轿车制动系统设计及分析说明书.docx

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1、课题:轿车制动系统设计及分析本次设计针对A8轿车的制动系统进行设计分析，能够有效保证制动系统的系统，分析了解制动系统的结构形式和参数。通过设计，能够全面系统了解制动系统乃至车辆的设计计算方法。对轿车制动系统的研究现状进行系统全面的分析，主要包括轿车制动系统的设计分析目的意义，轿车制动系统主要研究成果，轿车制动系统未来的发展趋势等；然后对盘式轿车制动系统总体方案设计，确定盘式轿车制动系统的结构形式，本次设计确定的轿车制动系统的结构形式为浮动钳通风盘式结构形式，并进一步明确轿车制动系统的具体结构形式，主要组成包括了制动管路、制动主缸、制动钳部分、制动支架结构等。基本原理是采用液压驱动形式，实现从主

2、缸到制动器轮缸的压力传递，然后通过摩擦片挤压制动盘产生摩擦力，完整制动过程。对轿车制动系统的具体传动结构及参数进行设计计算，主要包括轿车制动系统的制动力分配、制动器的重点结构如制动钳、摩擦片、制动盘的具体结构和强度设计校核等。通过三维软件对轿车制动系统进行了造型设计，然后完成了二维图纸的绘制。通过对关键部件的有限元分析，熟悉和掌握了有限元法分析的方法和应用。关键词：轿车；盘式；制动器；三维；有限元；分析AbstractThis design is designed and analyzed for the A8 braking system of the car, which caneffec

3、tively guarantee the system of the braking system, and analyze and understand thestructure and parameters of the braking system. Through design, we can comprehensivelyunderstand the design and calculation methods of the braking system and even the vehicle.Carry out a systematic and comprehensive ana

4、lysis of the research status of car brakingsystems, including the purpose and significance of design analysis of car braking systems, themain research results of car braking systems, the future development trend of car brakingsystems, etc.; The overall scheme design of the dynamic system determines

5、the structuralform of the disc brake system. The structural form of the car brake system determined in thisdesign is the floating caliper ventilated disc structural form, and the specific structural form ofthe car brake system is further clarified. The main components include brake pipeline, brakema

6、ster cylinder, brake caliper part, brake support structure, etc. The basic principle is to adoptthe hydraulic drive fonn to realize the pressure transmission from the master cylinder to thebrake wheel cylinder, and then the friction lining squeezes the brake disc to generate friction,which completes

7、 the braking process. Design and calculation of the specific transmissionstructure and parameters of the car brake system, mainly including the brake force distributionof the car brake system, the key structures of the brake such as the specific structure andstrength design check of the brake calipe

8、r, friction lining, and brake disc, etc一 The car brakesystem was modeled and designed by 3D software, and then the 2D drawings were drawn.Through the finite element analysis of key components, I am familiar with and master themethods and applications of finite element analysis.Keywords: car; disc ty

9、pe; brake; three-dimensional; finite element; analysis目录第一章绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 发展趋势31.4 研究内容及方法3第二章盘式制动器参数选择52.1 制动力与制动力分配系数62.2 制动器最大制动力矩102.3 盘式制动器参数确定122.4 制动器主要零部件的结构设计132.4.1 制动盘132.4.2 制动钳142.4.3 制动块142.4.4 摩擦材料152.4.5 制动轮缸162.4.6 制动器间隙的调整方法及相应机构162.5 本章小结17第三章制动驱动机构形式选择与计算183.1 制动驱

10、动机构的结构型式选择183.2 制动管路布置方式选择193.3 制动轮缸直径与工作容积203.4 本章小结24第4章制动器三维造型及有限元分析254.1 Pro/E 软件254.1.1 软件简介254.1.2 造型方法及步骤254.2 制动器的三维建模264.3 制动器装配图304.3.1 前制动器装配304.3.2 后制动器装配图31第5章制动器有限元分析及优化315.1 ABAQUS 简介325.1.1 有限元软件分析325.1.2 ABAQUS主要的应用的领域335.1.3 ABAQUS的主要功能335.2 有限元分析过程及参数设定335.2.1 仿真模型建立及导入335.2.2 Pro

