家用轎車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述

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一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域 汽車(chē)部件設(shè)計(jì) 2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 鼓式制動(dòng)器是利用摩擦力實(shí)現(xiàn)駐車(chē)或使行駛中的汽車(chē)減速、停車(chē)的裝置,由于制動(dòng)效能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,在汽車(chē)上得到廣泛的使用。雖然制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是其工作環(huán)境復(fù)雜,制動(dòng)過(guò)程中伴隨摩擦接觸和機(jī)械振動(dòng),涉及多體動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)和接觸力學(xué)等多種理論。基于以上原因,對(duì)鼓式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程的研究,尤其是如何提高制動(dòng)性能的研究,有很好的應(yīng)用價(jià)值。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是車(chē)輛系統(tǒng)中的重要組成部分，從汽車(chē)誕生起，就一直是人們關(guān)注和不斷完善的結(jié)構(gòu)。鼓式制動(dòng)器因其結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠，制動(dòng)功率大且便于安裝駐車(chē)裝置等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于中、重型載貨汽車(chē)和客車(chē)的前、后輪以及轎車(chē)后輪的制動(dòng)。相對(duì)于國(guó)外對(duì)于制動(dòng)器的研究來(lái)講，我們國(guó)家的研究起步較晚，而隨著國(guó)家的不斷重視和加大投入，國(guó)內(nèi)對(duì)于制動(dòng)器的研究也正在逐漸開(kāi)始向著結(jié)構(gòu)改進(jìn)和熱分析方向過(guò)渡。 為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)，克服其主要缺點(diǎn)，研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中，特別是對(duì)鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究。這些研究工作的重點(diǎn)是制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性等的影響，研究取得了一些重要的成果，一定程度上提高了制動(dòng)器的性能，使得現(xiàn)代鼓式制動(dòng)器應(yīng)用有著極好的前景。 10 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 本畢設(shè)對(duì)捷達(dá)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核，并利用計(jì)算機(jī)繪制相關(guān)零部件的圖形。 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1）制定出轎車(chē)鼓式制動(dòng)器的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行評(píng)價(jià)； （2）對(duì)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器方案中具體部件進(jìn)行理論計(jì)算和校核； （3）根據(jù)計(jì)算和校核結(jié)果對(duì)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪圖； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，將對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)具有更深入的認(rèn)識(shí)，掌握汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)過(guò)程， 并能熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能夠?qū)⑺鶎W(xué)專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際， 更為今后的工作積累更多的理論知識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。預(yù)期提交以下成果： （1）捷達(dá)轎車(chē)鼓式制動(dòng)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；繪制兩張 A0 的設(shè)計(jì)圖紙，并用三維軟件繪制三維圖； （2）書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； （3）翻譯一篇與轎車(chē)鼓式制動(dòng)器相關(guān)的外文文獻(xiàn)，不少于 2000 字。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； （1）首先翻閱各種資料，了解本設(shè)計(jì)的意義，研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； （2）完成開(kāi)題報(bào)告； （3）鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式選擇； （4）鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定 （5）利用三維軟件繪圖； （6）撰寫(xiě)論文 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：明確設(shè)計(jì)主要任務(wù)和內(nèi)容 第 2 周：查閱相關(guān)資料 第 3 周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 第 4 周：完成畢設(shè)開(kāi)題報(bào)告 第 5 周：擬定轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 第 6 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 7 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 8 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器主要部件校核 第 9 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器圖紙繪制 第 10 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器圖紙繪制 第 11 周：轎車(chē)鼓式制動(dòng)器裝配圖繪制 第 12 周：與轎車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)相關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯 第 13 周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文 第 14 周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 第 15 周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]王吉忠，郭非，丁春雷. 