【正文】 原因是一般無(wú)自行增力作用，襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。圖25 雙向增力式制動(dòng)器1前制動(dòng)蹄 2頂桿 3后制動(dòng)蹄 4輪崗 5支承銷盤式制動(dòng)器按摩擦副中定位原件的結(jié)構(gòu)不同可分為鉗盤式和全盤式兩大類。因此，它用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動(dòng)器。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為雙向領(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(shuō)的鼓式制動(dòng)器就是指這種內(nèi)張型鼓式結(jié)構(gòu)。其目的在于：1）培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想與工作作風(fēng)；2）進(jìn)一步培養(yǎng)制圖、繪圖的能力；3）學(xué)會(huì)分析與評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)系總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及其有關(guān)參數(shù)；4）學(xué)會(huì)汽車制動(dòng)器一些主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法以及制動(dòng)系總體布局的一般方法，以畢業(yè)后從事汽車技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)；5）培養(yǎng)獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡膠、木材和石棉等。制動(dòng)底板上還裝有液壓制動(dòng)輪缸，用油管與裝在車架上的液壓制動(dòng)主缸相連通。制動(dòng)系分類：①摩擦式制動(dòng)器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動(dòng)器。俗稱剎車、閘。駐車制動(dòng)裝置用于使汽車可靠而無(wú)時(shí)間限制地停駐在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽車在坡路上起步。汽車制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。也就是由供能裝置、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器、調(diào)節(jié)制動(dòng)力裝置、制動(dòng)防抱裝置、報(bào)警裝置和壓力保護(hù)裝置等組成。制動(dòng)器有摩擦式、液力式和電磁式等幾種。若行車制動(dòng)失靈時(shí)才采用駐車制動(dòng)。一個(gè)以內(nèi)圓面為工作表面的金屬制動(dòng)鼓固定在車輪輪轂上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器上所用摩擦材料（制動(dòng)件）的性能直接影響制動(dòng)過(guò)程，而影響其性能的主要因素為工作溫度和溫升速度。不少學(xué)生在做完畢業(yè)設(shè)計(jì)后，感到自己的實(shí)踐動(dòng)手、動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦片的外表面作為一對(duì)摩擦表面在制動(dòng)鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動(dòng)器。增勢(shì)作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而減勢(shì)作用使從蹄所受的法向反力減小。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變，因此廣泛應(yīng)用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后輪，但用作后輪制動(dòng)器時(shí)，則需另設(shè)中央制動(dòng)用于駐車制動(dòng)。但由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題使它在制動(dòng)過(guò)程中散熱和排水性能差，容易導(dǎo)致制動(dòng)效率下降。圖27 浮鉗盤式制動(dòng)器1制動(dòng)盤 2制動(dòng)塊 3摩擦片 4油管 5制動(dòng)鉗 6制動(dòng)鉗支架(2)全盤式在全盤制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤形，制動(dòng)時(shí)各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。制動(dòng)塊對(duì)盤的單位壓力高，易于將水?dāng)D出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對(duì)盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常。盤式制動(dòng)器按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)，分為鉗盤式和全盤式制動(dòng)器兩大類。