11、perty （特性）355.2.3 Step （分析步骤和场输出的设置）375.2.4 Load （载荷和边界条件的设置） 375.2.5 Mesh （网格划分）385.2.6 Job （作业）395.2.7 Visualization （可视化）395.3 仿真结果分析40总结42致谢43参考文献44第一章绪论1.1 研究背景及意义车辆的的结构十分复杂，组成系统繁多，而制动是其最关键的系统，车辆以及驾乘人员是否安全，该系统起到了非常重要的作用。几年来，人们安全意识逐渐提高，购买汽车时，制动性能是消费者关注的焦点，因此，制动性能好坏直接关系着汽车的销量和市场。随着技术的发展，制动系统也在不断进

12、步，较以前已经有了很大的提升。梳理使用在汽车上的制动系统，从结构上主要分为机械式、气动式、液压式、气液混合式等，从类型上主要有盘式、鼓式等。就目前制动器技术而言，无论哪一类型的制动器，其制动的原理基本相同，而结构以及设计完成后的调试，对于制动效果的影响还是十分巨大的。因此在进行制动器设计时，要得到较好的功能及适用性，需要综合考虑技术、车型、使用条件等等就制动器本身而言，在设计时，需要综合考虑目标车辆的结构、功能等等，这样在设计时才能有目标，才能设计出满目要求的制动器。制动器的作用和工作稳定性对于汽车来说至关重要，但是制动器的结构形式相对简答，最常用的浮动钳盘式制动器的具体结构形式如图所示。制动

13、钳活塞制动衬块制动钳安装支架图1-1浮动钳盘式制动器1.2 国内外研究现状鼓式制动器历史悠久，是目前最为成熟、应用范围十分广泛的一种制动器结构，特别在载货汽车上使用非常多。但是鼓式制动器问题也不少，长时间制动容易造成制动鼓过热以及其他一些原因造成的安全隐患，从而导致制动失灵的情况。虽然鼓式制动器有部分缺点，但是因其具有结构布局简单、制动效果优良的优点，使企业一直没有减轻对鼓式制动器发展的重视程度，对鼓式制动器的基本原理和功能等进行了大量的研究，特别是与车辆的匹配性、制动器制动效果的衰减以及稳定性等方面的研究，取得了诸多设计成果，已经比前期的鼓式制动器有了极大的改善，越来越得到市场的进一步认可。

14、具体来看，上世纪九十年代的一些研究成果对鼓式制动的发展影响较大，比如电控自增力技术的使用，极大的提高了鼓式制动器的制动性能，该技术增力效果的实现是借助机械结构的作用，使鼓式制动器具有2-6的制动效能因数。该种技术的原理并不复杂,设置电控装置，在制动时调整领蹄支撑点，保证制动器的制动效果，降低制动器因摩擦过热造成的制动力下降的问题，保持制动器具有较为稳定的制定力。采用该技术的鼓式制动器，输入的驱动力较低，但是输出的制动力矩却较高，与盘式制动器相比，制动时,两者的实际输入力之比为1:7。除此之外，该技术还有一项功能较为实用，可以实现车轮的独立制动，对行车安全性的提高具有较好的效果。当然，该技术的的

15、弊端也存在不少，维护难、成本高、消耗大等造成了使用范围的狭窄。随着技术的发展，上世纪末，科研人员设计了一种新的制动器，其结构为四蹄八块,该制动器通过调试，与车辆具有较好的匹配性，制动性能得到了很大的提升，进一步改善了摩擦系数对制动效能的影响性问题。本世纪开始，一种新型的制动器结构研发成功,采用联动蹄鼓结构，具有多种自由度，大大提升了制动性能，将摩擦副产生的压力得到了有效的均化，摩擦较为均匀，制动性能稳定，而且大大延长了制动器的寿命。另外,该中制动器的适应性更为广泛，能够自由地匹配各种车型。目前，新型制动器出现频率越来越高，科研人员研究了采用磁粉式、湿式多盘式、电力液压制动臂型盘式、湿式盘式弹簧式等结构的制动器，各具优缺点。在这其中，需要特别指出的制动器是磁粉式，这是一种使用军工磁粉为介质、选用DT4为磁毂的制动器，无论在抗氧化性、稳定性以及磁性方面都有较为明显的优点。另外该型制动器的空转力矩比传统制动器要小，多次制动时精度较高，使用风扇和风道相结合的散热方式,具有广泛的应用前景。通过以上梳理，蹄鼓式制动器还在不断地发展，应用范围也十