轿车滑动钳盘式制动器设计开题报告 (69)

毕业设计(论文)开题 题目：轿车滑动钳盘式制动器设计 1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1题目背景、研究意义 当今社会，汽车在人们的生活中起着越来越重要的作用，同时，汽车的设计与生产涉及到许多领域，以其独特的安全性，经济性，舒适性等众多指标，也对设计提出了更高的要求。 汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动性能的好坏对汽车的行驶安全有着重要影响。随着汽车的形式速度和路面情况复杂程度的提高，更加需要高性能，长寿命的的制动系统。该性能的好坏对汽车的行驶和安全有着重要的影响。[7]目前，轿车的制动器主要是盘式制动器。而轿车绝大部分盘式制动器采用的是滑动钳盘式制动器。滑动钳盘式制动器是指仅在制动盘一侧设有加压机构的制动钳，制动钳可相对于制动盘轴向滑动，并借其本身的浮动，而在制动盘的另一侧产生压紧力的钳盘式制动器。 滑动钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸，结构简单，造价低廉，易于布置，结构尺寸紧凑，可将制动器进一步移进轮毂，同一组制动块可兼用于行车和驻车制动器。浮动钳由于没有跨越制动盘的油道或油管，减少了受热机会，单侧油缸又位于盘的内侧，受车轮隐蔽较少使冷却条件较好。另外，单侧油缸的活塞比两侧油缸的活塞要长，也增大了油缸的散热面积，因此制动液温度比固定钳式低30至50度，气化的可能性比较小。但是由于钳体是浮动的，必须设法减少滑动处的磨损和噪声。[17]本次设计的轿车盘式制动器为滑动钳盘式。由于在此制动器的设计中，对主要零件进行了一下设计：滑动钳体及其支架都选用了可锻铸铁，以保证其有高的强度和刚度；钳体中没有加工出制动油缸，而将单独的油缸装嵌入钳体中；活塞选用45号钢，并做成杯形，降低噪声和提高耐磨性；制动钳中有橡胶密封圈以实现间隙的自动调整；摩擦制动块，其大部分面积要被活塞压住，以免卷角引起尖叫声。因此，所设计出滑动钳盘式制动器具有良好的制动性能和效能，较少的磨损和噪声。这将大大提高轿车制动系统的性能，从而提高轿车行驶的安全性，最大限度的避免因制动器发生故障而发生车祸。 1.2国内外相关研究情况 在国内外的研究中，轿车的滑动钳盘式制动器早期则侧重于试验其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行中，如摩擦机理的研究和制动力噪声的分析，制动噪声的分析。另外，对目前轿车的滑动钳盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是提高制动器的制动效能，防止尘污和锈蚀，减轻重量，简化结构，降低成本，电子报警和智能化系统的发展，使其实用性更强与寿命更强。 摩擦机理的研究：马保吉等的研究面，摩擦力的产生机理直接决定了摩擦热的产生机理。制动开始时，摩擦制动片在制动系统管路压力的作用下夹紧制动盘，使盘片界面之间产生摩擦力。如果忽略擦料磨损的影响，可认为制动器吸收的制动能量全部转换为热量。研究摩擦了产生机理的目的在于，在分析制动副表面温度场时，能够对摩擦界面的热流边界条件提出合理的假设。摩擦制动过程中产生的热量主要由两部分组成：一部分是摩擦表面的微凸体与接触界面的粘结和断裂及接触区域和周围材料的塑性变形产生的热量；另一部分是摩擦材料在一定温度下的热降解产生的热量。第一部分中摩擦界面粘的形成和断裂、接触区域的塑性变形及界面第三体的塑性变形等对摩擦能影响很大。研究表明，消耗在亚表层材料的能量远远大于消耗于接触面上的能量，占摩擦热的绝大部分，且绝大部分转化为热量。树脂基复合摩擦材料子一定温度下会发生化学反应而降解，降解产物包括固体、液体和气体。在大气环境下，热降解过程是一种放热过程，因而成为摩擦制动中产生热量的一部分。