东风轻型车用手刹总成开发设计-正文.doc

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1、目录摘要1ABSTRACT2第一章绪论51.1课题来源51.2课题的提出51.2课题的目的和意义51.3国内外现状61.3.1国外的研究现状61.3.2国内的研究现状71.4研究内容9第二章手刹总成设计分析102.1手刹总成方案设计102.1.1方案一的设计112.1.2方案二的设计132.1.3两种方案对比142.2手刹总成的工作原理152.3手刹总成的力学特征162.3.1材料特征162.3.2接触特征172.3.3非保守性特征182.4手刹总成的设计规范要求18第三章手刹总成各个工况下应力和位移的简化计算213.1低位挡块拉伸工况

2、下最大应力计算213.2低位挡块压缩工况下最大应力计算223.3操纵臂变形一工况下最大应力和位移计算243.4操纵臂变形二工况下最大应力和位移计算263.5高位挡块拉齿板压缩变形工况相关力的计算29第四章手刹总成计算模型的建立314.1计算平台的选择314.2几何模型的建立314.3单元的选择334.4材料的力学特性344.5网格的划分344.6分析参数的设定354.6.1低位挡块拉伸工况参数设定354.6.2低位挡块压缩工况参数设定364.6.3操纵臂变形一工况参数设定364.6.4操纵臂变形二工况参数设定374.6.5高位挡块拉力下

3、齿板压缩变形工况参数设定37第五章手刹总成有限元分析计算结果395.1低位挡块拉伸工况计算结果395.2低位挡块压缩工况计算结果395.3操纵臂变形一工况计算结果405.4操纵臂变形二工况计算结果415.5高位挡块拉力下齿板压缩变形工况计算结果415.6改变厚度对手刹总成分析的影响435.6.1改变厚度后对低位挡块拉伸工况计算结果435.6.2改变厚度后对低位挡块压缩工况计算结果445.6.3改变厚度后对操纵臂变形一工况计算结果455.6.4改变厚度后对操纵臂变形二工况计算结果465.6.5改变厚度后高位挡块力下拉齿板压缩变形工况计算结

4、果475.6.6不同操纵臂厚度下各个工况下最大数值如表所示48第六章结论与展望496.1结论496.2展望49致谢50参考文献51第一章绪论1.1课题来源本课题来源于东风技术中心工艺研究所，本课题主要针对东风1~3吨轻型车手刹总成的开发设计，本款手刹应用于东风小霸王EQ1032上。课题要求对驻车制动系统及常用的手刹总成结构进行了解和分析，深入了解手刹总成的功能原理。再对国内外手刹总成进行比较分析，选择合适的手刹总成类型，根据手刹总成的技术要求，对其进行相关计算，通过对主要参数进行分析计算和ANSYS分析对比进行校核。1.2课题的提出对于

5、机械构件，其承受的多为交变循环载荷，疲劳失效[1]和应力变形是其主要的失效形式。工程设计中，抗疲劳设计已被作为一个重要组成部分来进行研究。零部件在受交变循环应力时，应力集中处会产生最大应力，设计过程中，若使该应力小于材料的疲劳极限，则为无限寿命设计。无限寿命设计适用于零部件要求长期稳定使用而不损坏的场合，它不能充分发挥材料的性能。对于只保证在规定使用期限内能够安全使用的零部件，采用有限寿命设计，即允许出现大于疲劳极限的应力，这并不会立即导致疲劳破坏，而且还充分发挥了材料的各种性能，节约了大量材料。所以，在有限寿命设计时，就出现了疲劳寿命

6、分析的问题，这直接关系到机械产品的使用可靠性与安全性。手刹是汽车上的重要保安件之一。车辆停放时，手刹产生驻车制动[2]，使车辆不至于溜滑而停留在原位；坡道[3]起步时，可以避免车辆下滑造成事故；遇到紧急情况时，可以配合脚制动进行紧急刹车。手刹有别于行车制动装置，它们各自有相互独立的操纵装置，手刹常采用手制动操纵机构，所以通常又称为手制动专业称呼是辅助制动器。手刹的好坏直接影响到了车辆的安全性能。在使用过程中，手刹总成将多个力的作用，若其刚度强度不够，将产生较大变形或产生不可恢复的残余变形，甚至发生局部断裂，严重影响汽车安全性能。虽然国外

7、有关规范[4]允许某些工况下手制动臂总成可以产生一定的应力变形，但如何在设计之初控制手制动臂总成的应力变形量，使其满足规范要求，保证产品在规范要求的范围内发挥最优的性能，一直是生产厂家设计过程中遇到的难题。生产厂家多采用试验的方法以获得变形量，但是此法需要不断重复设计一试验一修改一试验的过程，生产周期长，成本过高。1.2课题的目的和意义目前汽车上通用的驻车制动系统[5]操纵机构、拉索、后制动蹄组件等组成。其中系统中的手制动操纵机构，包括手制动操纵臂、按钮、棘爪拉杆、回位弹簧、棘爪、扇形齿板、支架、销轴、柳丁，等多个零件构成。棘爪由转动柳

8、丁固定在手制动操纵臂，棘爪与扇形齿板棘齿配合，按钮及棘爪拉杆在手制动操纵臂中间的的通孔内，棘爪拉杆与棘爪铰接，棘爪拉杆内有使推杆向手柄前端复位的回位弹簧。汽车驻车制动在使用过程中，由于手制动拉索拉伸变形、制