毕业设计论文别克君威轿车盘式制动器设计.docx

别克君威轿车盘式制动器设计摘要当今世界，汽车行业正在飞速发展和变革，人们对汽车的安全性能的要求与日俱增。盘式制动器作为汽车制动系统的关键组成部分，它的性能优劣将会对汽车产品的安全性和舒适性有很大的影响。本文针对别克君威轿车的盘式制动器进行初步设计，结合别克君威轿车的具体车型参数，设计出一款适合该车型的盘式制动器。本设计以制动器设计的一般原则为出发点，从盘式制动器的结构和原理入手，分析其制动系统，并计算相关参数；随后进行盘式制动器的总体设计，从参数和结构出发，对制动盘、制动钳等结构进行参数和结构的设计以及材料的选取，随后对盘式制动器的各项主要性能指标、磨损特性、制动驱动机构以及制动回路进行了相关分析和计算；最后，使用CATIA建模软件对所设计出的盘式制动器进行了三维模型的建立，同时还绘制了盘式制动器的零件图，用MAT1AB进行了制动力分配曲线的编程，介绍了盘式制动器的结构优化研究现状以及对未来的展望和此次设计的不足。关键词：别克君威轿车；盘式制动器；制动系统；CAT1A建模AbstractIntoday'swor1d,theautomobi1eindustryisdeve1opingrapid1yandchanging,andpeop1e'sdemandforthesafetyperformanceofautomobi1esisincreasingdaybyday.Asakeycomponentofautomobi1ebrakingsystem,discbrakehasgreatinf1uenceonthesafetyandcomfortofautomobi1eproducts.Basedonthepre1iminarydesignofthediscbrakeofbuickrega1,thispaperdesignsadiscbrakesuitab1eforthismode1basedonthespecificmode1parametersofbuickrega1.Thisdesigntakesthegenera1princip1eofbrakedesignasthestartingpoint,startswiththestructureandprincip1eofdiscbrake,ana1yzesitsbrakingsystem,andca1cu1atesthere1evantparameters;Then,theovera11designofthediscbrakewascarriedout.Star1ingfromtheparametersandstructure,theparametersandstructureofthebrakedisc,brakec1ampandotherstructuresweredesignedandmateria1swerese1ected.Then,themainperformanceindexes,wearcharacteristics,brakedrivingmechanismandbrakecircuitofthediscbrakewereana1yzedandca1cu1ated.Fina11y,theuseofCATIAmode1ingsoftwaretodesignthediscbrakethree-dimensiona1mode1oftheestab1ishment,buta1sodrawthediscbrakepartsdiagram,introducedthediscbrakestructureoptimizationresearchstatusquoandthefutureprospectsandthedesignofthedeficiencies.Keywords：Buickrega1;Discbrake；Brakesystem；CATIAmode1ing目录1.1 选题研究背景、目的和意义11.2 盘式制动器国内外现状11. 2.1盘式制动器结构形式21.2.2盘式制动器工作原理31.2.3盘式制动器的结构优化研究现状413IA1*614设+基本路线.6第2章制动系统设"Vf"vi*算.82.1车型数据参数及制动器的选择82.2制动系统相关参数设计计算92.2.1同步附着系数92.2.2制动强度和制动利用率102.2.3?.C制J25/112.2.4制动器因数11第3章盘式制动器总体设计123.1盘式制动器主要参数设计计算123.1.1制动盘直径D123.1.2rh123.1.3摩擦衬块半径R和厚度b123.1.4摩擦衬块工作面积A133.1.5制踏板力133.1.6制动踏板工作行程143.2盘式制动器主要结构设计153.2.1z¾-»153.2.2带*153.2.3rjiy*163.2.4制动摩擦材料163.2.5制动间隙的调整173.3盘式制动器磨损特性计算173.3.1匕匕育ts审17332匕匕*J183.4盘式制动器性能分析193.4.1帘IJZ育（S13.4.2制动效能的稳定性203.4.3制动时汽车方向稳定性203.4.4驻车制动VI算.203.5制动驱动机构设计计算223.5.1制动驱动机构的型式及选择223.5.2液压制动驱动机构设计233.5.3制动目路系统253.6盘式制动器模型建立293.6.1盘式制动器三维模型图273.6.2盘式制动器零件模型图273 .71、“口294 -/*30.X31.33致谢第1章绪论11研究背景、目的和意义随着汽车研发和生产技术的发展和进步，人们对车辆的各项性能要求逐年增高，而车辆的制动系统对于汽车的安全舒适性的保障起到了不可替代的关键作用。车辆在道路上的行驶安全性在很大程度上都受到制动器性能的影响和制约11O目前汽车产品中常见的制动器有鼓式制动器以及盘式制动器咒两者相比，盘式制动器的质量更小，且它的结构简单紧凑、间隙调整也是更为简便，同时其散热效率也十分显著，目前已经广泛应用于各类汽车产品上。此外，由于现在的各类轿车的重心已经慢慢降低，同时还常常使用直径小的宽断面轮胎，造成了传统的鼓式制动器的安装在位置上受到了越来越大的制约和不便，因此在轿车和某些小型货车上已普遍使用性能更好的盘式制动器。盘式制动器的设计优劣是决定汽车性能和安全的关键因素。因此针对不同车型设计适用且优良的盘式制动器显得尤为重要和迫切。本次设计是以别克君威轿车为参考车型，通过查阅大量文献，按照制动器设计的一般原则，计算出制动系统的各个参数、考虑到盘式制动器的结构参数及其制动性能等因素，通过计算机辅助建立三维模型，设计出一款适合于该车的盘式制动器。1.2 盘式制动器国内外现状我国汽车工业起步较晚，但是随着时代的进步以及国家和社会的大力支持，我国对制动系统的研究越来越重视，已经获得了很多原创性研究成果。2011年湖南大学芦克龙针对汽车制动盘散热性，得到了气流速度场的分布状况。在此基础上以制动盘散热性好坏为目标函数进行车轮辐板开孔数量及开孔面积为控制变量的优化设计。2013年上海交通大学悉乐通过计算机工程技术在结构上优化了盘式制动器的壳体和活塞，同时进行了有限元计算分析、拓扑优化等现代化设计手段在开发初期即对盘式制动器进行有效的轻量化设计。2017年，武汉理工大学董鹏经过仿真及试验等手段进行盘式制动器的制动噪音、受热后性能的衰退、抖动以及摩擦衬片偏磨的四大现象的研究探讨，同时还推出了一些研究方案。2019年山东工业大学李飞对通风盘式制动器进行了结构上的分析，通过分析结果对制动器的结构参数进行了较为有效的优化。在国外，一些发达国家很早便开始了汽车制动系统的系统研究。自20世纪中期，国外已经开始有专家学者使用CAD/CAE辅助设计工具对汽车制动器的制动性能进行有限元分析研究“°、随着技术的发展，三维仿真分析工具也在不断开发与完善，并不断用于制动器的优化设计领域。进入21世纪，关于制动器的研究理论与实际应用越来越成熟。2015年D.C.Barton和RC.Brooks提出了一种按比例评估盘式制动器热性能的方法，用AbaqUS软件建立了二维轴对称瞬态热有限元模型，以辅助尺度法的验证。结果表明，定标法是评价盘式制动器热性能的重要工具皿。2016年，韩国学者C.KIM和K.ZHOU采用复特征值法对客车盘式制动器发出的噪声进行了数值分析，对刹车片上的衬垫倒角和圆盘叶片等零件进行了改进，发现对盘式制动器系统进行适当的结构调整可以在一定程度上抑制制动噪声必。总体而言，近年来国外的学者和工程设计人员主要针对制动器振动噪声、疲劳寿命以及热结构耦合分析等领域，且研究的重心逐渐从单一工况到复杂工况转变1.2.1 盘式制动器结构形式盘式制动器通常可被划分成钳盘式和全盘式等两大类，其划分的依据主要是参考摩擦副中固定件的结构。(1)钳盘式制动器根据制动钳运动模式的不同，钳盘式制动器还能够被细分为定钳盘式和浮钳盘式两种类型。定钳盘式制动器:它的制动钳在车桥上,摩擦衬块则分布在制动盘的两侧,保证摩擦衬块能够分别压到制动盘上。但此类制动器有繁杂的结构、过于大的尺寸、过于高的热负荷等诸多缺点。浮钳盘式制动器：根据钳体的运动方式不同，此类制动器又能够细分成滑动和摆动两种，其中更加广泛应用的是滑动式。前者的制动钳体能够在制动盘的轴向上进行滑行运动。摆动式只在一侧安放油缸,它的制动钳体与固定支座联系,因此它无法运动，为了实现制动，钳体是在制动盘的垂直方向的平面上来回摇摆运动。滑动式制动器具有简单而又不松散的结构特征，在车辆上进行装配时候,也比较便捷。(2)全盘式制动器该类制动器的旋转件与固定件都是一个