因此，摩擦制动过程中摩擦热主要产生在接触区域具有一定厚度的界面而不是在接触表面，在温度场分析中，摩擦热应作为体积热而不应作为表面热流从接触表面输入，同时接触界面存在一定的接触热阻，界面的热特性不同与摩擦材料基体的热特性。[11] 制动噪声的研究：早期对制动尖叫现象一般简单地归结为当静摩擦系数大于动摩擦系数或动摩擦系数随相对滑动速度的变化率小于零时，制动系统的自激振动问题。1980年，Felske用纯试验方法研究了鼓式制动器的制动尖叫，通过增加底板刚度，制动尖叫被成功抑制。进入20世纪80年代中后期，随着计算机技术的发展，逐步从简化模型进入对实际制动器结构的研究，定量的解释制动器噪声的各类现象。关于制动器噪声的研究大多集中在盘制动器，其研究较成熟，有有限元、模态分析、结构闭环耦合模式等研究方法。将东鹰等借助有限元和模态综合技术建立了盘式制动器制动尖叫摩擦耦合模型，通过复特征分析，得到对应于每阶段振动模态的阻尼与频率，模态阻尼值揭示了哪些模态不稳定并可能产生尖叫，最后运用耦合模型研究了摩擦系数和子结构模态对制动尖叫的影响。管迪华等从馈入能量的角度探讨了制动尖叫噪声分析方法，在制动摩擦闭环耦合模型的基础上，推导了系统尖叫模态的馈入能量计算方法。通过基于馈入能量的分析，可直观的看出一些结构参数对制动噪声的影响，如摩擦系数、制动块形状、刚度及有重要影响的子结构模态振型，并有助于分析抑制噪声的结构修改。该方法对制动器结构制动噪声的分析具有指导意义。 预计未来几年，轿车的滑动钳盘式制动器主要还是会从如何提高制动盘摩擦效率，降低制动噪声方面发展。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本课题主要研究内容 ①、对制动性能的分析，包括制动性能评价指标；制动效能；制动效能的恒定性；制动时汽车的方向稳定性。 ②、滑动钳盘式制动器的设计计算，包括滑动钳盘式制动器参数的确定；制动器的计算；衬块磨损特性计算；制动驱动机构的设计。 ③、制动器零件的设计，包括滑动钳体；固定支架；制动盘；制动块；活塞；制动系统中的密封问题。 2.2研究方案 滑动钳盘式制动器在研究时如果对滑动钳式浮动钳盘制动器按其浮动型式细分,又可分为滑动销式与槽式等几种。 ⑴对于滑动销式浮动钳盘制动器,滑动位置的布置对制动钳的滑动效果影响较大。如果滑动销的位置布置不当,则有可能出现制动钳的滑动效果不佳,产生卡滞现象,或制动钳不能回位。所以在设计滑动销式浮动钳盘制动器时,要尽量使滑动销的位置靠近制动压力中心,以保证其浮动的可靠性。这种浮动型式的浮动位置布置范围广,并能灵活布置。其工艺性也较好。 ⑵对于槽式浮动钳盘制动器,视其所采取槽的型式是直槽还是燕尾槽。如果采用燕尾槽,则由于其燕尾槽的导向性好,而且,燕尾槽一般又布置在制动压力中心附近,所以制动钳的浮动能容易保证。但与其它浮动型式相比较,燕尾槽的工艺复杂,加工困难。另外,燕尾槽式浮动钳盘制动器在维修方面也不及其它浮动型式方便。如果采用直槽,其导向性比燕尾槽差些,但工艺性则比燕尾槽好。 所以采用滑动销式浮动钳盘制动器设计，维修方便，工艺简单。 闰土机械外文翻译成品某宝dian 2.3研究方法或措施 ①参考《汽车工程手册》《制动器设计选用手册》等，并在图书馆和网上查阅相关资料。 ②通过所查得的资料对滑动钳盘式制动器的工作原理，背景、现状以及发展趋势有所了解。 ③通过所查阅的参考文献及自己所学到的理论知识，结合设计任务书和老师的指导对滑动钳盘式制动器的设计进行初步的研究和规划，初步确定制动器的相关数据并进行初步的计算。 ④对初步取的制动器参数及初步进行的计算结果结合相关的参考文献和实际，进行校核和评估，以确定最终的制动器相关参数。然后，开始设计滑动钳盘式制动器。 本课题的重点是：滑动钳盘式制动器装置结构的零件图及装配图。各个零件参数的计算。 