开题报告-轻卡制动系统设计

毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘□是■否题目名称轻卡制动系统设计一．课题研究背景、选题目的和意义、制动器功用与分类1.课题研究背景制动器在车辆安全性方面起着相当重要的作用，直接影响到车辆的正常行驶，因而制动器及其零部件的安全可靠性倍受关注。本课题根据某轻型卡车的主要行驶参数和运动要求，对前轮制动器进行整体结构设计，然后在三维软件环境下实现对制动器虚拟模型的建立，最终实现该轻卡良好的制动性能，保证其安全性和操控性。2.选题的目的和意义汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统,它是制约汽车运动的装置。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。虽然近几年从德国大众、法国雷诺、美国通用等国外汽车引进了轿车，不少零配件的国产率也比较高，但引进的主要是总成和零配件，没有引进开发技术，至于轻型客货车的开发技术引进就更少了，所以我国自行开发轻型客货车及其轿车的能力，跟汽车发达国家相比差距还是很大。近年来我国出版过很多汽车制动方面的著作，但是从数量上还是不能满足汽车工业发展的要求。特别是在汽车制动器的开发和设计方面与发达国家相差很大，许多尖端技术还不能了解。所以对于研究设计制动器来说，在我国有着非常重要的影响。轻型卡车制动器设计是通过合理整合已有的设计，通过努力，阅读大量的文献，掌握制动器设计的基本步骤和要求，以及制图的步骤和规则，掌握制动器总成的相关设计方法，以及进一步更扎实汽车设计基本知识，学会使用CAD进行基本二维制图，同时提高分析问题和解决问题的能力。制动器的设计有利于提高汽车的整体性能，同时综合运用知识的能力和技能得以提高，通过课题的设计，积累制动器制动过程的理论知识，通过设计还可以系统的培养工程文化素养，有利于未来的发展。本次设计是通过查阅相关资料，掌握制动器设计的基本步骤和要求，及制动器总成的相关设计方法，运用汽车设计和汽车构造的基础知识，学习和利用CAD绘图软件对某轻型卡车的制动器进行设计使其具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。3．制动器功用与分类3.1制动器的功用制动器的功用实施汽车以适当的减速度行驶至停车；在下坡行驶时，是汽车保持适当的稳定的车速；是汽车可靠的停在原地或坡道上。3.2制动器的分类目前，汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的，可分为鼓式和盘式两大类。具体见图1，图2。图1鼓式制动器示意图图2盘式制动器示意图鼓式制动器根据其结构都不同，又分为双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。盘式制动器根据摩擦副中的固定摩擦元件的结构来分，分为钳盘式制动器和全盘式制动器两大类。（一）鼓式制动器鼓式制动是早期设计的制动系统，其刹车鼓的设计1902年就已经使用在马车上了，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用。现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块(刹车蹄)位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。鼓式制动器的旋转元件是制动鼓，固定元件是制动蹄。制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。鼓式制动器因其具有制动力矩大,制动性能好,有较好的密封性等优点。但也存在不少缺点:蹄式制动器都在不同程度上利用了磨擦增势作用来保证一定的制动效能,而在使用中,因磨擦系数并不稳定,所以制动效能的稳定性较差[9]。（二）盘式制动器盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。盘式制动器是由摩擦衬块从两侧夹紧与车轮共同旋转的制动盘来产生制动的。浮动钳式盘式制动器的制动钳体可作轴向平行滑动，油缸设置在制动盘的内侧，两个制动块分装在制动盘的内外侧，制动块是由锻压成形的金属背板和摩擦衬块构成，两者直接牢固地压嵌、铆接或粘接在一起。制动时高压油从制动钳上的进油孔进入油缸后，在油液压力作用下，推动活塞前进使其内侧的摩擦衬块压在制动盘上，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的外侧制动块向与活塞前进方向的反方向滑动并压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块受力均等为止，在很短的时间内制动力矩便使制动盘停止转动，从而使汽车停下来。盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，能在冬季和恶劣路况下行车。很多轿车采用的盘式制动器有平面式制动盘、打孔式制动盘以及划线式制动盘，其中划线式制动盘的制动效果和通风散热能力均比较好。盘式制动器沿制动盘轴向施力，制动轴不受弯矩，径向尺寸小，制动性能稳定。相比较而言鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。盘式制动器一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。根据我们汽车制动器的技术条件和市场情况，对于两种制动形式的比较，得出结论，本轻卡前轮应采用盘式制动，以达到良好的制动性能和操控性能。综上所述，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。二．研究内容、研究重点及难点1.研究内容（1）了解汽车制动系统的现状，熟悉其发展状况、详细构造和工作原理；（2）根据某轻型卡车主要参数，对其前轮制动器进行结构设计，实现该轻卡的制动功能，满足操控性能；（3）运用AutoCAD软件绘制制动器总装配图以及主要部件的零部件；（4）运用三维设计软件，对制动器的主要部件进行三维建模与装配。2.研究的重点及难点（1）重点掌握制动器的动力传递路线及其结构设计；（2）了解制动操纵机构的功能与要求、构造形式及操纵原理；（3）制动器的力学分析与计算；（4）制动器主要零部件的设计计算；（5）运用三维软件建立制动器的三维模型并进行装配。三、完成本课题的工作方案及进度安排第1-3周：消化课题题目，搜集资料，明确设计的任务及要求，撰写开题报告；第4周：熟悉AutoCAD软件和确定设计方案；第5-8周：设计计算制动器的主要零部件，熟悉三维建模软件；第9-11周：应用AutoCAD软件绘制制动器总装配图以及主要部件的零件图；第11-13周：运用三维设计软件，对制动器主要部件进行三维建模与装配；第14-15周：进行毕业设计总结，编写毕业设计论文，并作好答辩的准备。四．指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师：年月日五.所在系审查意见系主管领导：年月日六、参考文献王望予.汽车设计（第四版），机械工业出版社,2004.8王国林.汽车底盘构造及维修，高等教育出版社,2005.1陈家瑞.汽车构造，机械工业出版社,2005.1顾柏良.汽车工程手册，北京理工大学出版社，2004.4汽车工程手册-制造篇，人民交通出版社，2001.5制动系统的发展现状及趋势.汽车研究与开发，2005龚红.影响制动性能的因数及设计方法，汽车科技，2003.5王世刚.机械设计实践.哈尔滨工程大学出版社，2003戴枝荣.工程材料.高等教育出版社，2001刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算.清华大学出版社，2004.9支树摸.轿车构造图集.人民交通出版社，2001.7刘惟信.汽车设计.清华大学出版社，2001[13]J.Reimpell,H.stoll.TheAu