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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學生姓名
李正彬
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛07-7班
指導教師姓名
田芳
職稱
實驗員
從事
專業(yè)
汽車運用技術(shù)
是否外聘
□是■否
題目名稱
輕型載貨汽車制動器設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.課題研究現(xiàn)狀：
在汽車技術(shù)飛速發(fā)展的今天，汽車制動系統(tǒng)直接影響著汽車行駛的安全性和停車的可靠性。汽車制動系是用以強制行駛中的汽車減速或停車、使下坡行駛的汽車的車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地（包括在斜坡上）駐留不動的機構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車速的提高以及車流密度的日益增大，為了保證行車安全、停車可靠，汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。也只有制動性能良好、制動系統(tǒng)工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮其動力性能作為制動系重要組成部分之一的制動器在我國發(fā)展前景廣闊，目前乘用車主要采用前盤后鼓式和全盤式制動器，20%的乘用車采用前盤后鼓式制動器，商用車主要采用全鼓式制動器，只有高檔客車和有特殊需求的車輛才采用前盤后鼓式制動器和全盤式制動器。隨著對汽車制動性能的提高，越來越多的先進電子制動技術(shù)得到采用。從中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的情況來看，2008年汽車鼓式制動器總成需求規(guī)模達到2046萬臺，其中乘用車鼓式制動器總成市場377萬臺，商用車鼓式制動器總成市場1669萬臺，預(yù)計2013年乘用車鼓式制動器總成市場928萬臺，商用車鼓式制動器總成市場2937萬臺。
制動器作為制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)健裝置，車輪制動器主要用作行車制動裝置，有的也兼作駐車制動之用，而中央制動器則僅用于駐車制動，當然也可起應(yīng)急制動的作用。汽車制動器按其在汽車上的位置分為車輪制動器和中央制動器，前者是安裝在車輪處，后者則安裝在傳動系的某軸上。制動器是將汽車的動能以摩擦方式轉(zhuǎn)化為熱能并加以吸收的機構(gòu)，不僅要按產(chǎn)生足夠的制動力的條件，還要按能量容量和磨損壽命足夠的條件來確定制動器。為確保制動穩(wěn)定性可靠，熱穩(wěn)定性好，壽命長，造價低，現(xiàn)今的制動器產(chǎn)品無論從性能、結(jié)構(gòu)方面，還是生產(chǎn)制造方式和操縱控制方面，都在發(fā)生著諸多的變化。它們大大地優(yōu)化了制動器各方面的性能，從某種程度上看,這些變化也反映了汽車制動器的發(fā)展方向。制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且街頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車用車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只用作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器。在國內(nèi)主要從事鼓式制動器總成的企業(yè)有萬向錢潮、亞太機電、重慶紅宇等一些企業(yè)。2004年前八家企業(yè)產(chǎn)量集中度達到85.4%。隨著近幾年汽車盤式制動器的發(fā)展，液壓鼓式制動器目前只在一些比較低檔的經(jīng)濟型轎車上在使用。根據(jù)慧聰汽車市場研究所最新的統(tǒng)計表明，2008年1～7月，我國乘用車中剎車制動器用鼓式制動器只占20%，并且鼓式制動器目前已經(jīng)徹底退出前輪制動。自2000年以來，我國盤式制動器市場需求增長速度發(fā)展非?？?。從中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的情況來看，2000年我國盤式制動器的產(chǎn)量只有57.58萬套，到2004年迅速增長到468.72萬套，增長7倍多，年平均增長率高達68.9%，2007年增長至1000萬套。過去5年里，我國盤式制動器應(yīng)用的增長非常迅速。
