【正文】 會(huì)，單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè)，受車輪遮蔽較小，使冷卻條件較好。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用 下，活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)塊總成壓靠到制動(dòng)盤(pán)，而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊總成壓向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè)，直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成的受力均等為止。其浮動(dòng)方式有兩種，一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng)，另一種的制動(dòng)鉗體可繞一支撐銷擺動(dòng)。 油路中的制動(dòng)液受制動(dòng)盤(pán)加熱易汽化。近年來(lái)，由于汽車性能要求的提高，固定鉗式固有的弱點(diǎn)使之不能完全適應(yīng)這些要求，故不采納固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。這就使得制動(dòng)器的徑向和軸向尺寸都較大，因而在車輪中，特別是車輪輪距小的微型車的前輪中的布置比較困難；需兩組高精度的液壓缸和活塞，成本較高；制動(dòng)產(chǎn)生的熱經(jīng)制動(dòng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液，易使其由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生氣泡，影響制動(dòng)效果。固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗剛度好，除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓 力減少時(shí)，回位彈簧則將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。 盤(pán)式制動(dòng)器的主要類型 ( 1 ) 固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器如下圖所示，其制動(dòng)鉗體固定在轉(zhuǎn)向節(jié)（或橋殼）上，在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸，其中各裝一個(gè)活塞。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫 性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤(pán)式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車停下。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤(pán)子，迫使它停下來(lái)一樣。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)鉗、油管等。 ③鼓式制動(dòng)器的帶式制動(dòng)器只用作中央制動(dòng)器。 4 ②盤(pán)式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)面為工作面的制動(dòng)盤(pán)，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。摩擦式制動(dòng)器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式、盤(pán)式和帶式三種： ①鼓式制動(dòng)器分為內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器和外束型鼓式制動(dòng)器兩類。制動(dòng)器主要由制架、制動(dòng)件和操縱裝置等組成。 制動(dòng)系的要求 汽車制動(dòng)系應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 具有良好的制動(dòng)效能 （ 2） 具有良好的制動(dòng)效能恒定性 （ 3） 具有良好的制動(dòng)方向穩(wěn)定性 （ 4） 操縱輕便 （ 5） 具有良好的制動(dòng)平順性 車輪制動(dòng)器類型 制動(dòng)器是具有使運(yùn)動(dòng)部件 (或運(yùn)動(dòng)機(jī)械 )減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。 在輪胎周緣為了克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，以符號(hào) Fu 表示。 m。 W 為車輪垂直載荷、 TP 車軸對(duì)車輪的推力、 FZ 為地面對(duì)車輪的法向反作用力，它們的單位均為 N。 圖 車輪受力 3 Tf 是車輪制動(dòng)器中摩擦片與制動(dòng)鼓或盤(pán)相對(duì)滑轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩，單位是 N地面制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大，制動(dòng)距離也 越短，所以地面制動(dòng)力對(duì)汽車制動(dòng)性具有決定性影響。這個(gè)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(dòng)系的功能之一。因此，汽車上必須設(shè)置一系列專門(mén)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(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)，使汽車減速或停車 ，這一功能就是制動(dòng)系的功能，這一系列專門(mén)的裝置即為制動(dòng)系。要做到使行駛中的汽車減速或停車就必須產(chǎn)生一個(gè)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(jì)方法相比，能夠減少重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)效率，符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。此設(shè)計(jì)為企業(yè)面向現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品數(shù)字化做了有益的探索，其開(kāi)發(fā)思想可用于其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。本文深入的研究了零件參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，建立了基于Pro/E 系統(tǒng)的盤(pán)式制動(dòng)器參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中將理論研究與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，驗(yàn)證了基于裝配約束的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的可行性，系統(tǒng)具備設(shè)計(jì)計(jì)算，參數(shù)化造型，系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理等功能。 對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行研究，對(duì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)引入基于 Pro/E 特征的參數(shù)化造型思想，建立制動(dòng)器典型的零部件模板庫(kù)，模型設(shè)計(jì)計(jì)算完成后，通過(guò)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)從而得到所需的制動(dòng)器模型。