【正文】 ............................... 17 7 盤式制動(dòng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì) ............................................................................................... 19 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 .............................................................................................................. 19 解決優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的一般步驟及幾何解釋 .................................................................... 19 常用優(yōu)化方法 .............................................................................................................. 20 制動(dòng)系參數(shù)的優(yōu)化 ....................................................................................................... 20 8 結(jié)論 ............................................................................................................................... 21 致 謝 ................................................................................................................................. 23 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 24 附 錄 ................................................................................................................................. 25 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為之， 許多制動(dòng)法規(guī)對(duì)制動(dòng)系提出了許多詳細(xì)而具體的要求。 從制動(dòng)器的功用及設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行了方案論證。隨后，對(duì)盤式制動(dòng)器的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳盡的闡述。 在設(shè)計(jì)計(jì)算部分，確定盤式制動(dòng)器主要參數(shù)，計(jì)算了制動(dòng)系的主要參數(shù)和制動(dòng)效能的校核，設(shè)計(jì)計(jì)算盤式制動(dòng)器相關(guān)零件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 從汽車誕生時(shí)起，車輛制動(dòng)系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車制動(dòng)性能的研究中傾注了大量的心血。 普遍應(yīng)用的液壓制動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，隨著人們對(duì)制動(dòng)性能要求的提高，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制程序、主動(dòng)避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中。在這種指導(dǎo)思想下，出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如磁粉制動(dòng)器、 濕式多盤制動(dòng)器 、電力液壓制動(dòng)臂型盤式制動(dòng)器、濕式盤式彈簧制動(dòng)器、車輪制動(dòng)器等。而作為 未來發(fā)展趨勢(shì)的車輪制動(dòng)器，其輪邊電機(jī)不僅是車輪的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，還可以成為車輪制動(dòng)器。 汽車盤式制動(dòng)器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況：盤式制動(dòng)器在汽車中的應(yīng)用 ， 由于受車輪輪轂的外形尺寸的限制 ， 在小型車上大量使用的是液壓盤式制動(dòng)器 ， 重型車使用的是氣壓盤式制動(dòng)器 。 汽車盤式制動(dòng)器在國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r：長(zhǎng)期以來獨(dú)霸重卡汽車制動(dòng)器領(lǐng)域的鼓式制動(dòng)器 ，自從 1996年戴 克裝有 Schmitz公司制造的盤式制動(dòng)器的奔馳重卡 (Actros)貨車問世以來 ，受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn) ， 已面臨被淘汰的危險(xiǎn) 。 20xx年 ， 國(guó)外裝配盤式制功器的車橋已占到了所有車橋總成的一半以上 。各大公司除在原有轎車用液壓盤式制動(dòng)器有較大的發(fā)展外 ， 更注重在中 、 重汽車領(lǐng)域開發(fā)氣壓盤式制動(dòng)器 。 它是通過另一個(gè)有齒的裝置與輪轂連接 ， 這種帶齒的制動(dòng)盤 20xx年初已批量生產(chǎn) ，武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 裝在新開發(fā)的 CF系列汽車上 ； 德國(guó) BPW還與 Konrr公司合作 ,研制出新的 ” 、 ” 盤式制動(dòng)器 ， 該盤式制動(dòng)器重量減輕 8~10kg。 它收集摩輪胎氣壓、擦片磨損 、 制動(dòng)溫度等一些參數(shù) ， 然后傳送給駕駛員或運(yùn)輸公司 ， 可監(jiān)視制動(dòng)摩擦片的磨損情況 。 汽車盤式制動(dòng)器發(fā)展的趨勢(shì)：對(duì)于汽車每一個(gè)總成及部件，我們都想盡最大可能地去貫徹三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。歐 、 美 、 日等發(fā)達(dá)國(guó)家已把盤式制動(dòng)器作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備在多級(jí)別的轎車 、 客車 、 中型 、 重型汽車上 。但在近年年 ， 盤式制動(dòng)器在國(guó)內(nèi)得到快速的推廣和應(yīng)用 ， 開發(fā)應(yīng)用盤式制動(dòng)器是現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢(shì)之一 。 行車制動(dòng)裝置用于使行駛中的汽車強(qiáng)制減速或停車，并使汽車在下短坡時(shí)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速。 駐車制動(dòng)裝置用于使汽車可靠而無時(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。 應(yīng)急制動(dòng)裝置用于當(dāng)行車制動(dòng)裝置意外發(fā)生故障而失效時(shí)，則可利用其機(jī)械力源 (如強(qiáng)力壓縮彈簧 )實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。應(yīng)急制動(dòng)裝置也不是每車必備的。 輔 動(dòng)裝置用在山區(qū)行駛的汽車上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)或電渦流制動(dòng)等的輔助制動(dòng)裝置，可使汽車下長(zhǎng)坡時(shí)長(zhǎng)時(shí)間而持續(xù)地減低或保持穩(wěn)定車速，并減輕或解除行車制動(dòng)器的負(fù)荷。 自動(dòng)制動(dòng)裝置用于當(dāng)掛車與牽引汽車連接的制動(dòng)管路滲漏或斷開時(shí)，能使掛車自動(dòng)制動(dòng)。制動(dòng)器有鼓式與盤式之分。利用車輪制動(dòng)器時(shí)，絕大部分駐車制動(dòng)器用來制動(dòng)兩個(gè)后輪，有些前輪驅(qū)動(dòng)的車輛裝有前輪駐車制動(dòng)器。行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)這兩套制動(dòng)裝置，必須具有獨(dú)立的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且每車必備。