本科畢業設計（論文）開題報告題目：后輪盤式制動器設計學院：機電與車輛工程學院專業：機械設計制造及其自動化（工程機械）學生姓名：學號：指導教師：一、選題背景汽車是現代交通工具中用得最多、最普遍、也是運用得最方便的交通工具。汽車制動系統是汽車底盤上的一個重要系統，它是制約汽車運動的裝置，而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關鍵裝置，是汽車上最重要的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業的迅速發展和車流密度的日益增大，人們對安全性、可靠性的要求越來越高，為保證人身和車輛安全，必須為汽車配備十分可靠的制動系統。車輛在形式過程中要頻繁進行制動操作，由于制動性能的好壞直接關系到交通和人身安全，因此制動性能是車輛非常重要的性能之一，改善汽車的制動性能始終是汽車設計制造和使用部門的重要任務。汽車的制動過程實際上是一個能量轉換過程，它把汽車行駛時產生的動能轉換為熱能。制動器是制動系中最主要的一個部件，是制動系統中用以產生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件。制動器可分為盤式制動器和鼓式制動器，現代轎車上大都采用盤式制動器，原因有以下幾點：首先，盤式制動器制動力大且穩定，在各種路面都有良好的制動表現，制動效能遠高于鼓式制動器，浸水后效能降低也較少，只須經一兩次制動即可恢復正常。其次，高速行駛的汽車如果頻繁使用制動器制動，制動器因摩擦會產生大量的熱量，使制動器溫度急劇升高，如果不能及時的為制動器散熱，它的效率就會大大降低，影響制動性能，出現所謂的制動效能的熱衰退現象，而使用盤式制動器的汽車，空氣直接流經盤式制動器，故盤式制動器的散熱性很好，熱衰退現象比起鼓式的也好很多。另外，制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導致制動踏板行程過大。較容易實現間隙自動調整，其他維修作業也較簡單。但是盤式制動器結構較鼓式制動器復雜，對制動鉗、管路系統設計要求也比較高，而且造價高于鼓式制動器。現代汽車普遍采用的摩擦式制動器的實際工作性能是整個制動系中最復雜、最不穩定的因素，因此改進制動器機構、解決制約其性能的突出問題具有非常重要的意義。。二、國內外現狀伴隨著我國汽車工業的飛速發展，在國外先進技術的滲入和影響下，盤式制動器在我國的汽車工業上所應用的比重在逐年提高。由于盤式制動器的應用，大大提高了整車的性能、提高了舒適性、滿足了人們對汽車要求的標準。在轎車、輕卡、微型車及SUV等方面：目前，采用混合制動的車子的比重越來越大。因為人們觀念正在逐步轉變，經濟性、實用性開始主導著人類的思想。混合制動的車子，前輪一般采用盤式制動的形式，而后輪往往采用鼓式的。制動時，在慣性的影響下，車子前輪所承受的負荷很大，往往會占到整車全部負荷的70%至80%。故，前輪制動力遠遠大于后輪。所以出于成本上的考慮，生產廠家為了降低成本，一般采用混合匹配的方式。目前的大部分轎車、皮卡及SUV等采用的是前盤后鼓式混合制動器。相關部門統計，在2004年，我國共生產混合制動的車子約為110萬輛。但隨著人們對汽車要求的提高以及道路交通狀況的改觀，尤其在國家強制性的法規出臺后，無論前輪還是后輪都采用盤式制動器終將成為主流。大型客車在制動器方面的應用：氣壓盤式制動器、電磁制動器以及液壓制動器產品可靠性總體良好，技術先進性明顯。我國于1997年在大客車及載重車上首推了ABS防抱死系統和盤式制動器。但由于大多數都是進口的，所以價格相對來說比較昂貴，所以出于經濟性的考慮，大都用在了高端車上。