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时间:2018-12-14
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1、毕业论文盘式制动器的参数化设计前言国内汽车市场迅速发展,随着汽车保有量的增加,带来的安全问题也越来越引起人们的注意,而制动系统则是汽车主动安全的重要系统之一。因此,如何开发出高性能的制动系统,为安全行驶提供保障是我们要解决的主要问题。另外,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,提高产品的市场竞争力,已经成为企业成功的关键。制动器是车辆的关键部件之一,其性能的好坏直接影响整车性能的优劣,因此,制动器的设计在整车设计中显得相当重要。本文详细地阐述了各类制动器的结构、工作原理、优缺点和发展前景
2、,探讨了一种结构简单的盘式制动器。对制动器的主要零件如制动盘、制动钳、制动块、摩擦衬片、活塞等进行了结构设计和计算,从而设计出一种比较精确的制动器。根据设计与计算用Pro/E绘制出了该制动器的制动盘、制动钳、活塞、摩擦衬块等零件图和装配图。本课题主要完成基于Pro/E三维造型技术进行盘式制动器参数化设计。通过引入基于Pro/E特征的参数化造型思想,建立制动器典型的零部件模板库,模型设计计算完成后,通过参数化驱动从而得到所需的制动器模型。参数化设计是当前CAD技术中的一个研究热点,车辆制动器参数化设计方法的研究,使制动器
3、设计的半自动化以及制动器性能的提高成为可能。对参数化设计的方法进行研究,对企业实现快速设计、提高市场竞争力具有重要的现实意义。目前面向零件参数化设计的研究与系统开发已经取得了一定成效,但对产品级的参数化设计的研究比较少,缺少方法,效果也不太理想。本文深入的研究了零件参数化设计的方法,建立了基于Pro/E系统的盘式制动器参数化设计系统,在系统的开发过程中将理论研究与实际应用紧密结合,验证了基于装配约束的参数化设计方法的可行性,系统具备设计计算,参数化造型,系统数据管理等功能。针对目前基于Pro/E的二次开发中普遍忽视非几
4、何信息的情况,系统还是先了对非集合信息的管理,并在此基础上研究了工程图制动生成技术。此设计为企业面向现代设计与制造的产品数字化做了有益的探索,其开发思想可用于其他产品设计系统的开发。参数化设计方法具有高效性、实用性的特点,在产品的系列设计、相似设计及专用Pro/E系统开发方面都具有较大的应用价值。与传统设计方法相比,能够减少重复劳动,提高设计效率,符合现代产品设计需求。1制动系概述1.1制动系的功能汽车需要行驶,同时也需要能够使行驶中的汽车减速甚至停车,而且有时能够可靠的停车显得更重要。要做到使行驶中的汽车减速或停车就
5、必须产生一个与汽车行驶方向相反的力,才能让行驶中的汽车减速或停车。作用在行驶汽车上的滚动阻力、坡道阻力、空气阻力、加速阻力等都与汽车的行驶方向相反,但是这些力的大小都是随机的、很难控制的。因此,汽车上必须设置一系列专门的装置,以便使驾驶员能够根据道路和交通等情况,借助以外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,对汽车进行一定程度的强制制动,使汽车减速或停车,这一功能就是制动系的功能,这一系列专门的装置即为制动系。另外,当汽车停下来后需要可靠的停车,这也包括在坡道上的可靠停放。使汽车能够可靠的停车也是制
6、动系的功能之一。1.2车轮制动时的工作原理汽车受到与行驶方向相反的外力时,才能从一定的速度制动到较小的车速或直至停车。这个外力只能由地面和空气提供。但由于空气阻力相对较小,所以实际上外力主要是由地面提供的,称之为地面制动力。地面制动力越大,制动减速度越大,制动距离也越短,所以地面制动力对汽车制动性具有决定性影响。图1.1为车轮在良好的硬路面上制动时的受力情况。图1.1车轮受力Tf是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑转时的摩擦力矩,单位是N·m;FB是地面制动力,单位为N;W为车轮垂直载荷、TP车轴对车轮的推力、FZ为
7、地面对车轮的法向反作用力,它们的单位均为N。显然,从力矩平衡得到FB=Tf/r(1.1)式中r──为车轮的有效半径,m;Tf──制动器制动力矩,N·m。地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力,但是制动力取决于两个摩擦副的摩擦力:一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力,一个是轮胎与地面间的摩擦力——附着力。在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力,以符号Fu表示。它相当于把汽车架离地面,并踩住制动踏板,在轮胎周缘沿切向方向推动车轮直至它能转动所需的力,显然Ff=Tf/r(1.2)当驾驶员松开制
8、动踏板时,在回位弹簧的作用下,制动蹄与制动鼓(制动钳与制动盘)的间隙又得以恢复,从而解除制动。1.3制动系的要求汽车制动系应满足以下要求:(1)具有良好的制动效能(2)具有良好的制动效能恒定性(3)具有良好的制动方向稳定性(1)操纵轻便(2)具有良好的制动平顺性1.4车轮制动器类型制动器是具有使运动部件(或运动机械)减速、停止或保
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