鉗盤式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為以下幾種：（1）固定鉗式盤式制動(dòng)器 （2）浮動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器 （3）擺動(dòng)鉗式盤式制動(dòng)器因?yàn)榛瑒?dòng)鉗式盤式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤的一側(cè)裝油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)。盤式制動(dòng)的乘用車中，采用前輪通風(fēng)盤式制動(dòng)是為了更好地散熱，至于后輪采用非通風(fēng)盤式同樣也是成本的原因。對(duì)制動(dòng)盤熱固耦合進(jìn)行分析。為使質(zhì)量小些，制動(dòng)盤厚度不宜取得大；為了降低溫度，制動(dòng)盤厚度又不宜取得過(guò)小。若此比值偏大，工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減少，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。隨著道路條件的改善和汽車速度的提高，由于制動(dòng)時(shí)后輪先抱死引起的汽車甩尾甚至掉頭所造成的車禍日益增多。 因?yàn)槲覍?duì)此乘用車制動(dòng)器選用的是鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均為P，則制動(dòng)盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為2fP，那么鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 （34）式中，f—盤與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù)，f=。對(duì)于前制動(dòng)器 所以，對(duì)于后制動(dòng)器 所以，最大制動(dòng)力矩是在汽車附著質(zhì)量被完全利用的條件下獲得的，這時(shí)制動(dòng)力與地面作用于車輪的發(fā)向力ZZ2成正比。從能量的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，汽車制動(dòng)過(guò)程即是將汽車的機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^(guò)程。比能量耗散率有時(shí)也稱為單位功負(fù)荷，或簡(jiǎn)稱能量負(fù)荷。由=48215=62236J可知，制動(dòng)器的熱容量符合溫升核算的要求。mm，符合制動(dòng)力矩要求。CATIA在造型風(fēng)格、車身及引擎設(shè)計(jì)等方面具有獨(dú)特的長(zhǎng)處，為各種車輛的設(shè)計(jì)和制造提供了端對(duì)端（end一級(jí)方程式賽車、跑車、轎車、卡車、商用車、有軌電車、地鐵列車、高速列車，各種車輛在CATIAScania公司的主要CAD/CAM制動(dòng)盤一般由珠光體灰鑄鐵制成，其結(jié)構(gòu)形狀有平板形(用于全盤式制動(dòng)器)和禮帽形(用于鉗盤式制動(dòng)器)兩種。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量，多將杯形活塞的開口端頂靠制動(dòng)塊的背板。活塞應(yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。另一種是編織材料，它是先用長(zhǎng)纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經(jīng)干燥后輥壓制成?！?。聲學(xué)于一體的大型通用有限元軟件。對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分網(wǎng)格后的有限元模型見圖52所示。隨著制動(dòng)過(guò)程的繼續(xù)，溫度變化梯度進(jìn)一步降低，熱能逐漸向盤體內(nèi)、外徑向方向及散熱筋上傳遞，制動(dòng)盤的散熱能力增強(qiáng)，制動(dòng)盤的熱量輸入與熱量散失達(dá)到平衡，盤面溫度達(dá)到最高為183℃，此時(shí)散熱筋板根部溫度約為61℃。 a) 升溫過(guò)程中，t=10s b) 最大應(yīng)力時(shí)刻，t= c）制動(dòng)結(jié)束時(shí)刻，t=30s d）制動(dòng)結(jié)束后30s，t=60s圖55 制動(dòng)開始后幾個(gè)典型時(shí)刻制動(dòng)盤應(yīng)力分布云圖 a) 升溫過(guò)程中，t=10s b) 最大位移時(shí)刻，t= c) 制動(dòng)結(jié)束時(shí)刻，t=30s d）制動(dòng)結(jié)束后30s，t=60s圖56 制動(dòng)開始后幾個(gè)典型時(shí)刻制動(dòng)盤位移分布云圖從上面分析圖可以看出，不同時(shí)刻制動(dòng)盤的最高應(yīng)力值及出現(xiàn)的位置均有所不同。汽車制動(dòng)簡(jiǎn)單來(lái)講使用摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，使汽車失去動(dòng)能而停止下來(lái)。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。盤式制動(dòng)器的盤上可以開一些小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。