但是自2004年7月1日起，在國家交通部有關文件的強制規定下，北京、上海、廣州、武漢、長沙、深圳等一二線城市的公交公司，都陸續先后為大客車匹配了氣壓盤式制動器。伴隨著這股潮流，國產盤式制動器也得到了迅速的發展。國外汽車研發機構經過多年的研究和試驗，氣壓盤式制動器在所有的主要性能方面都優于傳統的鼓式制動器，并將其廣泛使用在新型的載重汽車上。現在一些歐洲汽車公司制造的汽車上，均已開始大量使用氣壓盤式制動器總成（這種氣壓盤式車輪制動器裝配組裝在汽車的前后車橋總成上）。氣壓盤式制動器與傳統的鼓式制動器相比在制動性能等方面的有明顯的優勢，主要表現在以下幾個方面。(1)制動力和安全性：在間斷制動狀態下，鼓式與盤式制動器的制動能力相差不大。但盤式制動器在制動響應和制動控制方面的表現更好一些。但在連續制動過程中，兩種制動器的差別很大。在長距離的坡路上駛下（如下山），盤式制動器在固定的制動壓力下，完全不失去初始性能，汽車能全程保持一定的速度行駛。相反，裝有鼓式制動器的汽車，為保持速度，須逐漸增加制動壓力。持續制動后，在同等制動壓力下，盤式制動器產生的制動力只是略有下降，而鼓式制動器的制動力下降非常大，這兩種制性動器的安全因數有著很大的差別。(2)結構和成本：盤式制動器系統包括盤、襯墊、缸和卡鉗，其零件數少于鼓式制動器系統，同類車型相比其總成的總質量比鼓式制動器低18%。盤式制動器總成可以作為一個完整的部件送到車橋裝配線，此部件即包括了盤式制動器的所有零件。這樣就有一個特別的優越性，就是可以把所有機械功能預調好的、經過試驗的裝置提供給用戶，因而產品的責任有了明確規定。(3)維修保養：盤式制動器的整套操作機構密封在外殼中，經潤滑以延長其壽命。所以盤式制動器幾乎是無需維修的，維修主要是更換磨損零件，即襯墊和盤。而且，更換襯墊所需的時間也比更換鼓式制動器材套所需的時間少80%。這意味著不僅可以節省維修成本，還能大大縮短非運營時間。(4)電子制動控制系統（EBS）：盤式制動器由于采用簡單且相當成熟的操作機構，因而具有特別高的效率。其提供的制動靈敏性使EBS系統能夠實現一些強而有效的控制作用，用以縮短制動距離，提高車輛的穩定性和磨損率。盤式制動器在響應方面的特性，表現在每個車輪制動相差很小，每個車軸的左右車輪之間的磨損分配均勻。盤式制動器經過這幾年的不斷開發，不斷改進，發展非常迅猛。各大公司除在原有轎車用液壓盤式制動器有較大的發展外，更注重在中、重汽車領域開發氣壓盤式制動器。主要內容制動器是制動系中最主要的一個部件，是制動系統中用以產生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力的部件。盤式制動器的摩擦力產生于同汽車固定部位相連的部件與一個或幾個制動盤兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動盤工作表面的一小部分的盤式制動器稱為鉗盤式制動器；摩擦材料覆蓋制動盤全部工作表面盤式制動器稱為全盤式制動器。現代汽車中以單盤單鉗式的鉗盤式制動器應用最為廣泛，僅有個別大噸位礦用自卸車采用單盤三鉗和雙盤單鉗的鉗盤式制動器，以及全盤式制動器。鉗盤式制動器中定鉗盤式為制動鉗固定在制動盤兩側，且在其兩側均設有加壓機構。浮鉗盤式制動器僅在制動盤一側設有加壓機構的制動鉗，借其本身的浮動，而在制動盤的另一側產生壓緊力。又分為制動鉗可相對于制動鉗可相對于制動盤軸向滑動鉗盤式制動器；與制動鉗可在垂直于制動盤的平面內擺動的擺動鉗盤式制動器。正如上面我們看的一樣，盤式制動器的類型很多，我們本課題要研究的內容就是要通過分析計算設計出適合乘用車后輪的盤式制動器。為汽車的安全方便行駛提供保障。實施方案與進度計劃方案實施具體為：（1）根據課題的要求，認真復習相關專業知識，查閱《汽車設計》、《汽車構造》、《汽車理論》、《機械設計手冊》等相關資料，學習和了解車輛制動器的種類，工作特點和基本要求。