豐田花冠轎車制動系統(tǒng)設(shè)計與分析【鼓式制動器】開題報告

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開 題 報 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫 2000 字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一．選題的研究意義汽車制動系統(tǒng)是汽車行駛的一個重要主動安全系統(tǒng)，其性能的好壞對汽車行駛安全有著至關(guān)重要的影響。隨著汽車的行駛速度和路面復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能，壽命長的制動器 [1]。汽車制動系是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng) ,它是制約汽車運動的裝置。而制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)健裝置，是汽車上最重要的安全件。本次畢業(yè)設(shè)計題目為豐田花冠轎車制動系統(tǒng)設(shè)計。制動器是汽車制動系統(tǒng)中真正使汽車停止的部件。大多數(shù)現(xiàn)代汽車的前輪上都裝有盤式制動器，甚至有些汽車四個車輪上都裝有盤式制動器，而鼓式制動器多用在商用車上 [2]。盤鼓一體式制動器結(jié)合了盤式和鼓式制動器的特點，結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，目前在豐田的部分車型和榮威等車型上安裝，能夠起到制動效能增強的作用 [3]。通過該制動總成的設(shè)計，使學(xué)生加強對汽車總成結(jié)構(gòu)、功能等方面的深入認識，同時，鍛煉獨立分析問題和解決問題的能力。二 ． 發(fā) 展 現(xiàn) 狀隨著車輛安全性的日益提高,車輛制動系統(tǒng)也歷經(jīng)了數(shù)次變遷和改進。從最初的皮革摩擦制動,到后來的鼓式、盤式制動器,再到機械式 ABS 制動系統(tǒng),緊接著伴隨電子技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了模擬電子 ABS 制動系統(tǒng)、數(shù)字式電控 ABS 制動系統(tǒng)等等 [4]。從制動系統(tǒng)的供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器 4 個組成部分的發(fā)展歷程來看，都不同程度地實現(xiàn)了電子化 [5]。人作為控制能源，啟動制動系統(tǒng)，發(fā)出制動企圖；制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元(ECU)進行制動系統(tǒng)的整體控制。這是自從 ABS 在汽車上得到廣泛應(yīng)用以來制動系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展 [6]。工業(yè)制動器行業(yè)的下游行業(yè)主要為起重運輸機械、冶金設(shè)備、礦山設(shè)備、建筑工程機械、風(fēng)電及核電設(shè)備、船舶及海上重工等裝備制造業(yè)，受益于這些產(chǎn)業(yè)的振興與發(fā)展，工業(yè)制動器行業(yè)將迎來又一輪持續(xù)、健康的發(fā)展機遇。根據(jù)《2013-2017 年中國工業(yè)制動器行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》的預(yù)計，中國工業(yè)制動器行業(yè)在未來幾年內(nèi)仍將保持 10%-20%的年增長率 [7]。根據(jù)中國“十二五”發(fā)展規(guī)范綱要中關(guān)于推動重點領(lǐng)域跨越發(fā)展的相關(guān)部署，高端裝備制造、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)依然將是中國大力發(fā)展的重點領(lǐng)域。國家對裝備制造業(yè)的規(guī)范，將有利推動中國制動器行業(yè)的發(fā)展 [8]。另外，由于 2011 年經(jīng)濟繼續(xù)保持穩(wěn)定增長，前瞻網(wǎng)預(yù)計 2011 年中國的 GDP 將為 9.5%，汽車產(chǎn)銷情況有望繼續(xù)獲得較大增幅；2011 年全國汽車市場總需求有望達到 2000 萬輛。綜合判斷，2011年中國汽車銷量增速為 10%-15%，這將帶動制動器行業(yè)需求市場的發(fā)展。據(jù)預(yù)計，中國制動器行業(yè)市場規(guī)模在未來 5 年內(nèi)，仍將保持 15%-25%的年增長率 [9]。隨著裝備制造業(yè)的振興和發(fā)展，國產(chǎn)制動器的產(chǎn)量也有明顯增加，制動器行業(yè)的銷售收入同步增長；由于受制于起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱以及資本投資有限，中國制動器產(chǎn)品以低端產(chǎn)品為主，業(yè)內(nèi)少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)堅持自主創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，正在向科技含量較高的中、高端產(chǎn)品方向發(fā)展，制動器中、高端產(chǎn)品的市場份額逐漸增加，中、高端制動器企業(yè)的利潤率呈上升趨勢；而低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)則因廠商眾多，競爭激烈，價格呈下降趨勢，同時鋼材等主要原材料價格有所波動，其利潤增長速度趨緩 [10]。三．相關(guān)理論1. 概述制動器（brake staff）是具有使運動部件（或運動機械）減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置 [11]。它是使機械中的運動件停止或減速的機械零件 [12]。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。制動器分為工業(yè)制動器和汽車制動器兩類。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調(diào)整裝置，它對重載汽車的駕駛員有著很好的保駕護航的作用。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)尺寸，制動器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設(shè)備（如礦井提升機、電梯等）則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上 [13]。