我在本次盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)中給予了分塊處理：制動(dòng)器概述、主要參數(shù)的確定、摩擦材料、摩擦盤、等的設(shè)計(jì)和校核、利用三維設(shè)計(jì)軟件CATIA對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了建立模型、利用有限元仿真軟件ANSYS對(duì)制動(dòng)盤熱固耦合進(jìn)行了分析。重拾學(xué)業(yè)，接受教育，并能最終順利學(xué)業(yè)，這一路上給予我?guī)椭娜颂啵覍?duì)他們的感激之情難以言表。他們是我的精神支柱和前進(jìn)的動(dòng)力，感謝他們?yōu)槲腋冻龅囊磺?，我將永生難忘!。他不僅傳授知識(shí)，而且以高尚的情操、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和樂(lè)觀的人生態(tài)度感染和激勵(lì)我奮發(fā)向上，積極進(jìn)取。在制動(dòng)盤熱固耦合分析時(shí)，由于汽車制動(dòng)過(guò)程是一個(gè)涉及摩擦學(xué)、傳熱學(xué)、流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)等多門學(xué)科的問(wèn)題，本課題只是采用有限元法對(duì)其溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，加之作者水平、精力有限，還有好多問(wèn)題亟待解決。制動(dòng)蹄片和輪轂在高溫影響下較為發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如果制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，就會(huì)阻礙能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，造成制動(dòng)性能下降。而整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)盤的最大應(yīng)力值為271MPa，出現(xiàn)在制動(dòng)盤長(zhǎng)散熱筋板。制動(dòng)結(jié)束后，輻射成為熱量散失的主要形式。制動(dòng)前，制動(dòng)盤溫度等于環(huán)境溫度，計(jì)算制動(dòng)盤所在的工作環(huán)境溫度確定，這里取工作環(huán)境平均溫度為25℃。其特點(diǎn)如下：1）能實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)及多場(chǎng)耦合分析2）能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一前處理、求解、后處理及多場(chǎng)分析數(shù)據(jù)庫(kù)的大型FEA軟件3）具有多物理場(chǎng)優(yōu)化功能的FEA軟件4）較為強(qiáng)大的非線性分析功能5）多種求解器分別適用于不同的問(wèn)題及不同的硬件配置6）支持異種、異構(gòu)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)浮動(dòng)，在異種、異構(gòu)平臺(tái)上用戶界面統(tǒng)一、數(shù)據(jù)文件全部兼容7）強(qiáng)大的并行計(jì)算功能支持分布式并行及共享內(nèi)存式并行8）多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)9）良好的用戶開發(fā)環(huán)境本課題設(shè)計(jì)的制動(dòng)盤為雙摩擦面帶中間散熱筋板的通風(fēng)式制動(dòng)盤。制動(dòng)鼓(制動(dòng)盤)與摩擦襯片(摩擦襯塊)之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有工作作間隙，以保證制動(dòng)鼓(制動(dòng)盤)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在100℃～120℃溫度下，它具有較高的摩擦系數(shù)(=)，沖擊強(qiáng)度比模壓材料高4～5倍。許多盤式制動(dòng)器裝有襯塊磨損達(dá)極限時(shí)的警報(bào)裝置，以便及時(shí)更換摩擦襯片。活塞由鑄鋁合金或鋼制造。為了改善冷卻，有的鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤，可大大增加散熱面積，但盤的整體厚度較大（見圖41）。通過(guò)應(yīng)用這些新的設(shè)計(jì)工具，如發(fā)動(dòng)機(jī)和車身底盤部門CATIA其卡車年產(chǎn)量超過(guò)50，000輛。CATIAendCATIA在制動(dòng)塊任一單元面積RdR上的摩擦力對(duì)制動(dòng)盤中心的力矩為，式中q為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力為 （327）單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤的總摩擦力為 （ 328）得有效半徑為： 令，則有：=105mm因，故。在緊急制動(dòng)到停車的情況下，v2=0，并可認(rèn)為=1，故 （321） （322）乘用車的盤式制動(dòng)器在=100km/h()和j=。此時(shí)，由于制動(dòng)時(shí)間很短，實(shí)際上熱量還來(lái)不及逸散到大氣中就被制動(dòng)器所吸收，致使制動(dòng)器溫度升高。在的良好路面上，相應(yīng)的極限制動(dòng)強(qiáng)度q〈，所以所需的后軸和前軸的最大制動(dòng)力矩為 （312）