（2）收集資料，圍繞設計題目，完成論文綜述和外文翻譯。（3）分析各制動型式的性能優缺點，然后確定盤式制動器的形式和結構。（4）進行制動系統方案選擇、結構選擇，參數選擇，布置方案選擇等。（5）完成制動器的總體和主要零部件設計，主要參數的確定，對制動驅動機構，制動力調節機構確定設計計算，并進行強度校核。（6）寫出詳細設計說明和計算過程。（7）繪制裝配圖和零件圖。（8）根據學校規范撰寫畢業設計說明書。本次設計將采用機繪手段對盤式制動器的零件圖、裝配圖進行繪制。所以要對AUTOCAD、CATIA等軟件有一定的掌握。并且參考《機械設計手冊》、《汽車現代設計方法》、《汽車工程師手冊》等工具書使本次設計順利進行。進度計劃：第1周下發畢業設計題目、畢業設計任務書(相關參數)、校內資料收集；第2周外文翻譯、資料再收集；第3、4周校外實習、校外資料收集、完成實習報告；第5、6周方案構思、文獻檢索、完成開題報告；第7-9周設計計算、草圖繪制；第10-12周圖樣繪制、編寫設計計算說明書、預答辯；第13-15周圖樣及設計計算說明書整理、資料袋整理，答辯資格審查；第16、17周學生提出答辯申請，并作答辯準備；教師審閱圖紙、說明書；第18、19周參加答辯。主要參考文獻[1]王望予.汽車設計[M].北京：機械工業出版社，2004[2]劉惟信.汽車制動系的結構分析與設計計算[M].北京：清華大學出版社，2004[3]過學迅、鄧亞東.汽車設計.北京.人民交通出版社.2005[4]王宵鋒.汽車底盤設計.北京.清華大學出版社.2010[5]孟少農.汽車設計方法論.機械工業出版社.2008[6]臧杰.閻巖.汽車構造.北京.機械工業出版社.2010[7]關文達.汽車構造.第二版.北京:機械工業出版社,2004[8]哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學.北京.高等教育出版社.2009[9]孫學強.機械制造基礎.機械工業出版社.2000[10]方泳龍.汽車制動器理論與設計.北京：國防工業出版社，2005[11]孫仁云.汽車電器與電子技術.北京.機械工業出版社.2006[12]魯道夫.汽車制動系的分析和設計.北京：機械工業出版社，1985[13]濮良貴.紀名剛.機械設計.北京.高等教育出版社.2006[14]朱冬梅.胥北瀾.何建英.畫法幾何與機械制圖.北京.高等教育出版社.2006[15]周明衡.離合器、制動器[M].第一版.北京.化工工業出版社.2003[16]余志生.汽車原理.[M].北京.機械工業出版社.2006[17]黃良華.機械設計基礎.北京.高等教育出版社.2000[18]林秉華.最新汽車設計實用手冊.黑龍江人民出版社.2002[19]成大先.機械設計手冊.化學工業出版社.2008[20]清華大學教研組.汽車的制動性能.[M].北京.清華大學出版社.2004[21]李尹熙.汽車設計標準資料手冊.天津.天津科學技術出版社.2004[22]龍振宇.機械設計.北京.機械工業出版社.2012[23]S.C.Wu

,

S.Q.Zhang

,

Z.W.Xu，Thermalcrackgrowth-basedfatiguelifepredictionduetobrakingforahigh-speedrailwaybrakedisc.\o"期刊"[J].\o"期刊"].InternationalJournalofFatigue(IF1.976)2016,Vol.87Elsevier[24]M.Kchaou

,

A.R.MatLazim

,

M.K.AbdulHamid

.Experimentalstudiesoffriction-inducedbrake