)，當(dāng)然也可起應(yīng)急制動(dòng)的作用。汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動(dòng)系的某軸上。制動(dòng)器是將汽車的動(dòng)能以摩擦方式轉(zhuǎn)化為熱能并加以吸收的機(jī)構(gòu)，不僅要按產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力的條件，還要按能量容量和磨損壽命足夠的條件來(lái)確定制動(dòng)器。為確保制動(dòng)穩(wěn)定性可靠，熱穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，造價(jià)低，現(xiàn)今的制動(dòng)器產(chǎn)品無(wú)論從性能、結(jié)構(gòu)方面，還是生產(chǎn)制造方式和操縱控制方面，都在發(fā)生著諸多的變化。它們大大地優(yōu)化了制動(dòng)器各方面的性能，從某種程度上看,這些變化也反映了汽車制動(dòng)器的發(fā)展方向。制動(dòng)器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動(dòng)器雖有作用滯后性好、易于連接而且街頭可靠等優(yōu)點(diǎn)，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車用車輪制動(dòng)器或緩速器；液力式制動(dòng)器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。在國(guó)內(nèi)主要從事鼓式制動(dòng)器總成的企業(yè)有萬(wàn)向錢潮、亞太機(jī)電、重慶紅宇等一些企業(yè)。2004年前八家企業(yè)產(chǎn)量集中度達(dá)到85.4%。隨著近幾年汽車盤式制動(dòng)器的發(fā)展，液壓鼓式制動(dòng)器目前只在一些比較低檔的經(jīng)濟(jì)型轎車上在使用。根據(jù)慧聰汽車市場(chǎng)研究所最新的統(tǒng)計(jì)表明，2008年1～7月，我國(guó)乘用車中剎車制動(dòng)器用鼓式制動(dòng)器只占20%，并且鼓式制動(dòng)器目前已經(jīng)徹底退出前輪制動(dòng)。自2000年以來(lái)，我國(guó)盤式制動(dòng)器市場(chǎng)需求增長(zhǎng)速度發(fā)展非常快。從中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的情況來(lái)看，2000年我國(guó)盤式制動(dòng)器的產(chǎn)量只有57.58萬(wàn)套，到2004年迅速增長(zhǎng)到468.72萬(wàn)套，增長(zhǎng)7倍多，年平均增長(zhǎng)率高達(dá)68.9%，2007年增長(zhǎng)至1000萬(wàn)套。過(guò)去5年里，我國(guó)盤式制動(dòng)器應(yīng)用的增長(zhǎng)非常迅速。 目前汽車制動(dòng)器基本都是摩擦制動(dòng)器按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同分為鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器兩大類。鼓式制動(dòng)器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式 、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動(dòng)器等結(jié)構(gòu)型式。盤式制動(dòng)器有固定鉗式，浮動(dòng)鉗式，浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤式兩種型式?；瑒?dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤式制動(dòng)器 。由于盤式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠 性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用但是盤式制動(dòng)器效能低，無(wú)法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車是采用前盤后鼓的制動(dòng)系統(tǒng)組成。鼓式制動(dòng)器可按其制動(dòng)蹄的受力情況分類，它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。制動(dòng)蹄按其張開時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分，制動(dòng)蹄張開的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動(dòng)蹄，成為領(lǐng)蹄；反之，則成為從蹄。此次鼓式制動(dòng)器我采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的每塊蹄片都有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的同一端。領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游；前進(jìn)、倒退行駛的制動(dòng)效果不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；便于附裝駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙。此次盤式制動(dòng)器我采用鉗盤式制動(dòng)器，它的固定摩擦元件是制動(dòng)塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鉗中。制動(dòng)襯塊與制動(dòng)盤接觸面很小，故又稱點(diǎn)盤式制動(dòng)器。此次設(shè)計(jì)我將對(duì)其兩種制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.選題的目的依據(jù)和意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具。汽車制動(dòng)系是汽車底盤上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝置。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性要求越來(lái)越高，為保證人身和車輛的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。 雖然近幾年從德國(guó)大眾、法國(guó)雷諾、美國(guó)通用等國(guó)外汽車引進(jìn)了轎車，不少零配件的國(guó)產(chǎn)率也比較高，但引進(jìn)的主要是總成和零配件，沒(méi)有引進(jìn)開發(fā)技術(shù)，至于輕型客貨車的開發(fā)技術(shù)引進(jìn)就更少了，所以我國(guó)自行開發(fā)輕型客貨車及其轎車的能力，跟汽車發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還是很大。近年來(lái)我國(guó)出版過(guò)很多汽車制動(dòng)方面的著作，但是從數(shù)量上還是不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動(dòng)器的開發(fā)和設(shè)計(jì)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相差很大，許多尖端技術(shù)還不能了解。所以對(duì)于研究設(shè)計(jì)制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，在我國(guó)有著非常重要的影響。 