【正文】 成為 108 度的包角；摩擦片的厚度為 5mm。制動(dòng)輪缸的直徑由第二章計(jì)算得出 D=30mm；又知道制動(dòng)輪缸的容積為 2826mm3。輸入計(jì)算的尺寸，進(jìn)行 360 度旋轉(zhuǎn)；再用 “打孔 ”工具進(jìn)行軸孔和螺栓孔的建立。 裝配過程如下圖 、圖 、圖 、圖 所示 。 Configuration Connection for Pro/E→OK ， ANSYSMultiphysics amp。單擊【定制層 ...】按鈕設(shè)置各層的輸出特性。該選項(xiàng)支持所有層次。點(diǎn)擊【 OK】按鈕彈出文件路徑選擇對(duì)話框 ,在文件路徑選擇對(duì)話框中選擇好所需精度 , 輸入 IGES 文件路徑后 , 點(diǎn)擊【 OK】按鈕完成 IGES 文件導(dǎo)入。 （ 2） .設(shè)定網(wǎng)格劃分的參數(shù) 。襯片的屈服極限為 15MPa， 最大應(yīng)力沒 有超出屈服極限，所以摩擦片的設(shè)計(jì)滿足材料強(qiáng)度 40 要求。得到圖如圖 所示 所得的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 20746 單元數(shù)為9876 41 圖 制動(dòng)鼓 網(wǎng)格劃分 對(duì)制動(dòng)鼓加載求解 壓強(qiáng)、力矩、慣性載荷和約束加載上以后，然后求解。設(shè)計(jì)之初我通過查閱資料研究和總結(jié)并對(duì)轎車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式進(jìn)行分析后，確定了鼓式制動(dòng)器的基本形式。 但本次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中還有很多的不足需要繼續(xù)研究和 思考， 對(duì)于鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)過程中存在的關(guān)于設(shè)計(jì)方法和步驟， 通過自我總結(jié)以及和與其他設(shè)計(jì)方法比較可以更加優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。 進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)后，離畢業(yè)的日子也就不遠(yuǎn)了，能夠圓滿完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所有畢業(yè)生的心愿，這必將成為大學(xué)時(shí)代美好的回憶，同時(shí)更能帶給我們成就感，使自己面對(duì)今后的工作時(shí)更加有信心。 采用的駐車制動(dòng)滿足國家對(duì)汽車 駐車坡度的要求，其他相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)也完全符合。 42 圖 等效應(yīng)力云圖 本章的主要內(nèi)容是利用 ANSYS 軟件進(jìn)行鼓式制動(dòng)器的三維實(shí)體建模的分析，對(duì)本次設(shè)計(jì)的可行性提供重要依據(jù)，位移云圖及應(yīng)力云圖的體現(xiàn)能準(zhǔn)確的看出制動(dòng)器各零件的受力變形情況及是否符合材料要求，本章對(duì)本次設(shè)計(jì)起到了收尾的作用。有限元網(wǎng)格的劃分過程包括 2 個(gè)步驟： （ 1）建立單元數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括單元的種類（ TYPE），單元的幾何常數(shù)（ R），單元的材料屬性（ MP）。 圖 位移云圖 圖 可見，在摩擦襯片上，應(yīng)力較高的區(qū)域?yàn)槟Σ烈r片上部接近促動(dòng)力作用的區(qū)域，圖中標(biāo)從識(shí)為 MX 處，最大應(yīng)力為 195284Pa，圖中標(biāo)明 MN 處為最小應(yīng)力處，大小為 65198Pa。鼓式制動(dòng)器摩擦襯片是模壓材料，它的是屬性為： 彈性模量（2/Nm）：39E 泊松比（?）： 密度（3/kg m）： 2100 網(wǎng)格劃分是生成單元和節(jié)點(diǎn)的過程，在有限元的求解計(jì)算中，所有施加在有 限元邊界上的載荷或約束，最終都是傳遞到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)和單元）進(jìn)行求解 [17]。本上機(jī)采用第一種方法。所有級(jí)別 : 輸出一個(gè)組件的 IGES 文件。輸出的圖元類型有 : 線框邊、曲面、實(shí)體、殼、基準(zhǔn)曲線和點(diǎn) , 缺省輸出圖元是曲面 , 缺省是輸出所有面組 , 點(diǎn)擊【面組 ...】選擇特定面組輸出。這里將用其對(duì)摩擦襯片進(jìn)行靜態(tài)分析。 裝配時(shí)點(diǎn)擊 “將原件添加到組件 ”，可將以儲(chǔ)存在文件中的各個(gè) Pro/E 模型添加到新建文件中。 設(shè)計(jì)過程如下圖，圖 所示 。如圖 所示。然后利用 “打孔工具 ”在翼緣上適當(dāng)位置打孔。 Pro/ENGINEER Wildfire 簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大、互聯(lián)互通，進(jìn)一步加強(qiáng)了產(chǎn)品的實(shí)用性，增加了許多實(shí)用的新功能，提高了整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)體系中的個(gè)人效率和過程效率，能夠節(jié)省時(shí)間和成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。 (2)汽車可能停駐的極限下坡路傾斜角39。 22 比能量耗散率 雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器和單個(gè)后輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別 22121 1()122am v ve tA? ??? （ ） 22122 21 (1 )am v ve tA? ???? （ ） 式中：?—汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí)02?v，1?； am—汽車總質(zhì)量； 1v， 2—汽車制動(dòng)初速度與終速度 ， m/s；計(jì)算時(shí)轎車取 ； t—制動(dòng)時(shí)間，s；按下式計(jì)算 : t=jvv 21 ?= j—制動(dòng)減速度，2/s， gj ??10 6m/s2 ； 1A， 2—前、后制動(dòng)器襯片的摩擦面積； 1A=7600mm2,質(zhì)量在 —的轎車摩擦襯片面積在 200300cm2,故取 2=30000mm ?—制動(dòng)力分配系數(shù)。 制動(dòng)距離 在勻減速度制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離 S 為 S=1/（ t12+ t12/2） Va+ Va2/254? （ ） 式中： t12—消除蹄與制動(dòng)鼓間隙時(shí)間，取 t12—制動(dòng)力增長過程所需時(shí)間取 故 S=1/（ + ） 30+ 302/254= 轎車的最大制動(dòng)距離為： S T=+V2/150 V 取 30km/小時(shí)： S T=30?+302/150=9m SS T 所以符合要求。 （ 3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑。 前者是由于制動(dòng)調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。則汽車將偏離原來的路徑。 制動(dòng)效能 制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的 制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。制動(dòng)底板承受著制動(dòng)器工作時(shí)的制動(dòng)反力矩，因此它應(yīng)該有足夠的剛度。 制動(dòng)鼓摩擦襯片的摩擦系數(shù) 制動(dòng)鼓應(yīng)具有非常好的剛性和大的熱容量，制動(dòng)時(shí)其溫升不應(yīng)超過極限值。－ 2108　? =36176。制動(dòng)器各蹄摩擦襯片總摩擦面積越大，則制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的單位面積越小，從而磨損也越小。 試驗(yàn)表明，摩擦襯片包角 β=90176。 制動(dòng)鼓有鑄造的和組合式兩種。制動(dòng)鼓直徑與輪輞直徑之比的范圍如下： 乘用車： D／ Dr=～ 貨車： D／ Dr=0 .74～ 0 .83 制動(dòng)鼓內(nèi)徑尺寸應(yīng)參照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZB T24 D05—89《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》選取。 由式 （ ） 、式 ()不難求得在任何附著系數(shù) ? 的路面上，前、后車輪同時(shí)抱死即前、后軸車輪附著力同時(shí)被充分利用的條件是 BF = GFFFF BBff ????? 2121 （ ） )/()(// 122121 ggBBff hLhLFFFF ?? ???? （ ） 式中 ： 1fF ——前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 111 ZFF Bf ??? ； 2fF ——后軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力， 222 ZFF Bf ??? ； 1BF ——前軸車輪的地面制動(dòng)力； 2BF ——后軸車輪的地面制動(dòng)力； 1Z ， 2Z ——地面對(duì)前、后軸車輪的法向反力； G ——汽車重力； 1L ， 2L ——汽車質(zhì)心離前、后軸距離； 14 gh ——汽車質(zhì)心高度。 當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力 fF 和地面制動(dòng)力 BF 達(dá)到附著力 ?F 值時(shí)，車輪即被抱死并在地面上滑 移。而在其他附著系數(shù) 的路面上制動(dòng)時(shí)，達(dá)到前輪或后輪即將抱死的制動(dòng)強(qiáng)度 ＜?這表明只有在 ＝0的路面上，地面的附著條件才可以得到充分利用。 ④ 制動(dòng)盤的通風(fēng)冷卻較好，帶通風(fēng)孔的制動(dòng)盤的散熱效果尤佳，故熱穩(wěn)定性好，制動(dòng)時(shí)所需踏板力也較小。具有下列優(yōu)點(diǎn)：除活塞和制動(dòng)塊外無其他滑動(dòng)件，易于保證制動(dòng)鉗的剛度；結(jié)構(gòu)及制造工藝與一般鼓式制動(dòng)器相差不多，容易實(shí)現(xiàn)從鼓式制動(dòng)器到盤式制動(dòng)器的改革；能很好地適應(yīng)多回路制動(dòng)系的要求。雙向增力式制動(dòng)器也廣泛用作汽車的中央制動(dòng)器，因?yàn)轳v車制動(dòng)要求制動(dòng)器正向、反向的制動(dòng)效能都很高，而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高溫， 故其熱衰退問題并不突出 [5]。 