某型鼓式制動(dòng)器底板有限元結(jié)構(gòu)分析[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(05): 59-61. 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Journal of Sound and vibra-tion,2014,240(5):789-808. 附：文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是車(chē)輛系統(tǒng)中的重要組成部分，從汽車(chē)誕生起，就一直是人們關(guān)注和不斷完善的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有：機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣液綜合式，且基本都是采用摩擦制動(dòng)，以達(dá)到車(chē)輛停止或減速的目的，因此，均可稱為摩擦制動(dòng)器。摩擦制動(dòng)器一般可分為鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器兩種，都是由固定元件和旋轉(zhuǎn)元件組成，只是兩種元件的外形不同，鼓式制動(dòng)器因其結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠，制動(dòng)功率大且便于安裝駐車(chē)裝置等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中、重型載貨汽車(chē)和客車(chē)的前、后輪以及轎車(chē)后輪的制動(dòng)。鼓式制動(dòng)器有內(nèi)張型和外束型兩種。前者的制動(dòng)鼓以內(nèi)圓柱面為工作表面，在汽車(chē)上應(yīng)用廣泛；后者制動(dòng)鼓的工作表面則是外圓柱面，目前只有極少數(shù)汽車(chē)用作駐車(chē)制動(dòng)器。內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器都采用帶摩擦片的制動(dòng)蹄作為固定元件。位于制動(dòng)鼓內(nèi)部的制動(dòng)蹄在一端承受促動(dòng)力時(shí)，可繞其另一端的支點(diǎn)向外旋轉(zhuǎn)，壓靠到制動(dòng)鼓內(nèi)圓面上，產(chǎn)生摩擦力矩。以液壓制動(dòng)輪趕作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為輪紅式制動(dòng)器，以凸輪作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為凸輪制動(dòng)器， 以楔作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置的制動(dòng)器稱為模形制動(dòng)器。外張方向與制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)向相同的制動(dòng)蹄稱為領(lǐng)蹄，張開(kāi)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)蹄稱為從蹄。按制動(dòng)蹄分類，鼓式制動(dòng)器可分為領(lǐng)從蹄制動(dòng)器、單向雙領(lǐng)蹄制動(dòng)蹄和雙向雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器、雙從蹄制動(dòng)器、單向自增力式制動(dòng)器、雙向自增力式制動(dòng)器等。鼓式制動(dòng)器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于其工作環(huán)境復(fù)雜、制動(dòng)過(guò)程中伴隨摩擦接觸和機(jī)械振動(dòng)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布復(fù)雜。因此對(duì)制鼓式動(dòng)器的研究涉及多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、材料學(xué)等。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀： 國(guó)內(nèi)鼓式制動(dòng)器從的 50 年代到 80 年代在國(guó)內(nèi)無(wú)重大發(fā)展,一直使用內(nèi)漲鼓式制動(dòng)器內(nèi)漲鼓式制動(dòng)器這種制動(dòng)器由一個(gè)制動(dòng)鼓、兩塊弧形摩擦片、工作油缸(空氣制動(dòng)中用凸輪)及彈簧等組成.摩擦面是制動(dòng)鼓的內(nèi)表面.它被廣泛的應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)的各種車(chē)輛上,是 80 年代以前國(guó)產(chǎn)汽車(chē)使用的主要制動(dòng)器,有多種形式如:雙向單領(lǐng)蹄、單向雙領(lǐng)蹄、雙向雙領(lǐng)蹄等。制動(dòng)中起主導(dǎo)作用能提高制動(dòng)效率的制動(dòng)蹄稱領(lǐng)蹄,它與車(chē)輪的轉(zhuǎn)向有關(guān)。正常行駛中的領(lǐng)蹄倒車(chē)中變?yōu)閺奶?所以單向雙領(lǐng)蹄的結(jié)構(gòu)不能用作后輪制動(dòng)器。雖然這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也能滿足需要,但由于構(gòu)造原因,散熱問(wèn)題一直解決不好;而且它的輸出力是非線性的,有增力作用;這就使剎車(chē)的平順性解決不 了。所以盤(pán)式制動(dòng)器已成了鼓式制動(dòng)器的換代產(chǎn)品。我國(guó)只在 80 年代后期引進(jìn)的車(chē)型上有應(yīng)用,如桑塔那、奧迪等.而且還需要整套進(jìn)口,我們國(guó)內(nèi)還不能生產(chǎn)。80 年代中期以后，汽車(chē)工業(yè)向高速度、高效率、節(jié)能、輕量化方向發(fā)展，制動(dòng)系統(tǒng)也得到了不斷的完善。汽車(chē)普遍采用前盤(pán)后鼓式制動(dòng)器，在車(chē)輛中鼓式制動(dòng)器得到了更廣泛的應(yīng)用。普遍旳鼓式制動(dòng)器仍然存在著制動(dòng)效能不穩(wěn)定、摩擦副壓力分布不均勻等缺點(diǎn)， 因此現(xiàn)在國(guó)難日研究方向針對(duì)于易于發(fā)生熱衰退、水衰退和機(jī)械衰退等問(wèn)題。