根據(jù)設(shè)計(jì)與計(jì)算用 Pro/E 繪制出了該制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)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(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)和發(fā)展前景 ,探討 了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的盤(pán)式制動(dòng)器。另外，隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期 ,提高設(shè)計(jì)效率，降低成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為企業(yè)成功的關(guān)鍵。 1 前 言 國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)迅速發(fā)展，隨著汽車保有量的增加，帶來(lái)的安全問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的注意，而制動(dòng)系統(tǒng)則是汽車主動(dòng)安全的重要系統(tǒng)之一。因此，如何開(kāi)發(fā)出高性能的制動(dòng)系統(tǒng)，為安全行駛提供保障是我們要解決的主要問(wèn)題。 制動(dòng)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(dòng)器的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中顯得相當(dāng)重要。對(duì)制動(dòng)器的主要零件如制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、制動(dòng)塊、摩擦襯片、活塞等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 ,從而設(shè)計(jì)出一種比較精確的制動(dòng)器。 本課題主要完成基于 Pro/E 三維造型技術(shù)進(jìn)行盤(pán)式制動(dòng)器參數(shù)化設(shè)計(jì)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前 CAD技術(shù)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)， 車輛制動(dòng)器參數(shù)化設(shè)計(jì)方 法的研究 , 使制動(dòng)器設(shè)計(jì)的半自動(dòng)化以及制動(dòng)器性能的提高成為可能。目前面向零件參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得了一定成效，但對(duì)產(chǎn)品級(jí)的參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究比較少，缺少方法，效果也不太理想。針對(duì)目前基于 Pro/E 的二次開(kāi)發(fā)中普遍忽視非幾何信息的情況，系統(tǒng)還是先了對(duì)非集合信息的管理，并在此基礎(chǔ)上研究了工程圖制動(dòng)生成技術(shù)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)方法具有高效性、實(shí)用性的特點(diǎn)，在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用Pro/E 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價(jià)值。 2 1 制動(dòng)系概述 制動(dòng)系的 功能 汽車需要行駛，同時(shí)也需要能夠使行駛中的汽車減速甚至停車，而且有時(shí)能夠可靠的停車顯得更重要。作用在行駛汽車上的滾動(dòng)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(jī)的、很難控制的。另外，當(dāng)汽車停下來(lái)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(dòng)時(shí)的工作原理 汽車受到與行駛方向相反的外力時(shí)，才能從一定的速度制動(dòng)到較小的車速或直至停車。但由于空氣阻力相對(duì)較小，所以實(shí)際上外力主要是由地面提供的，稱之為地面制動(dòng)力。 圖 情況。 m； FB 是地面制動(dòng)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(dòng)器制動(dòng)力矩， N 地面制動(dòng)力是使汽車制動(dòng)而減速行駛的外力，但是制動(dòng)力取決于 兩個(gè)摩擦副的摩擦力：一個(gè)是制動(dòng)器內(nèi)制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)間的摩擦力，一個(gè)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(dòng)踏板，在輪胎周緣沿切向方向推動(dòng)車輪直至它能轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力，顯然 Ff=Tf/r () 當(dāng)駕駛員松開(kāi)制動(dòng)踏板時(shí)，在回位彈簧的作用下，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓（制動(dòng)鉗與制動(dòng)盤(pán)）的間隙又得以恢復(fù)，從而解除制 動(dòng)。是使機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)件停止或減速的機(jī)械零件，俗稱剎車閘。 目前，廣泛使用的是摩擦式制動(dòng)器。 內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器的摩擦元件是一對(duì)有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面與制動(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。當(dāng)制動(dòng)盤(pán)被兩側(cè)的制動(dòng)塊夾緊時(shí)，摩擦面便產(chǎn)生作用于制動(dòng)盤(pán)上的摩擦力矩以阻止車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 鼓式制動(dòng)器示意圖 圖 盤(pán)式制動(dòng)器示意圖 盤(pán)式制動(dòng)器 盤(pán)式制動(dòng)器的工作原理 盤(pán)式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。制動(dòng)盤(pán)用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)。這種制動(dòng)器散熱快，重 5 量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。有些盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)上還開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí)，推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤(pán)上，從而將車輪制動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)形式又稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。