圖 雙向雙 領(lǐng)蹄式器 單向增力式制動(dòng)器 單向增力式制動(dòng)器如圖所示兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動(dòng)蹄支承在其上端制動(dòng)底板上的支承銷上。顯然，當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。所以內(nèi)張型鼓式 制動(dòng)器通常簡(jiǎn)稱為鼓式制動(dòng)器，通常所說的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。一般摩擦式制動(dòng)器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。不但要加大資金的投入 ,而且一定要加大人力資源的投入 ,培養(yǎng)一批熟練掌握并能更進(jìn)一步開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)的人才。 在大力推廣 CAD 技術(shù)的今天，從自行車到航天飛機(jī)，所有的設(shè)計(jì)制造都離不開有限元分析計(jì)算， FEA 在工程設(shè)計(jì)和分析中將得到越來越廣泛的重視。鼓式制動(dòng)器是應(yīng)用非常廣泛的一種制動(dòng)器，有其優(yōu)良的制動(dòng)效果及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式 [2]。另外，鼓式制動(dòng)器在使用一段時(shí)間后，要定期調(diào)校剎車蹄的空隙。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(duì)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(dòng)器 [1]。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。而由于散熱性能差，在制動(dòng)過程中會(huì)聚集大量的熱量，制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓在高溫影響下較易 發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。 汽車制動(dòng)性能是確保車輛行駛的主、被動(dòng)安全性和提升車輛行駛的動(dòng)力性決定因素之一。在工程實(shí)踐中，有限元分析軟件與 CAD 系統(tǒng)的集成應(yīng)用使 設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：增加設(shè)計(jì)功能，減少設(shè)計(jì)成本；縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期； 增加產(chǎn)品和工程的可靠性； 采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低材料的消耗或成本； 在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題； 模擬各種試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)； 進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。既然汽車的發(fā)展與有限元技術(shù)的應(yīng)用有如此 密切的聯(lián)系 ,故必須要加大對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的投入 。 5 第 2章 總體方案的確定 汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩使汽車減速或停車。在汽車制動(dòng)系中，帶式制動(dòng)器曾僅用作一些汽車的中央制動(dòng)器，但現(xiàn)代汽車已很少采用。 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器，則稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖 所示。 雙向增力式制動(dòng)器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動(dòng)與駐車制動(dòng)共用的制動(dòng)器，但行車制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開力進(jìn)行制動(dòng)，而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。 ① 定鉗盤式制動(dòng)器：這種制動(dòng)器中的制動(dòng)鉗 固定不動(dòng)，制動(dòng)盤與車輪相聯(lián)并在制動(dòng)鉗體開口槽中旋轉(zhuǎn)。 ③ 輸出力矩平衡 .而鼓式則平衡性差。 分析表明，汽車在同步附著系數(shù)為?的路面上制動(dòng) (前、后車輪同時(shí)抱死 )時(shí)，其制動(dòng)減速度為gqgdtdu 0???，即0??q， 為制動(dòng)強(qiáng)度。但地面制動(dòng)力 BF 受著附著條件的限 制，其值不可能大于附著力 ?F ， 即 BF ≤ ?? ZF? （ ） 或 ?? ZFFB ??m ax （ ） 式中 ： ?——輪胎與地面間的附著系數(shù)； Z——地面對(duì)車輪的法向反力。 在以上三種情況中，顯然是最后一種情況的附著條件利用得最好。制動(dòng)鼓與輪輞之間應(yīng)保持足夠的間隙，通常要求該間隙不小于 20mm．