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1、XXXXXXXX设计说明书XX设计说明书安普纯电动汽车前制动器设计XXXXXXXX学生姓名： 学号： 车辆工程机械与动力工程学院学 院： 专 业： XXX指导教师： 20XX年XX月安普纯电动汽车前制动器设计摘 要本次设计的主要内容为安普纯电动车的前制动器设计。近些年，随着人们环保意识的增强，纯电动车的发展如此之迅猛，新的一轮汽车改革正在悄然发生，因此纯电动车的各项研究也如火如荼的进行着。在本次设计中，首先对制动系统的重要性、发展前景等进行了阐述，随后阐述了盘式制动器和鼓式制动器的分类以及优缺点，对最终采用的制动器种类进行了选择并计算，接下来对各种制动方式、制动管路布置方式进行了分析，最终选择
2、了液压式浮钳盘式制动器。最后通过catia建模，验证本次设计是否合理，能否正常装配运转；再通过ansys软件进行了模态分析，得出了制动盘的固有频率以及易破损位置，便于此次设计在实际中的应用。关键词: 制动器，制动盘，制动钳，catia，有限元Design of Anpu electric automobile front brake ABSTRACTThe main content of this design is Anpu electric car front brake design. In recent years, with the peoples awareness of envi
3、ronmental protection, the development of pure electric vehiclesis so rapid that a new round of reform of car is quietly happening.So pure electric car research is also in full swing. In this design, first,the importance of the braking system and the development prospect are described. Then, the adva
4、ntages and disadvantages of the disc brake and the drum brake are analyzed and compared, and the selection and calculation are carried out. Moving method, brake pipe arrangement were analyzed, the final choice of the hydraulic floating clamp disc brake. Finally, through catia modeling, to verify whe
5、ther the design is reasonable, whether the normal assembly operation; and then through the ansys software for modal analysis, obtained the natural frequency of the brake disc and easy to break the location, to facilitate the design in practice Applications.Keywords: Brake,Brake disc,Brake calipers,C
6、atia,Finite element目 录1 绪论11.1 制动系统设计的意义11.2 制动装置的种类11.3 汽车制动器的发展方向21.4 对制动器的要求21.5 本章小结42 制动器的结构形式及选择52.1 制动器的种类52.2 盘式制动器的分类52.3 鼓式制动器82.4 盘式制动器的优缺点112.5 本章小结123 制动器主要参数的确定143.1 汽车相关主要参数143.2 同步附着系数的分析153.3 确定前后制动力矩分配系数153.4 制动强度和附着系数利用率153.5 制动器最大制动力矩163.6 制动器因数173.7 本章小结174 制动器的设计与计算184.1 制动盘直径D
7、184.2 制动盘厚度的选择184.3 摩擦衬块内半径R1和外半径R2184.4 摩擦衬块工作面积194.5 摩擦衬块摩擦系数f19第 页 共 页4.6 盘式制动器的制动力计算204.7 制动器主要零部件的结构设计214.7.1 制动盘214.7.2 制动钳224.7.3 制动块224.7.4 摩擦材料234.7.5 制动轮缸234.8 基于ansys的盘式制动器结构强度分析234.8.1 有限元分析过程234.8.2 有限元分析结果254.9 本章小结275 制动驱动机构的结构型式选择与设计285.1 制动驱动机构的结构型式285.1.1 简单制动系285.1.2 动力制动系285.2 驱动
