PAGE南京理工大學紫金學院畢業設計(論文)開題報告學生姓名姚金燕學號：060104237專業：機械工程及自動化設計(論文)題目電磁制動器的原理與設計指導教師:張龍2010年3月19日

開題報告填寫要求1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業審查后生效；2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）；4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T7408—2005《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。

畢業設計（論文）開題報告1．結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述一本課題的目的及研究意義自上世紀九十年代，尤其是加入WTO后，我國汽車工業得到了突飛猛進的發展，人們生活水平隨著經濟建設的發展不斷提高，對生活質量的要求也在不斷提高。2002年底我國小型客車的保有量在1000萬輛以上，而且在今后若干年內還會以較高的增長速度增加，人們利用節假日出門旅游休閑正在成為時尚，如同目前發達國家的旅游業一樣，不少旅游休閑人員要享受大自然（海邊或山嶺區域）的樂趣，出門自己駕車。今后我國的汽車將會得到更大的發展，而解決汽車的制動問題正是本課題研究成果的用武之地之一；其次，現在汽車工業是全球采購的模式，只要我們生產的電磁制動器性能優越、可靠、成本低，在國際市場上是很有競爭力的；再次，利用本課題的研究成果，提高制動器的制動效能，便于實現制動系統的實時控制，市場前景極為廣闊。電磁制動器的研制，可以促進汽車產品設計方法的發展、完善制動器評價體系和制動器性能的檢測方法，可以提高企業的自主開放能力、創新能力和競爭能力，同時也推動汽車行業的技術進步。電磁制動器用于汽車或汽車列車的行車制動，可以顯著的縮短制動時間和制動距離，從而可以避免許多交通事故。另外，隨著車輛線控操作和汽車電子化的發展，電磁制動器代替傳統的行車制動也是一種必然。因此，研究開發具有自主知識產權的電磁制動器，對趕超國際先進水平，提高我國汽車制動產品的市場競爭力具有現實意義，同時也將會帶來巨大的經濟和社會效益。二制動系統的現狀與發展趨勢目前，液壓操縱仍然是最可靠最經濟，即使增加了防抱制動（ABS）功能后，傳統的液壓制動系統仍然占有優勢地位。傳統的制動控制系統只做一件事情，即均勻分配油液壓力。當制動踏板踏下時，主缸就將等量的油液送到通往每個制動器的管路，并通過一個比例閥使前后制動力平衡。而ABS或其他一種干預系統則按照每個制動器的需要對油液壓力進行調節。傳統的液壓制動系統發展至今，已是非常成熟的技術。隨著人們對制動性能要求的不斷提高，防抱死制動系統（ABS）、牽引力控制系統(TCS)、電子穩定性控制程序（ESP）、主動避撞技術（ACC）等功能逐漸融入到制動系統中，越來越多的附加機構安裝于制動線路上，這使得制動系統結構更加復雜，也增加了液壓回路泄露的隱患以及裝配、維修的難度。因此結構更簡捷，功能更可靠的系統呼之欲出。隨著電子，特別是大規模、超大規模集成電路的發展，汽車制動系統的形式也將發生變化。線控制動（BBW）是未來制動系統的發展方向，它不同于傳統的制動系統。因為其傳遞的是電，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應時間。電制動系統首先用在混合動力制動系統車輛上，采用液壓制動和點制動兩種系統，但這種混合制動系統也只是一個過渡方案，因為當兩套制動系統共存，是結構復雜，成本偏高。而線控制動控制因其巨大的優越性，必將取代傳統的以液壓為主的制動控制系統。2010年40%的歐洲汽車將全部采用x-by-wire(即線控目標)，通用公司的Autonomy上已使用brake-by-wire,steer-by-wire。目前，研制新型制動器——電磁制動器時機正合適。雖然近幾年國內也有部分汽車配件企業和一些中外合資企業涉及到了拖車電磁制動器及其配件的制造，如桂林市汽車配件總廠生產10英寸和12英寸兩種規格的電磁制動器，但基本上采用國外的商業成品技術，產品絕大數銷往美國。該廠在我國申請了實用新型專利，其保護內容基本與國外50年前的一樣，與目前國際同類產品相比還有很大的差距，國內電磁制動系統的研究工作才剛剛起步。三電磁制動器的結構和原理圓盤式電磁制動器主要由彈簧、摩擦片、端蓋、動片、調節螺絲、電磁鐵圓盤、線圈、軸等組成。摩擦片鉚接在動片上，可隨軸一起旋轉，沿著電動機軸端的花鍵作軸向移動。動片外側是端蓋，內側是電磁鐵圓盤。當電動機介入電源時，制動器線圈同時通上直流電，電磁鐵圓盤立即被吸上，使電磁鐵內部的彈簧壓縮，圓盤和端蓋與摩擦片脫開，動片在空腔中可以自由旋轉，制動器處于松閘位置，電動機開始旋轉。若電機斷電，制動器線圈同時斷電，電磁鐵圓盤失去吸力被彈簧頂回，于是動片被卡在端蓋與圓盤之間，摩擦片與它們摩擦產生制動力矩，從而電機被制動。四可行性分析電制動以其潛在的優勢引起業內的廣泛關注,針對目前對電制動系統研究的加強趨勢,并綜合研究了電制動領域的相關知識,提出一種思路和實施方案。（1）方案實施的理論基礎。隨著科學技術的發展，電磁鐵作為一種動作元件得到越來越廣泛的應用，電磁鐵是一種成熟的將電磁能量轉換為機械能量的能量轉換裝置。對電磁鐵的研究，前人已經積累了豐富的經驗，這可以作為研究的理論基礎。（2）研究目標在現有的技術條件下的可實現性。從制動器發展歷史上看，在1898年，克利夫蘭的?！ぐ病に古謇镌O計的一輛電動汽車就采用前輪電磁盤式制動器。斯佩里用圓盤分別與各個車輪的輪轂連成一體，另有一個鑲有摩擦片的小圓盤，制動時，通過電磁鐵的作用，使它緊貼著轉動盤，就能阻止車輪的轉動，當電流中斷后，彈簧又把摩擦盤收回，車輪又可以自由轉動。由此可見，用電磁鐵做制動器的執行部分前人也曾做過，而且早于當前占據統治地位的液壓制動器。此外，電磁抱閘制動器在電梯和起重機絞盤用的電磁盤式制動中已得到成熟應用。綜上所述，以電磁鐵作為制動器制動機構在技術上可行。參考文獻[1]郭孔輝，王會義.模糊控制方法在汽車防抱制動系統中的應用[J].汽車技術，2000，10(3)：7-10.[2]PushkinKachroo,MingQing.Modelingandcontrolofelectromagneticbrakesforenhancedbrakingcapabilitiesforautomatedhighwaysystem[J].IEEEProceedings,1998:391-396.[3]胡福保.船舶電氣設備調試方法問答[M].北京：國防工業出版社，1990.99-100.[4]鄭華耀.船舶電氣設備及系統[M].大連：大連海事大學出版社，2004.58-59.[5]張孟俊，孫鴻航.汽車電子技術的現狀與發展[J].電子產品世界，2004（6上半月）：52-55.[6]Prokop，Electricbrakemagnet［P］.UnitedStates：patent4086684，June7，1983.[7]鄒繼斌,劉寶延,崔淑梅.磁路與磁場[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,1998.[8]丁文，周會軍，魚振民.基于ANSYS二次開發的開關磁阻電機電磁場分析軟件[J].微電機,2006,39(2):19-21.[9]MehdiMoallem,Chee-MunOng,LewisE,Uetal.EffectofRotorProfilesontheTorqueofaSwitched-reluctanceMotor[J].IEEETrans.OnIA,1992,28(2):364-369.[10]孫劍波，詹瓊華.開關磁阻電機降噪的新結構探索[J].微電機，2005，38（3）：7-9.[11]楊芳，曲廣吉.空間對接機構差動式機電緩沖阻尼系統機構傳動原理分析[J].力學與實踐，2000，22(6)：51-54.[12]趙陽，曹喜濱，徐玉如.空間對接機構電磁制動器參數優化設計研究[J].空間科學報，2000，20(4)：366-372.[13]胡之光.電機電磁場的分析與計算[M].北京：機械工業出版社，1982.[14]陳照章，魏巍等.磁路形狀對電磁制動器制動安全性能的研究[J].中國安全科學學報，2005,15(10):53-56.[15]胡清桂，李成忠.汽車自動報警剎車實現方案[J].微機算機信息，2006,3(8)：212-214.

