【正文】 交通學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計（論文） 3 圖 車輪受力 Tf是車輪制動器中摩擦片與制動鼓或盤相對滑轉(zhuǎn)時的摩擦力矩，單位是 N地面制動力越大，制動減速度越大，制動距離也 越短，所以地面制動力對汽車制動性具有決定性影響。這個外力只能由地面和空氣提供。使汽車能夠可靠的停車也是制動系的功能之一。因此，汽車上必須設(shè)置一系列專門的裝置，以便使駕駛員能夠根據(jù)道路和交通等情況，借助以外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進(jìn)行一 定程度的強制制動，使汽車減速或停車，這一功能就是制動系的功能，這一系列專門的裝置即為制動系。要做到使行駛中的汽車減速或停車就必須產(chǎn)生一個與汽車行駛方向相反的力，才能讓行駛中的汽車減速或停車。與傳統(tǒng)設(shè)計方法相比，能夠減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計需求。此設(shè)計為企業(yè)面向現(xiàn)代設(shè)計與制造的產(chǎn)品數(shù)字化做了有益的探索，其開發(fā)思想可用于其他產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)。本文深入的研究了零件參數(shù)化設(shè)計的方法，建立了基于Pro/E 系統(tǒng)的盤式制動器參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，在系統(tǒng)的開發(fā)過程中將理論研究與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，驗證了基于裝配約束的參數(shù)化設(shè)計方法的可行性，系統(tǒng)具備設(shè)計計算，參數(shù)化造型， 系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理等功能。 對參數(shù)化設(shè)計的方法進(jìn)行研究，對企業(yè)實現(xiàn)快速設(shè)計、提高市場競爭力具有重要的現(xiàn)實意義。通過引入基于 Pro/E 特征的參數(shù)化造型思想，建立制動器典型的零部件模板庫，模型設(shè)計計算完成后，通過參數(shù)化驅(qū)動從而得到所需的制動器模型。根據(jù)設(shè)計與計算用 Pro/E 繪制出了該制動器的制動盤、制動鉗、活塞、摩擦襯塊等零件圖和裝配圖。本文詳細(xì)地闡述了各類制動器的結(jié)構(gòu) 、工作原理、優(yōu)缺點和發(fā)展前景 ,探討了一種結(jié)構(gòu)簡單的盤式制動器。另外，隨著汽車市場競爭的加劇，如何縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 ,提高設(shè)計效率，降低成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計（論文） 1 畢業(yè)論文 盤式制動器的參數(shù)化設(shè)計 前 言 國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展，隨著汽車保有量的增加，帶來的安全問題也越來越引起人們的注意，而制動系統(tǒng)則是汽車主動安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開發(fā)出高性能的制動系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問題。 制動器是車輛的關(guān)鍵部件之一 , 其性能的好壞直接影響整車性能的優(yōu)劣 , 因此 , 制動器的設(shè)計在整車設(shè)計中顯得相當(dāng)重要。對制動器的主要零件如制動盤、制動鉗、制動塊、摩擦襯片、活塞等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 ,從而設(shè)計出一種比較精確的制動器。 本課題主要完成基于 Pro/E 三維造型技術(shù)進(jìn)行盤式制動器參數(shù)化設(shè)計。 參數(shù)化設(shè)計是當(dāng)前 CAD技術(shù)中的一 個研究熱點， 車輛制動器參數(shù)化設(shè)計方法的研究 , 使制動器設(shè)計的半自動化以及制動器性能的提高成為可能。目前面向零件參數(shù)化設(shè)計的研究與系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)取得了一定成效，但對產(chǎn)品級的參數(shù)化設(shè)計的研究比較少，缺少方法，效果也不太理想。針對目前基于 Pro/E 的二次開發(fā)中普遍忽視非幾何信息的情況，系統(tǒng)還是先了對非集合信息的管理，并在此基礎(chǔ)上研究了工程圖制動生成技術(shù)。 蘇長文：盤式制動器的參數(shù)化設(shè)計 2 參數(shù)化設(shè)計方法具有高效性、實用性的特點，在產(chǎn)品的系列設(shè)計、相似設(shè)計及專用Pro/E 系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價值。 