难点是：要求精度高，对装置要求的可实用性高 前期已开展工作：查阅滑动钳盘式制动器装置结构的相关资料，了解滑动钳盘式制动器装置的组成及装配关系；并为进一步周密的设计做好充分的准备。 4.完成本课题的及进度计划 第1-3周：查阅相关资料，了解工作原理及特点，完成基础知识的积累并撰写开题报告； 第4-6周：方案论证，深化方案具体实施步骤； 第7-10周：滑动钳盘式制动器结构的方案的具体方案设计，图纸绘制，准备中期答辩； 第11-15周：撰写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。 5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日   参考文献 [1] 罗善暓.浮动钳盘制动器的设计方法[J].建筑机械,1986,(7):28-31. [2] 吴学松. 钳盘式制动器综述[J].建筑机械,1996,(8):21-24. [3] 葛振亮,吴永根,袁春静.汽车盘式制动器的研究进展[J].公路与汽运,2006,(01):9-11. [4] 张鹏,崔立林,何乐等.液压盘式制动器模型试验[J].农业机械学报,2013,44(6):24-28. [5] 张秋芹.浅谈轿车浮钳盘式制动器[J].科技致富向导,2012,(15):174. [6] 阮广东.汽车浮钳盘式制动器关键技术研究[D].武汉:华中科技大学,2011. [7] 赵波,范平清.盘式制动器的制动效能和接触应力分析[J].机械设计与制  造,2011,(9):134-136. [8] 董建斌.浅谈盘式制动器的结构原理及应力分析[M].科技创新导报,2011,(20):89. [9] 吴栋楠.浮钳盘式制动器结构分析[D].武汉：武汉理工大学,2013. [10] 王晓奇,陈文敏,李荣等.轿车盘式制动器关键零部件的设计及有限元分析[J].科技信息,2013,(2):35-36. [11] 李辉 钳盘式制动器构造原理与检修[J].农机使用与维修,2013,(4):92. [12] 唐平 轿车制动系统的设计与优化[D].成都：西华大学,2012. [13] 林玮静,齐学先,杜换军.盘式制动器承载件的设计优化及提升[J].山东交通科技,2013,(4):12-14. [14] 张兴,唐昳.汽车浮钳式盘式制动器有限元分析[J].科技创新导报,2013,(02):81. [15] 许晶伟 某轿车前轮制动器的结构分析与设计[J].机械管理开发,2012,(6):39-40. [16] 费敬媛 盘式制动器在轿车后轮上的应用[J].汽车工程师,2012,(5):52-63. [17] HASAN, SADEQ 汽车盘式制动器摩擦块偏磨研究与应用[D].武汉：武汉理工大学,2011. [18] Yang Y, Mu?oa J, Altintas Y. Optimization of multiple tuned mass dampers to suppressmachine tool chatter. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2010(50): 834-842 [19] Rudolf Limpert. BRAKE DESIGN and SAFETY. Warrendale, PA 15096, USA: SAE,Inc. ,1992. [20] Lin Chi-Wei, Tu Jay F, Kamman Joe. An integrated thermo-mechanical-dynamicmodel to characterize motorized machine tool spindle during very high speed rotation.International Journal of Machine tools and Manufacture, 2003, (43): 1035-1050