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1、本科学生毕业设计车用盘式电磁制动器设计 院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职 称： 副教授 The Graduation Design for Bachelors Degree The design of electromagnetic vehicle disc brake Candidate： Specialty：Vehicle EngineeringClass：B07-1Supervisor：Associate Prof. Heilongjiang Institute of Technology 摘 要车辆制动系统在车辆的安全方面就起着决定性作用
2、。汽车的制动系统种类很多，传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气液混合式。液压制动技术是如今最成熟、最经济的制动技术，并应用在当前绝大多数乘用车上。目前，汽车所用制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。盘式制动器的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备。 盘式电磁制动器是一种以电控制的摩擦型制动器，目前主要应用于拖车尤其是房车制动上，但是随着汽车的发展，高动力性能的汽车技术的突破，汽车制动系统也将发生变化，而电磁制动器则是利用电磁阻力的原理将汽车动能转化为热量消耗实现制动，电磁制动器的安全性，灵活性
3、，简单性，可操作性，将会是汽车制动系统的发展方向，由于盘式电磁制动器的控制原理，结构与技术成熟的液压盘式制动器相似，所以加工技术方便，通过对盘式电磁制动器的设计与计算可以得到满足汽车制动时候的制动效果，从而实现汽车的安全制动。但是目前国内研究仍处于起步阶段，对电磁制动器的设计与研究停留在房车和拖车上，对于微型汽车的电磁制动器的设计研究较少，本文提出一种微型汽车电磁制动器方案，以电磁铁作为动力源，通过机械增力机构将电磁力放大并推动摩擦衬块产生制动,以达到制动目的，并对设计的电磁制动器进行仿真分析。全套图纸，加153893706关键词：电磁制动器；电磁体；盘式制动器；制动系统；增力机构；ABSTR
4、ACTThe vehicle braking system in vehicle security to play a decisive role. Many different types of vehicle brake system, brake system, the traditional structure of the main types of mechanical, pneumatic, hydraulic, gas-liquid hybrid. Hydraulic brake technology is now the most mature and most econom
5、ical braking technology, and apply to the current on most passenger cars. Currently, almost all cars use friction brakes, the drum and the disc can be divided into two categories. The main advantage of disc brakes at high speed braking when the brake quickly, heat better than drum brakes, brake perf
6、ormance constant good, easy to install as advanced electronic devices like ABS. Electromagnetic disc brake is a friction-type electronically controlled brakes, currently used in the trailer brake on a particular car, but with the cars development, high dynamic performance breakthrough in automotive
7、technology, automotive braking systems will occur change, while the electromagnetic brake is the principle of electromagnetic resistance to the vehicle kinetic energy into heat consumption to achieve the brake, electromagnetic brake of the security, flexibility, simplicity, operability, will be the
8、development direction of automotive brake systems , due to the electromagnetic brake disc control principle, structure and maturity of the technology similar to hydraulic disc brakes, so the processing technology to facilitate, through the design of the disc brake can be satisfied with the calculati
9、on of the braking effect when the vehicle brakes in order to achieve car safety brake. But the current domestic research still in its infancy, the electromagnetic brakedesign and research stay in the car and trailer, the electromagnetic brake for mini-cardesign study less, this paper presents a mini
10、ature electromagnetic brakes carprogram, as the power to solenoid source, through the mechanical force amplifier willamplify and promote the electromagnetic force generated friction brake pads, brake in order to achieve the purpose and design simulation and analysis of electromagneticbrake.Key words
11、: Electromagnetic brake;Electromagnet;Disc brakes; Brakingsystems;Force amplifierI目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题背景及目的11.2 国内外研究现状21.3 设计应解决的难点4第2章 制动器主要参数的设计计算52.1基本参数的确定52.2制动距离的计算52.3制动力矩的计算62.4盘式制动器的主要参数选择72.4.1制动盘直径D72.4.2制动盘厚度h72.4.4摩擦衬块工作面积A82.5制动衬块上压紧力的计算82.6液压缸的设计计算82.7本章小结9第3章 制动器主要零件的结构设计1
12、03.1制动盘的结构设计103.2制动钳的结构设计103.3制动衬块的结构设计113.4摩擦材料的选择113.5盘式制动器工作间隙的调整123.6本章小结13第4章 增力机构的设计与计算144.1机械增力机构的设计144.2增力机构的自由度分析154.3受力分析计算164.4增力机构主要构件尺寸的确定174.5增力机构的Ansys分析184.5.1长臂连杆的静力分析184.5.2短臂连杆的静力分析204.5.3增力机构的模态分析224.6本章小结25第5章 电磁体的设计计算265.1磁通势的计算275.2铁芯截面积的计算275.3电磁铁长度的计算285.4衔铁厚度的确定285.5确定线圈截面积
13、Sq及线圈槽宽285.6线圈导线直径的确定295.7线圈匝数的确定295.8本章小结30第6章 电磁制动器的仿真分析316.1MATLAB软件概论316.2汽车系统模型的建立326.3仿真分析336.4本章小结36结 论38参考文献39致 谢40附录 A41附录 B44 第1章 绪 论1.1 课题背景及目的汽车制动系统是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系统直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性，汽车制动系统的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好，制动系统工作可靠的汽车，才能充分发挥出其动力性能。汽车
14、制动系统依操纵和驱动制动力源的不同，有四种基本组合的方式即：机械式、气压式、液压式和电气式。其中电气式汽车制动系统又可分为电磁式、电动式和电液式。气压式机构复杂，有气泵、气筒、制动阀、制动气室及管路等一整套设备，制动系统不论是否制动，气泵都要随发动机运转，消耗发动机的动力，若汽车停放的时间较长，管路密封不严，重新开动还要重启，这就增加了不必要的消耗。液压式所需的操纵力大，若要求制动力矩较大时，需要增力，不但要增加结构复杂程度，有的还消耗发动机的动力。机械式大多用在拖拉机及拖车上，它所需要的制动力大，制动强度低，左右制动不容易调整同步。这三种形式的制动机构都存在着不同程度的反应时间慢的缺点。机械
15、式多用于汽车的驻车制动系统：气压式和液压式以及这两种方式的结合，目前在汽车行车制动中占主导地位，电气式的突出优点在于:（1）结构简单，使用、安装、维护方便。（2）可靠性高。用电缆代替管路，可方便地通过增加冗余电路来达到提高汽车制动系统可靠性的目的。用电气式取代液压式，防止液压的气阻现象，增加了汽车制动系统的可靠性。（3）集成方便。未来汽车上的电子装置将越来越多。电控转向、ABS、电子驱动控制、主动悬架、电子稳定装置都非常容易与电气制动系统集成在一起。电子控制器可根据需要设计不同回路的控制器，对汽车实施单回路、双回路和多回路制动，也可对某个车轮单独制动。（4）易实现ABS。ABS控制计算机发车的电信号不用经过电子液压，再液压机械的复杂转换，提高了控制动作的准确性和可靠性。（5