1 制動系概述 制動系的功能 汽車需要行駛，同時也需要能夠使行駛中的汽車減速甚至停車，而且有時能夠可靠的停車顯得更重要。作用在行駛汽車上的滾動阻力、坡道阻力、空氣阻力、加速阻力等都與汽車的行駛方向相反，但是這些力的大小都是隨機的、很難控制的。另外，當(dāng)汽車停下來后需要可靠的停車，這也包括在坡道上的可靠停放。 車輪制動時的工作原理 汽車受到與行駛方向相反的外力時，才能從一定的速度制動到較小的車速或直至停車。但由于空氣阻力相對較小，所以實際上外力主要是由地面提供的，稱之為地面制動力。 圖 為車輪在良好的硬路面上制動時的受力情況。 m； FB 是地面制動力，單位為 N。 顯然，從力矩平衡得到 FB=Tf/r () 式中 r── 為車輪的有效半徑， m； Tf── 制動器制動力矩， N 地面制動力是使汽車制動 而減速行駛的外力，但是制動力取決于兩個摩擦副的摩擦力：一個是制動器內(nèi)制動摩擦片與制動鼓或制動盤間的摩擦力，一個是輪胎與地面間的摩擦力 —— 附著力。它相當(dāng)于把汽車架離地面，并踩住制動踏板，在輪胎周緣沿切向方向推動車輪直至它能轉(zhuǎn)動所需的力，顯然 Ff=Tf/r () 當(dāng)駕駛員松開制動踏板時，在回位彈簧的作用下，制動蹄與制動鼓（制動鉗與制 動盤）的間隙又得以恢復(fù)，從而解除制動。是使機械中的運動件停止或減速的機械零件，俗稱剎車閘。 目前，廣泛使用的是摩擦式制動器。內(nèi)張型鼓式制動器的摩擦元件是一對有圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，制動時，利用制動鼓的內(nèi)圓柱面與制動蹄摩擦片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩。當(dāng)制動盤被兩側(cè)的制動塊夾緊時，摩擦面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦力矩以阻止車輪轉(zhuǎn)動。 圖 鼓式制動器示意 圖 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計（論文） 5 圖 盤式制動器示意圖 盤式制動器 盤式制動器的工作原理 盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。這種制動器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡 單，調(diào)整方便。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動效率。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個油缸活塞外腔時，推動兩個活塞向內(nèi)將位于制動盤兩側(cè)的制動塊總成壓緊到制動盤上，從而 將車輪制動。這種結(jié)構(gòu)形式又稱為對置活塞式或浮動活塞式固定鉗式盤式制動器。但由于需采用兩個油缸并分置制動盤的兩側(cè)，因而必須用跨越制動盤的內(nèi)部油道或外部油管來連通。微型客車從結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟性蘇長文：盤式制動器的參數(shù)化設(shè)計 6 上考慮都不適用固定鉗式盤式制動器。 圖 固定鉗式盤式制動器 ( 2 ) 浮動鉗式盤式制動器 浮動鉗式盤式制動器的制動鉗體是浮動的。但它們的制動油缸都是單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動塊總成為活動的，而另一側(cè)的制動總成則 固定在鉗體上。浮動鉗盤式制動器只在制動盤的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可將制動器近一步移近輪轂，同一組制動塊可兼用于行車制動和駐車制動。另外單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長，也增大了油缸的散熱面 積，因此制動油液溫度比固定鉗式的低 30 ℃ ~50℃，汽化的可能性較小。 活塞 制動鉗體 制動塊 車橋 進(jìn)油口 制動盤 缺點：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動鉗尺寸大 。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計（論文） 7 圖 浮鉗式制動器 ( 3 ) 全盤式制動器 全盤式制動器由固定摩擦圓盤和旋轉(zhuǎn)圓盤組成。當(dāng)受到軸向力時 ,動、定圓盤相互壓緊而制動。其工作原理如摩擦離合器，故又稱離合器式制動器。 浮鉗盤式制動器示意圖： 2. 制動鉗體 塊 蘇長文：盤式制動器的參數(shù)化設(shè)計 8 圖 全盤式制動器 綜上所述：選擇方案二浮動盤式制動器最為理想。 盤式制動器的優(yōu)缺點 ( 1 ） 盤式制動器的優(yōu)點 ①制動盤、制動塊都裸露于大氣中，散熱容易，制動器不容易過熱，減小了制動器的熱衰退現(xiàn)象，同時，當(dāng)制動盤上有水時，在離心力的作用下，水很快被甩干，不易出現(xiàn)水衰退現(xiàn)象，故有良好的制動恒定性。 ③盤式車輪制動器制動塊與制動盤間隙較小，且管路中萬物殘余壓力，無復(fù)位彈簧，因此制動滯后時間短，有利于緊急制動。