用液壓傳遞操縱力時(shí)還應(yīng)有制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸以及管路；用氣壓操縱時(shí)還應(yīng)有空氣壓縮機(jī)、氣路管道、儲(chǔ)氣罐、控制閥和制動(dòng)器室。但在用作應(yīng)急制動(dòng) 時(shí)，則往往會(huì)使傳動(dòng)軸超載。重型載貨汽車由于采用氣壓制動(dòng)，故多對(duì)后輪制動(dòng)器另設(shè)武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 獨(dú)立的由氣壓控制而以強(qiáng)力彈簧作為制動(dòng)力源的應(yīng)急兼駐車制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也不再設(shè)置中央制動(dòng)器。 對(duì)制動(dòng)器的要求 汽車制動(dòng)系應(yīng)滿足如下要求。各項(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的規(guī)定和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外，也應(yīng)考慮銷售對(duì)象所在國(guó)家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。行車制動(dòng)效能是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離駐坡效能是以汽車在良好的路面上能可靠而無時(shí)間限制地停駐的最大坡度 (％ )來衡量的，一般應(yīng)大于 25％。為此，汽車至少應(yīng)有行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)兩套制動(dòng)裝置，且它們的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng) 是各自獨(dú)立的，而行車制動(dòng)裝置的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路，當(dāng)其中一套失效時(shí)，另一套應(yīng)保證汽車制動(dòng)效能不低于正常值的 30％；駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。汽車的高速制動(dòng)、短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng)，尤其是下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng)，均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過快，溫度過高。此時(shí)，制動(dòng)器的摩擦系數(shù)會(huì)急劇減小，使制動(dòng)效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性，增大制動(dòng)鼓、盤的熱容量，改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置，都是提高抗熱衰退的措施。制動(dòng)器摩擦表面浸水后，會(huì)因水的潤(rùn)滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。良好的摩擦材料的吸水率低，其摩擦性能恢復(fù)迅速。某些越野汽車為了防止水和泥沙進(jìn)入而采用封閉制動(dòng)器的措施。即以任何速度制動(dòng)，汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?，最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化；同一車軸上的左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。 (7)制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人 —— 機(jī)工程學(xué)要求，即操作方便性好，操縱輕便、舒適，能減少疲勞。制動(dòng)手柄行程應(yīng)不大于 160mm～ 200mm。設(shè)計(jì)時(shí)，緊急制動(dòng) (約占制動(dòng)總次數(shù)的 5％～ 10％ )踏板力的選取范圍：轎車為 200N～ 300N貨車為 350N～ 550N．采用伺服制動(dòng)或動(dòng)力制 動(dòng)裝置時(shí)取其小值。 (8)作用滯后的時(shí)間要盡可能短，包括從制動(dòng)踏板開始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間 (制動(dòng)滯后時(shí)間 )和從放開踏板至完全解除制動(dòng)的時(shí)間 (解除制動(dòng)滯后時(shí)間 )。 (10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。 (12)能全天候使用。 (13)制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng)，制造成本低；對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求，應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維。它是基于汽車輪胎與路面間的附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)系統(tǒng)。 近年來還出現(xiàn)了集 ABS功能和其他擴(kuò)展功能于一體的電子控制制動(dòng)系統(tǒng) (EBS)和電子制動(dòng)助力系統(tǒng) (BAS)。它不但可以較大地減少制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，縮短制動(dòng)距離，提高牽引車和掛車的制動(dòng)協(xié)調(diào)性，還能使制動(dòng)力分配更為合理；后者 (即制動(dòng)助力系統(tǒng) )適用于轎車，即當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況而駕駛員又未能及時(shí)地對(duì)制動(dòng)踏板施加足夠大的力時(shí)，該系統(tǒng)能自動(dòng)地加以識(shí)別并觸發(fā)電磁閥。 為了防止汽車發(fā)生追尾碰撞事故，一些汽車生產(chǎn)大國(guó)都在致力于車距報(bào)警及防追尾碰撞系統(tǒng)的研究。在部分轎車上已開始裝用這種系統(tǒng)。以前這項(xiàng)研究主要針對(duì)城市公共汽車，多采用飛輪儲(chǔ)能和液壓儲(chǔ)能方式，但由于種種原因未能推廣應(yīng)用。 2 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 制動(dòng)器的種類 汽車制動(dòng)器按其在汽車上的位置分為車輪制動(dòng)器和中央制動(dòng)器。 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。內(nèi) 張型鼓式制動(dòng)疊的摩擦元件是一對(duì)帶有圓弧形摩擦蹄片的制動(dòng)蹄，后者則安裝在制動(dòng)底板上，而制動(dòng)底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上（對(duì)車輪制動(dòng)器）或變速器、分動(dòng)器殼或與其相固定的支架上（對(duì)中央制動(dòng)器），其旋轉(zhuǎn)的摩擦元件為制動(dòng)鼓。制動(dòng)時(shí)，利用制動(dòng)鼓的圓柱內(nèi)表面與制動(dòng)蹄摩擦蹄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。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。 盤式制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件是一個(gè)垂向安放且以兩側(cè)表面為工作面的制動(dòng)盤，其固定摩擦元件一般是位于制動(dòng)盤兩側(cè)并帶有摩擦片的制動(dòng)塊。盤式制動(dòng)器常用作轎車的車輪制動(dòng)器，也可用作各種汽車的中央制動(dòng)器。 鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要結(jié)構(gòu)型式 (如圖 21）所示。 鉗盤式制動(dòng)器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動(dòng)塊，后者裝在以螺栓固定于轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上的制動(dòng)鉗體中。制動(dòng)塊的摩擦襯塊與制動(dòng)盤的接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅約 30176。因此這種盤式制動(dòng)器又稱為點(diǎn)盤式制動(dòng)器。但由于摩擦襯塊的面積較小，制動(dòng)時(shí)其單位壓力很高，摩擦面的溫度較高，故