8、机构选择295.3 制动管路的选择305.4 液压制动驱动机构的设计计算305.4.1 前轮制动轮缸直径的确定305.4.2 制动主缸直径与工作容积315.4.3 制动踏板力和制动踏板工作行程315.5 本章小结326 制动性能分析336.1 制动性能评价指标336.2 制动效能336.3 制动效能的恒定性336.4 制动时汽车方向的稳定性33第 页 共 页6.5 制动器制动力分配曲线分析346.6 制动减速度j和制动距离S366.7 摩擦衬块的磨损特性计算366.8 本章小结377 总结39附录A 制动曲线程序40参考文献44致谢46第 页 共 页1 绪论1.1 制动系统设计的意义 在汽车的
9、各个系统总成中，汽车的安全系统主要分为主动安全系统和被动安全系统，汽车的制动系统就是主动安全系统的重要构成部分。汽车作为人类代步的工具，人类最重视的自然也是安全问题，因此制动系统的设计就显得尤为重要。汽车在制动过程中的制动速度、制动距离、制动减速度变得是评价汽车安全性能的重要指标，随着汽车行业的发展日益繁荣，人类对此的要求也就越来越高，制动系统是否安全环保、行车制动驻车制动是否顺畅也就成为了评价一款汽车性能的重要标志，因此，这也成为了本次设计的目标。1.2 制动装置的种类 汽车行驶过程中的行车制动系统和汽车停车后的驻车制动系统构成了总的汽车制动系统，在重型汽车、牵引汽车或者经常在山区行车的汽车
10、中，可能还需要增添应急制动系统、辅助制动系统或者自动制动系统1。 行车在行驶过程中，想要降低车速就要通过行车制动装置的作用，它主要用于降低车速、停车以及保持合适的行驶速度，其功用在制动系统中的重要程度不言而喻。 汽车在车速降低至零时，将要在路边停靠，这就离不开驻车制动装置。该装置可以保证汽车稳定的停靠在路边乃至于斜坡上，不溜车；并且在坡路上起步也需要该装置的配合。一般使用机械方式驱动的驻车制动装置比较常见，可以保证工作稳定可靠，从而保证车辆的安全。 汽车的应急制动装置并不是每辆车必备的，在普通车上驻车制动装置也可取得相同的效果，只要在特殊要求的车辆上需要配备。其主要用于行车制动装置发生故障不能
11、达到应有的效果时，强制使车辆速度降低直到停止。 经常在山路上行驶的汽车需要配备辅助制动装置，山路中上坡下坡较多，需要经常变换车速以达到安全行驶，并且上下坡中均需要保证车速的稳定性，减少制动器受到的过大载荷。总的来说，装载量较大的客车或货车上均需要安装该种装置。 自动制动装置用于当挂车与牵引汽车连接的制动管路渗漏或断开时，能使挂车自动制动。 1.3 汽车制动器的发展方向 汽车制动器的发展逐步向着轻量化、安全化前进。由于电子技术的发展越来越迅猛，电子技术的优越性也得到了体现，大规模的集成电路可大大缩小空间，电子控制的精确性也更进一步提高，而且其成本正在不断下降。这种种优点都使得其取代传统的液压控制
12、成为汽车制动器接下来发展的不二方向。电子技术在制动系统的应用，将随着其他汽车电子系统共同发展，将各个控制单元都集合在ECU中。未来的汽车控制系统中，一定是一个集各个控制为一体的整车控制系统，例如现在已经初显成果的电子悬架、无人驾驶等等，这些都将取代传统的汽车理念，逐步实现整车的智能化控制。未来的汽车不进要加入电子控制，还要引进生物理念、信息理念以及各种可以应用到其中的先进技术理念，形成颇具规模的新型汽车产业。 除了电子技术外，另一课题也在逐步受到人类的重视，那就是制动过程中的能量回收问题3 4。就目前来看，制动过程中的大部分能量都已热的形式耗散出去，在资源紧缺的今天，我们不应该浪费一分一毫的能
13、量，抓紧研制制动能量回收装置，使汽车的制动性能得到更好的演绎。1.4 对制动器的要求 汽车制动系应满足如下要求： (1)制动器首先应该满足毕业设计任务书的要求，满足各项功能可以达到车辆所需要的最低标准，并且满足国家的相关规定和各项有关的标准，把用户的实际要求也要在设计中考虑周到详尽。 (2)制动器最重要的功用就是制动，所以制动效能是否符合标准也是评价制动器的重要指标，制动效能包括行车和驻车两个方面的效能。行车效能的评价是根据车辆在行驶过程中制动的能力，包括车辆的制动减速度的大小和在一定速度下开始制动到完全停车所走过的制动距离。驻车效能主要根据最大爬坡度来进行评价。 (3)制动系统在整车中的工作
14、最为重要，因此它的功用是否有效可靠至关重要。因此制动系统至少要具有相互独立的行车制动系统装置和驻车制动系统装置，两者均要保证正常工作。由于其重要性，行车制动系统必须要有至少两套管路来保证在一套失效时，另一套可以维持汽车的基本制动。驻车制动装置也必须保持稳定可靠的工作。 (4)对于制动效能的热稳定性要求很高，因为制动时制动器在短时间内摩擦，产生大量的热，特别是在下坡的过程中，需要一直连续不断的制动，这样更容易引起制动器的温度过高可到达300400，最高可到达7005。此时，就会出现制动器的热衰退现象，即由于温升过高，导致摩擦系数会迅速减小，制动效能会突然下降，这就是制动器的热衰退现象。经过热衰退现象后，又会发生制动器的热恢复，经过衰退后，制动器不再制动温度逐渐降低，热量散发出去后，制动系数也逐渐恢复至正常值，这就是制动器的热恢复。因此需要提高制动器的抗热衰退性能，一般采用的方法为使用摩擦系数稳定的材料，增加制动器的通风散热，必要时增加冷却措施。 (5)制动效能的水稳定性要好。水稳定性是决定制动器发生水衰退现象后的恢复能力。水衰退现象