畢業設計（論文）開題報告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題所提出的總體方案為利用直流電磁鐵代替氣缸、油缸作為制動動力源，通過一定的機械增力機構來加以放大，用以推動摩擦襯塊。采用多種工具軟件輔助設計，并做出一個較為合理的電磁制動器結構設計，使之能滿足制動要求。遵循這一設計方案，要研究的內容主要包括以下幾個部分：(1)制動器機械結構設計研究，包括機構整體構造，關鍵零件的設計。(2)應用三維軟件進行設計、分析和繪制有限元云圖。(3)電磁鐵組建的設計和理論分析，根據所需的制動力矩確定出電磁鐵的相關參數（如線圈的匝數、線圈的勵磁電流、鐵心的尺寸等）(4)制動性能分析與研究，對設計好的制動器研究其制動時間響應，制動能力，噪音，發熱與散熱,維修等問題。

畢業設計（論文）開題報告指導教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：論述了我國電磁制動器的發展歷史、主要研究方向和發展趨勢，查閱資料比較完整，對電磁制動器相關的設計理論與技術有比較全面的了解。敘述條理清楚，文字表述正確，但對電磁制動器的理論方面論述不夠。2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：電磁制動器涉及的設計理論具有一定的技術難度；課題研究的目的在于通過電磁制動器較完整的設計和理論研究過程實踐，提高機械設計綜合能力；該課題研究適合機械專業學生的畢業設計課題。課題涉及機械結構和有限元分析計算，而且對總體結構設計技巧方面的要求較高，課題研究能很好地鍛煉學生的設計能力和提高學生的設計水平。在規定的時間內學生能完成理論分析和基本結構設計等任務。