目前汽車制動器基本都是摩擦制動器按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同分為鼓式制動器和盤式制動器兩大類。鼓式制動器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式 、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動器等結(jié)構(gòu)型式。盤式制動器有固定鉗式，浮動鉗式，浮動鉗式包括滑動鉗式和擺動鉗盤式兩種型式?；瑒鱼Q式是目前使用廣泛的一種盤式制動器 。由于盤式制動器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動器好，可靠 性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用但是盤式制動器效能低，無法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車制動時需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動機構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車是采用前盤后鼓的制動系統(tǒng)組成。鼓式制動器可按其制動蹄的受力情況分類，它們的制動效能、制動鼓的受力平衡狀況以及車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢煌?。制動蹄按其張開時的轉(zhuǎn)動方向和制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向是否一致，有領(lǐng)蹄和從蹄之分，制動蹄張開的轉(zhuǎn)動方向與制動鼓的旋轉(zhuǎn)方向一致的制動蹄，成為領(lǐng)蹄；反之，則成為從蹄。此次鼓式制動器我采用領(lǐng)從蹄式制動器，領(lǐng)從蹄式制動器的每塊蹄片都有自己的固定支點，而且兩固定支點位于兩蹄的同一端。領(lǐng)從蹄式制動器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游；前進、倒退行駛的制動效果不變；結(jié)構(gòu)簡單，成本低；便于附裝駐車制動驅(qū)動機構(gòu)；易于調(diào)整蹄片與制動鼓之間的間隙。此次盤式制動器我采用鉗盤式制動器，它的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面很小，故又稱點盤式制動器。此次設(shè)計我將對其兩種制動器進行設(shè)計。
2.選題的目的依據(jù)和意義
汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍，也是最方便的交通運輸工具。汽車制動系是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng),它是制約汽車運動的裝置。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對安全性、可靠性要求越來越高，為保證人身和車輛的安全，必須為汽車配備十分可靠的制動系統(tǒng)。
雖然近幾年從德國大眾、法國雷諾、美國通用等國外汽車引進了轎車，不少零配件的國產(chǎn)率也比較高，但引進的主要是總成和零配件，沒有引進開發(fā)技術(shù)，至于輕型客貨車的開發(fā)技術(shù)引進就更少了，所以我國自行開發(fā)輕型客貨車及其轎車的能力，跟汽車發(fā)達國家相比差距還是很大。近年來我國出版過很多汽車制動方面的著作，但是從數(shù)量上還是不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的要求。特別是在汽車制動器的開發(fā)和設(shè)計方面與發(fā)達國家相差很大，許多尖端技術(shù)還不能了解。所以對于研究設(shè)計制動器來說，在我國有著非常重要的影響。
輕型載貨汽車制動器設(shè)計是通過合理整合已有的設(shè)計，通過努力，閱讀大量的文獻，掌握制動器設(shè)計的基本步驟和要求，以及制圖的步驟和規(guī)則，掌握制動器總成的相關(guān)設(shè)計方法，以及進一步更扎實汽車設(shè)計基本知識，學會使用CAD進行基本二維制圖，同時提高分析問題和解決問題的能力。制動器的設(shè)計有利于提高汽車的整體性能，同時綜合運用知識的能力和技能得以提高，通過課題的設(shè)計，積累制動器制動過程的理論知識，通過設(shè)計還可以系統(tǒng)的培養(yǎng)工程文化素養(yǎng)，有利于未來的發(fā)展。
本次設(shè)計是通過查閱相關(guān)資料，掌握制動器設(shè)計的基本步驟和要求，及制動器總成的相關(guān)設(shè)計方法，運用汽車設(shè)計和汽車構(gòu)造的基礎(chǔ)知識，學習和利用CAD繪圖軟件對CA6780中型客車的制動器進行設(shè)計使其具有足夠的制動效能以保證汽車的安全性；同時在材料的選擇上盡量采用對人體無害的材料。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
（一）基本內(nèi)容：
本設(shè)計題目要求利用計算機設(shè)計軟件完成汽車底盤中制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括制動盤、制動鉗、制動鼓、制動蹄等零件的設(shè)計以及部分零件的計算、校核。