輕型載貨汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)是通過(guò)合理整合已有的設(shè)計(jì)，通過(guò)努力，閱讀大量的文獻(xiàn)，掌握制動(dòng)器設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，以及制圖的步驟和規(guī)則，掌握制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，以及進(jìn)一步更扎實(shí)汽車設(shè)計(jì)基本知識(shí)，學(xué)會(huì)使用CAD進(jìn)行基本二維制圖，同時(shí)提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。制動(dòng)器的設(shè)計(jì)有利于提高汽車的整體性能，同時(shí)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和技能得以提高，通過(guò)課題的設(shè)計(jì)，積累制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程的理論知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)還可以系統(tǒng)的培養(yǎng)工程文化素養(yǎng)，有利于未來(lái)的發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)是通過(guò)查閱相關(guān)資料，掌握制動(dòng)器設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，及制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用汽車設(shè)計(jì)和汽車構(gòu)造的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)和利用CAD繪圖軟件對(duì)CA6780中型客車的制動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì)使其具有足夠的制動(dòng)效能以保證汽車的安全性；同時(shí)在材料的選擇上盡量采用對(duì)人體無(wú)害的材料。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 （一）基本內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)題目要求利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件完成汽車底盤中制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄等零件的設(shè)計(jì)以及部分零件的計(jì)算、校核。 掌握盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和原理，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括制動(dòng)器總成、制動(dòng)輪缸、制動(dòng)鉗、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄等。同時(shí)對(duì)整車制動(dòng)力矩進(jìn)行校核，并對(duì)零件強(qiáng)度進(jìn)行校核。設(shè)計(jì)的圖紙包括制動(dòng)器總成裝配圖和部分零件圖。整個(gè)設(shè)計(jì)中的零件尺寸選取均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮盤式制動(dòng)器與鼓式制動(dòng)器的區(qū)別，在制動(dòng)輪缸的設(shè)計(jì)中很好的體現(xiàn)各自制動(dòng)器的特點(diǎn)。 要求：1、查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)使用相關(guān)軟件。 2、計(jì)算參數(shù)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪圖。 3、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，圖面清晰。 （二）擬解決的主要問(wèn)題 1、 制動(dòng)器因數(shù)的分析計(jì)算。 2、 摩擦力矩的分析計(jì)算 3、 制動(dòng)蹄上的壓力分布規(guī)律與制動(dòng)力矩的簡(jiǎn)化計(jì)算。 4、 摩擦襯片（襯塊）得磨損特性的計(jì)算。 5、 盤式制動(dòng)力矩的確定。 6、 制動(dòng)鼓直徑或半徑的確定。 7、零件強(qiáng)度的校核。 三、技術(shù)路線（研究方法） 研究方法主要有：對(duì)比法（對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)零部件各種性質(zhì)進(jìn)行擇優(yōu)選?。?；查閱法（對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)查閱） 查閱文獻(xiàn)，了解輕型載貨汽車制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 輕型載貨汽車制動(dòng)器具體結(jié)構(gòu)的選型和確定 盤式制動(dòng)器（前） 鼓式制動(dòng)器（后） 盤式制動(dòng)器主要參數(shù)的選擇和確定 盤式制動(dòng)器主要幾何尺寸的計(jì)算 強(qiáng)度校核 鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的選擇和確定 鼓式制動(dòng)器主要幾何尺寸的計(jì)算 強(qiáng)度校核 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和說(shuō)明書，利用AUTOCAD進(jìn)行繪圖 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、查閱參考資料，了解貨車鼓式制動(dòng)器的功能、主要結(jié)構(gòu)。撰寫開題報(bào)告。 第2周（3月1日～3月11日） （2）開題。第2周（3月11日） （3）分析并確定鼓式制動(dòng)器的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照有關(guān)的設(shè)計(jì)要求和順序進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計(jì)算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)選制動(dòng)系統(tǒng)的總體方案。第3周（3月12日～3月20日） （4）進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。第4～5周（3月21日～4月2日） （5）完成部分設(shè)計(jì)圖紙，折合0# 圖紙1張，完成說(shuō)明書初稿。第6周～8周（4月3日～4月22 日） （6）中期檢查。第8周（4月22日） （7）完成制動(dòng)系統(tǒng)裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第9~13周（4月23日～5月27日） （8）設(shè)計(jì)及說(shuō)明書初稿提交。第13周（5月27日） （9）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改。 第14～16周（5月28日～6月17日） （10）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第17周（6月18日～6月 20日） 五、參考文獻(xiàn) [1] 王望予 . 汽車設(shè)計(jì) （第四版） ，機(jī)械工業(yè)出版社 , 2004.8 [2] 王國(guó)林 . 汽車底盤構(gòu)造及維修 ，高等教育出版社 , 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