對(duì)制動(dòng)效能的深入研究，對(duì)提高制動(dòng)器性能有重要意義。寧曉斌等應(yīng)用仿真軟件，建立了汽車(chē)鼓式制動(dòng)器仿真模型，并計(jì)算出制動(dòng)器效能因數(shù)。針對(duì)摩擦襯片壓力分布不均勾的問(wèn)題，呂振華等分析其變化特性，采用新的評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)各種型式的鼓式制動(dòng)器， 并提出制動(dòng)蹄分為兩部分的結(jié)構(gòu)型式可顯著提高制動(dòng)效能。所以，為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)，克服其主要缺點(diǎn)，研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中。 國(guó)外研究現(xiàn)狀： 在過(guò)去的100 年間,國(guó)外汽車(chē)鼓式制動(dòng)器的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下過(guò)程:從原始的機(jī)械裝置過(guò)渡到拉索鼓式制動(dòng)器和桿件鼓式制動(dòng)器,從最初是將制動(dòng)器安裝在后輪發(fā)展到全輪使用制動(dòng)器,繼而又出現(xiàn)了采用液壓系統(tǒng)和帶真空加力器的制動(dòng)器以及帶有電控的鼓式制動(dòng)器。早期的機(jī)械制動(dòng)界時(shí)代最早的制動(dòng)器,很有可能是安裝在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。1902 年的“奧茲莫比爾”R 型車(chē)裝有外接觸的帶式制動(dòng)器。一些早期的轎車(chē)裝有控制后輪的機(jī)械嚙合制動(dòng)器。福特公司 1908 一 1927 年間制造的 T 型車(chē)、1903 年的 A 型車(chē)裝用過(guò)一種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器。、但隨著車(chē)輛的功率、重量、最高車(chē)速及道路安全間題的增多,復(fù)式、半圓形及內(nèi)張鼓式制動(dòng)器這樣一些更為先進(jìn)的機(jī)械式車(chē)輪制動(dòng)器問(wèn)世。鼓式制動(dòng)器最初被用于后車(chē)輪,后逐漸普及到四輪。福特公司 1928 年 A 型車(chē)的四輪均裝有機(jī)械鼓式制動(dòng)器。通用汽車(chē)公司 1924 一 1925 年間生產(chǎn)的各型車(chē)均采用四輪機(jī)械鼓式制動(dòng)器。機(jī)械鼓式制動(dòng)器的另一重要發(fā)展是自增力雙自緊制動(dòng)蹄片技術(shù)方案的出現(xiàn)。但這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且成本高。隨著汽車(chē)自重的增加,助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)已顯得十分必要。1932 年生產(chǎn)的重量為 286Okg 的凱迪拉克 V16 車(chē)四輪均采用直徑 419,1mm 的鼓式制動(dòng)器,并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于 1932 年推出 V12 轎車(chē),該車(chē)采用通過(guò)四根軟索控制真空加力器的鼓式制動(dòng)器。液壓制動(dòng)霖時(shí)代液壓制動(dòng)器是繼機(jī)械制動(dòng)器后的又一重大革新。DuesenbergEight 車(chē)率先使用了轎車(chē)液壓制動(dòng)器。以“克萊斯勒”為商標(biāo)的四輪液壓制動(dòng)器于 1924 年 問(wèn)世。通用和福特分別于 1934 年和 1939 年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。但直到 50 一 60 年代,液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。盤(pán)式制動(dòng)界盤(pán)式制動(dòng)器的出現(xiàn)使美國(guó)汽車(chē)在制動(dòng)性能方面有了量的飛躍。與鼓式制動(dòng)器相比,盤(pán)式制動(dòng)器具有如下特點(diǎn):良好的停車(chē)性能; 扭矩輸出高,且結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小;較高的抗熱衰退性;較佳的抗?jié)裥?可自動(dòng)擦干); 自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙功能(無(wú)需定期進(jìn)行機(jī)械間隙調(diào)整)。1965 年,批量生產(chǎn)的福特雷鳥(niǎo)與林肯大陸兩車(chē)均采用了 Kelsey 一 Hayes 前輪盤(pán)式制動(dòng)器。雪佛萊克爾維特車(chē)使用了 4 輪盤(pán)式制動(dòng)器。此后,盤(pán)式制動(dòng)器開(kāi)始流行。而鼓式制動(dòng)器已從早期的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)分析階段逐步過(guò)渡到熱學(xué)和熱彈耦合階段。早在 1954 年， H.Hasselgruber 在忽略物體熱變形的影響的假設(shè)前提下，對(duì)制動(dòng)器熱應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行了研究，粗略的估算了熱應(yīng)力的分布規(guī)律。美國(guó)賽耶工程學(xué)院 Kennedy、Ling 在 1974 年第一次將熱彈有限元方法應(yīng)用在制動(dòng)器的磨損、摩擦仿真模擬中。此后又有 Watson Daniel Pantusoa、JM. LEE、D. Severin、D. C. Barton 等都利用有限元分析模型對(duì)制動(dòng)器的磨損、噪音和熱彈性耦合等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，這些研究使得提高鼓式制動(dòng)器性能有了可行性。 發(fā)展趨勢(shì) 為了發(fā)揮鼓式制動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)，克服其主要缺點(diǎn)，研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直都在進(jìn)行中，特別是對(duì)鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究。這些研究工作的重點(diǎn)是制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)效能及其穩(wěn)定性等的影響，研究取得了一些重要的成果，也得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，一定程度上提高了制動(dòng)器的性能。現(xiàn)由本科所學(xué)知識(shí)，對(duì)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。