2. 結(jié)構(gòu)形式制動器因現(xiàn)代工業(yè)機械的發(fā)展而出現(xiàn)多種新的結(jié)構(gòu)型式，其中鉗盤式制動器、磁粉制動器以及電磁制動器的應(yīng)用最為廣泛 [14]。具體分類如下：1、 摩擦式制動器，它可分為盤式制動器、外抱塊式制動器、內(nèi)脹蹄式制動器、帶式制動器、綜合帶式制動器、雙蹄式制動器、多蹄式制動器、簡單帶式制動器、單盤式制動器、多盤式制動器、固定鉗式制動器、浮動式制動器等 [15]。2、 非摩擦式制動器，它可分為磁粉制動器、磁渦流制動器、水渦流制動器等。3.工作原理制動系統(tǒng)的一般工作原理是，利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢 [16]。可用一種簡單的液壓制動系統(tǒng)示意圖來說明制動系統(tǒng)的工作原理。一個以內(nèi)圓面為工作表面的金屬制動鼓固定在車輪輪轂上，隨車輪一同旋轉(zhuǎn)。在固定不動的制動底板上，有兩個支承銷，支承著兩個弧形制動蹄的下端。制動蹄的外圓面上裝有摩擦片。制動底板上還裝有液壓制動輪缸，用油管 5 與裝在車架上的液壓制動主缸相連通。主缸中的活塞 3 可由駕駛員通過制動踏板機構(gòu)來操縱 [17]。當(dāng)駕駛員踏下制動踏板，使活塞壓縮制動液時，輪缸活塞在液壓的作用下將制動蹄片壓向制動鼓，使制動鼓減小轉(zhuǎn)動速度，或保持不動。四．本課題研究的內(nèi)容本設(shè)計采用的是豐田轎車制動系統(tǒng)的制動器，制動器選用采用盤鼓一體式制動器。（1） 熟悉制動系統(tǒng)的組成及工作原理，根據(jù)給定的參數(shù)，制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，并分析制動效能。（2 ）確定及計算制動系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)，對該制動系統(tǒng)的主要零部件進行強度校核。 （3） 應(yīng)用二維、三維軟件繪制出該制動系統(tǒng)零部件工程圖。 參考文獻[1] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社, 2001:107-118[2] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社 ,2000:23-54[3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].2 版.北京：人民交通出版社 ,2004:77-109[4] 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[J].2004，3（4）:251-253[5] 過學(xué)訊.汽車設(shè)計[M].北京：人民交通出版社,2008:108-109[6] 郭新華.汽車構(gòu)造[M].北京：高等教育出版社，2008:323-346[7] 王望予.汽車設(shè)計[M].2 版.北京：機械工業(yè)出版社,2004:221-227[8] 張洪欣.汽車設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社,200;12-17[9] 王振軍.汽車典型結(jié)構(gòu)圖冊[M]. 北京：人民交通出版社,2008:28-31[10] 陳鐵鳴.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].4 版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010:76-83[11] 張景田.畫法幾何及機械制圖[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005:122-156[12] 王國權(quán).汽車設(shè)計指導(dǎo)書[M]. 北京：機械工業(yè)出版社 ,2009:98-99[13] 粟利萍.汽車實用英語[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005:43-47[14].豐田花冠轎車使用與維護手冊[J].2002,2(3):121-122[15].豐田花冠轎車使用與維護手冊[J].2002,1(3):12-14[16] Rudolf Limpert. 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Warrendale ,PA，USA：Society of Autmotuve Engineers．Inc. 2000,(5):12-18 開 題 報 告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：2.1 本設(shè)計要研究的內(nèi)容(1) 熟悉制動系統(tǒng)的組成及工作原理，根據(jù)給定的參數(shù)，制定出制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，并分析制動效能。(2)確定及計算制動系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)，對該制動系統(tǒng)的主要零部件進行強度校核。(3)應(yīng)用二維、三維軟件繪制出該制動系統(tǒng)零部件工程圖。原始數(shù)據(jù)：輪胎型號：195/60R15 88V 汽車空載時的總質(zhì)量（kg）:1165 ；汽車滿載時的總質(zhì)量（kg）:1600空、滿載時的軸荷分配（kg）前軸負荷空載：630 后軸負荷滿載：535前軸負荷空載：815 后軸負荷滿載：785最高車速（帶手動變速器）（km/h)：200制動器踏板自由行程(mm): 1-6 制動器最小踏板間隙（mm):602.2 要解決的問題（1）制動系統(tǒng)確保具有足夠的制動效能，工作可靠，保證汽車在制動的時候不喪失操縱性和方向性，并且操縱輕便，具有良好的隨動性。（2）通過搜集資料，了解國內(nèi)外（以前、現(xiàn)在）制動系統(tǒng)的技術(shù)原理、設(shè)計準則和應(yīng)用狀況，確保設(shè)計的制動系統(tǒng)符合國內(nèi)市場的應(yīng)用以及未來發(fā)展的趨勢。（3）具有創(chuàng)新性和實用性。2.3 研究方法確定設(shè)計方案確定設(shè)計參數(shù)制動系統(tǒng)設(shè)計與分析制動系統(tǒng)設(shè)計計算液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的計算制動性能分析用 CAD 軟件繪制零件工程圖撰寫設(shè)計說明書開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師： 年 月 日所在系審查意見：系主任： 年 月 日