但由于需采用兩個(gè)油缸并分置制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)，因而必須用跨越制動(dòng)盤(pán)的內(nèi)部油道或外部油管來(lái)連通。微型客車從結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性上考慮都不適用固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。 圖 固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 活塞 制動(dòng)鉗體 制動(dòng)塊 車橋 進(jìn)油口 制動(dòng)盤(pán) 缺點(diǎn)：油缸多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制動(dòng)鉗尺寸大 。 6 ( 2 ) 浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。但它們的制動(dòng)油缸都是單側(cè)的，且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成為活動(dòng)的，而另一側(cè)的制動(dòng)總成則固定在鉗體上。浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，易于布置，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，可將制動(dòng)器近一步移近輪轂，同一組制動(dòng)塊可兼用于行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。另外單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng)，也增大了油缸的散熱面積，因此制動(dòng)油液溫度比固定鉗式的低 30 ℃ ~50℃，汽化的可能性較小。 圖 浮鉗式制動(dòng)器 ( 3 ) 全盤(pán)式制動(dòng)器 全盤(pán)式制動(dòng)器由固定摩擦圓盤(pán)和旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)組成。當(dāng)受到軸向力時(shí) ,動(dòng)、定圓盤(pán)相互壓緊而制動(dòng)。其工作原理如摩擦離合器，故又 稱離合器式制動(dòng)器。 圖 全盤(pán)式制動(dòng)器 綜上所述：選擇方案二浮動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器最為理想。 盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn) ( 1 ）盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn) ①制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng) 塊都裸露于大氣中，散熱容易，制動(dòng)器不容易過(guò)熱，減小了制動(dòng)器的熱衰退現(xiàn)象，同時(shí)，當(dāng)制動(dòng)盤(pán)上有水時(shí)，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(dòng)恒定性。 8 ③盤(pán)式車輪制動(dòng)器制動(dòng)塊與制動(dòng)盤(pán)間隙較小，且管路中萬(wàn)物殘余壓力，無(wú)復(fù)位彈簧，因此制動(dòng)滯后時(shí)間短，有利于緊急制動(dòng)。 ⑤制動(dòng)盤(pán)升溫后沿厚度方向的熱膨脹量比鼓式制動(dòng)器徑向膨脹量要小得多，且制動(dòng)管路中無(wú)殘壓，因此不會(huì)出現(xiàn)間隙自調(diào)過(guò)度的問(wèn)題。隨著我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，汽車上采用盤(pán)式制動(dòng)器配置將逐漸得到廣泛應(yīng)用，特別是在提高整車性能、保障安全、提高乘車者的舒適性，滿足人們不斷提高的生活物質(zhì)需求、改善生活環(huán)境等方面都發(fā)揮著很大的作用 ! 汽車在制動(dòng)過(guò)程中由于慣性力的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的 70%—— 80%，所以前輪制動(dòng)力要比后輪的大。 同時(shí)也是因?yàn)槠囋诰o急制動(dòng)時(shí)，軸荷前移，對(duì)前輪制動(dòng)性能的要求比較高，這類前制動(dòng)器主要以液壓盤(pán)式制動(dòng)器為主流，采用液壓油作傳輸介質(zhì)，以液壓總泵為動(dòng)力源，后制動(dòng)器以液壓式雙泵雙作用缸制動(dòng)蹄匹配。隨著高速公路等級(jí)的提高，乘車檔次的上升，特別上 國(guó)家安全法規(guī)的強(qiáng)制實(shí)施，前后輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器已成為主流趨勢(shì)?，F(xiàn)在一些歐洲汽車公司制造的汽車上，均已開(kāi)始大量使用氣壓盤(pán)式制動(dòng)器總成。 9 但盤(pán)式制動(dòng)器在制動(dòng)響應(yīng)和制動(dòng)控制方面 的表現(xiàn)更好一些。在長(zhǎng)距離的坡路上駛下（如下山），盤(pán)式制動(dòng)器在固定的制動(dòng)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。持續(xù)制動(dòng)后，在同等制動(dòng)壓力下，盤(pán)式制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力只是略有下降，而鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)力下降非常大，這兩種制性動(dòng)器的安全因數(shù)有著很大的差別。盤(pán)式制動(dòng) 器總成可以作為一個(gè)完整的部件送到車橋裝配線，此部件即包括了盤(pán)式制動(dòng)器的所有零件。 維修保養(yǎng)： 盤(pán)式制動(dòng)器的整套操作機(jī)構(gòu)密封在外殼中，經(jīng)潤(rùn)滑以延長(zhǎng)其壽命。而且，更換襯墊所需的時(shí)間也比更換鼓式制動(dòng)器材套所需的時(shí)間少 80%。 電子制動(dòng)控制系統(tǒng)（ EBS）： 盤(pán)式制動(dòng)器由于采 用簡(jiǎn)單且相當(dāng)成熟的操作機(jī)構(gòu)，因而具有特別高的效率。盤(pán)式制動(dòng)器在響應(yīng)方面的特性，表現(xiàn)在每個(gè)車輪制動(dòng)相差很小，每個(gè)車軸的左右車輪之間的磨損分配均勻。 10 2 基于 Pro/E設(shè)計(jì)方法 Pro/E 三維軟件概 述 Pro/E操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。 Pro/E 基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。 Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是新一代智能化、集成化 CAD 系統(tǒng)核心技術(shù)之一，也是當(dāng)前 CAD 技術(shù)的研究熱點(diǎn)，已經(jīng)形成了諸如變量幾何和幾何推理等多種方法。其中基于特征的參數(shù)化技術(shù)可以提供很完整的工程信息和靈活的建模操作而成為重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)輔助手段。而國(guó)內(nèi)基于商業(yè)軟件二次開(kāi)發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)大都處于研究階段，還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng) 用。 （ 2）基于特征建模 11 Pro/E 是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易