掌握盤式制動器、鼓式制動器結(jié)構(gòu)和原理，設(shè)計內(nèi)容包括制動器總成、制動輪缸、制動鉗、制動鼓、制動蹄等。同時對整車制動力矩進行校核，并對零件強度進行校核。設(shè)計的圖紙包括制動器總成裝配圖和部分零件圖。整個設(shè)計中的零件尺寸選取均按國家標準選取。在設(shè)計的過程中充分考慮盤式制動器與鼓式制動器的區(qū)別，在制動輪缸的設(shè)計中很好的體現(xiàn)各自制動器的特點。
要求：1、查閱相關(guān)資料，學習使用相關(guān)軟件。
2、計算參數(shù)，設(shè)計結(jié)構(gòu)，利用計算機輔助設(shè)計軟件繪圖。
3、編寫設(shè)計說明書。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，圖面清晰。
（二）擬解決的主要問題
1、 制動器因數(shù)的分析計算。
2、 摩擦力矩的分析計算
3、 制動蹄上的壓力分布規(guī)律與制動力矩的簡化計算。
4、 摩擦襯片（襯塊）得磨損特性的計算。
5、 盤式制動力矩的確定。
6、 制動鼓直徑或半徑的確定。
7、零件強度的校核。
三、技術(shù)路線（研究方法）
研究方法主要有：對比法（對制動系統(tǒng)零部件各種性質(zhì)進行擇優(yōu)選取）；查閱法（對設(shè)計參數(shù)查閱）
查閱文獻，了解輕型載貨汽車制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理
輕型載貨汽車制動器具體結(jié)構(gòu)的選型和確定
盤式制動器（前）
鼓式制動器（后）
盤式制動器主要參數(shù)的選擇和確定
盤式制動器主要幾何尺寸的計算
強度校核
鼓式制動器主要參數(shù)的選擇和確定
鼓式制動器主要幾何尺寸的計算
強度校核
完成畢業(yè)設(shè)計和說明書，利用AUTOCAD進行繪圖
四、進度安排
（1）調(diào)研、查閱參考資料，了解貨車鼓式制動器的功能、主要結(jié)構(gòu)。撰寫開題報告。 第2周（3月1日～3月11日）
（2）開題。第2周（3月11日）
（3）分析并確定鼓式制動器的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，按照有關(guān)的設(shè)計要求和順序進行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對給定的設(shè)計參數(shù)優(yōu)選制動系統(tǒng)的總體方案。第3周（3月12日～3月20日）
（4）進行制動系統(tǒng)零部件的設(shè)計計算。第4～5周（3月21日～4月2日）
（5）完成部分設(shè)計圖紙，折合0# 圖紙1張，完成說明書初稿。第6周～8周（4月3日～4月22
日）
（6）中期檢查。第8周（4月22日）
（7）完成制動系統(tǒng)裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計說明書 第9~13周（4月23日～5月27日）
（8）設(shè)計及說明書初稿提交。第13周（5月27日）
（9）畢業(yè)設(shè)計審核、修改。 第14～16周（5月28日～6月17日）
（10）畢業(yè)設(shè)計答辯。 第17周（6月18日～6月 20日）
五、參考文獻
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[2] 王國林 . 汽車底盤構(gòu)造及維修 ，高等教育出版社 , 2005.1
[3] 陳家瑞 . 汽車構(gòu)造 ，機械工業(yè)出版社 , 2005.1
[4] 顧柏良 . 汽車工程手冊 ，北京理工大學出版社 ， 2004.4
[5] 汽車工程手冊-制造篇 ，人民交通出版社 ，2001.5
[6] 制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 . 汽車研究與開發(fā)，2005
[7] 龔 紅 .影響制動性能的因數(shù)及設(shè)計方法，汽車科技，2003.5
[8] 王世剛 . 機械設(shè)計實踐 . 哈爾濱工程大學出版社，2003
[9] 戴枝榮 . 工程材料 . 高等教育出版社，2001
[10] 劉惟信 . 汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算 . 清華大學出版社，2004.9
[11] 支樹摸 . 轎車構(gòu)造圖集 . 人民交通出版社，2001.7
[12] 劉惟信 . 汽車設(shè)計 . 清華大學出版社，2001
[13] J.Reimpell,H.stoll.The Automotive chassis: Engineering Principles.Warrendale,PA15096,USA,SAE,1996
[14] John Fenton.Hand Book of Vehicle Design Analysis.Warrendale,PA.,USA:Society of Automotive Engineers,Inc.,1996
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日