轿车前轮制动器的结构分析与设计.doc

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1、工学院毕业设计（论文）题目：某轿车前轮制动器的结构分析与设计专业：机械设计制造及其自动化班级：06自动化（2）班姓名：仇百好学号：2006664201指导教师：陈丰日期：2010年6月目录引言21.概况与现状分析31.1.轿车制动器概况31.2.制动器研究现状分析42.制动系统主要参数数值及其选择62.1.相关主要技术参数62.2.同步附着系数的分析62.3.确定前后轴制动力矩分配系数72.4.制动器制动力矩的确定73.浮钳盘式制动器结构分析93.1.盘式制动器的结构型式及选择93.2.浮钳盘式制动器的结构、工作原理和特点104.浮钳盘式制动器设计计算124.1

2、.浮钳盘式制动器主要结构参数的确定124.2.浮钳盘式制动器主要部件结构的确定135.制动性能分析165.1.制动性能评价指标165.2.制动器制动力分配曲线分析175.3.制动减速度185.4.制动距离S195.5.摩擦衬片的磨损特性计算196.盘式制动器结构优化设计216.1.优化模型的建立216.2.算法的设计256.3.优化结果的分析277.总结29附件：1、浮钳盘式制动器总体装配图2、制动盘二维零件图3、装配结构爆炸图4、各三维零件图某轿车前轮制动器的结构分析与设计摘要：制动系统是汽车主动安全的重要系统之一，本文主要介绍了某轿车前轮制动器的结构分析与设

3、计。首先介绍了轿车制动器的概况和研究现状，并根据给定的制动系统的主要技术参数确定了同步附着系数、制动力矩等变量。再通过对盘式制动器的结构及优缺点进行分析、设计计算、性能分析，最终确定浮钳盘式制动器的尺寸及材料并用CAD画出二维装配图及制动盘零件图以及SolidWorks软件绘出其装配图和爆炸图。除此之外，还采用了Matlab得到制动力分配曲线以及优化工具箱的遗传优化算法对制动器尺寸进行优化。关键字：轿车前轮盘式制动器优化设计32引言汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。而制动

4、器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。随着汽车市场竞争的加剧，如何缩短产品开发周期、提高设计效率，降低成本等，提高产品的市场竞争力，已经成为企业成功的关键。提及汽车制动系统，大家都知道有鼓式和盘式制动器两种，特别是在上世纪80年代还是稀奇、高端玩意儿的盘式制动器，如今已基本上在民用轿车上得到了普及。由于蹄式制动器散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制

5、动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。所以，倾向于采用散热性能较好的盘式制动器。盘式制动器的组成结构复杂，并且还有不同的种类，盘式制动器分为钳盘式和全盘式制动器两大类，钳盘式制动器又分为浮钳盘式制动器和定钳盘式制动器两大类。为了防止汽车跑偏，往往前轮采用盘式制动器。本文主要对浮钳盘式制动器进行结构分析与设计。通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，根据给定的制动系统的主要技术参数确定了同步附着系数、制动力矩等变量。再通过对盘式制动器的结构及优缺点进行分析、设计计算、性能分析，最终确定浮钳盘式制动器的

6、尺寸及材料并用CAD画出二维装配图及制动盘零件图以及SolidWorks软件绘出各零件三维图、三维总装配图和爆炸图等。除此之外，还采用了Matlab得到制动力分配曲线以及优化工具箱的遗传优化算法对制动器尺寸进行优化。同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。32概况与现状分析1.1.轿车制动器概况制动器的组成部件很多，其中的主要的部件包含制动盘、摩擦片、固定器、制动钳体等。汽车制动的过程中各个部件均受到复杂的力和力矩的作用，因此容易造成制动盘、摩擦片、固定器、钳体的变形等，引起磨损不均匀。有时制动器还会产生振动，引起噪声，甚至引起方向盘、制动踏板、制动底板和座

7、椅的剧烈抖动。振动还会引起汽车跑偏，严重影响汽车的稳定性能。制动器在制动过程中因使用不当或制造、装配误差及设计不合理等因素还会有一些工作不良或故障现象发生，以下对这些现象和原因进行简要介绍：1)、磨损不均匀，结合不同步，导致先接触点的压力急剧加大，局部摩擦力超过摩擦片和制动盘表面的应力极限值，导致严重的局部的磨损或者是损伤，并目会导致制动盘和摩擦片的局部温度迅速升高，局部烧伤摩擦片，失去制动能力。结合不同步的主要原因还是制动器的低频和高频共振诱发制动系统的变形引起的。2)、制动振动:制动振动按照发生机理可以将其分为3类:低频抖动、中频颤动和高频啸叫。制动抖动是指

8、车辆在一定车速范围内实施