丰田花冠轿车制动系统设计与分析【鼓式制动器】开题报告

开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述一选题的研究意义汽车制动系统是汽车行驶的一个重要主动安全系统，其性能的好坏对汽车行驶安全有着至关重要的影响。随着汽车的行驶速度和路面复杂程度的提高，更加需要高性能，寿命长的制动器 1。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。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关健装置，是汽车上最重要的安全件。本次毕业设计题目为丰田花冠轿车制动系统设计。制动器是汽车制动系统中真正使汽车停止的部件。大多数现代汽车的前轮上都装有盘式制动器，甚至有些汽车四个车轮上都装有盘式制动器，而鼓式制动器多用在商用车上 2。盘鼓一体式制动器结合了盘式和鼓式制动器的特点，结构尺寸紧凑，目前在丰田的部分车型和荣威等车型上安装，能够起到制动效能增强的作用 3。通过该制动总成的设计，使学生加强对汽车总成结构、功能等方面的深入认识，同时，锻炼独立分析问题和解决问题的能力。二 发 展 现 状随着车辆安全性的日益提高,车辆制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动,到后来的鼓式、盘式制动器,再到机械式 ABS 制动系统,紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子 ABS 制动系统、数字式电控 ABS 制动系统等等 4。从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器 4 个组成部分的发展历程来看，都不同程度地实现了电子化 5。人作为控制能源，启动制动系统，发出制动企图；制动能源来自储存在蓄电池或其它供能装置；采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元(ECU)进行制动系统的整体控制。这是自从 ABS 在汽车上得到广泛应用以来制动系统又一次飞跃式发展 6。工业制动器行业的下游行业主要为起重运输机械、冶金设备、矿山设备、建筑工程机械、风电及核电设备、船舶及海上重工等装备制造业，受益于这些产业的振兴与发展，工业制动器行业将迎来又一轮持续、健康的发展机遇。根据2013-2017 年中国工业制动器行业发展前景预测与转型升级分析报告的预计，中国工业制动器行业在未来几年内仍将保持 10%-20%的年增长率 7。根据中国“十二五”发展规范纲要中关于推动重点领域跨越发展的相关部署，高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业依然将是中国大力发展的重点领域。国家对装备制造业的规范，将有利推动中国制动器行业的发展 8。另外，由于 2011 年经济继续保持稳定增长，前瞻网预计 2011 年中国的 GDP 将为 9.5%，汽车产销情况有望继续获得较大增幅；2011 年全国汽车市场总需求有望达到 2000 万辆。综合判断，2011年中国汽车销量增速为 10%-15%，这将带动制动器行业需求市场的发展。据预计，中国制动器行业市场规模在未来 5 年内，仍将保持 15%-25%的年增长率 9。随着装备制造业的振兴和发展，国产制动器的产量也有明显增加，制动器行业的销售收入同步增长；由于受制于起步晚、技术基础薄弱以及资本投资有限，中国制动器产品以低端产品为主，业内少数领先企业坚持自主创新，加大研发投入，正在向科技含量较高的中、高端产品方向发展，制动器中、高端产品的市场份额逐渐增加，中、高端制动器企业的利润率呈上升趋势；而低端产品生产企业则因厂商众多，竞争激烈，价格呈下降趋势，同时钢材等主要原材料价格有所波动，其利润增长速度趋缓 10。三相关理论1. 概述制动器（brake staff）是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的装置 11。它是使机械中的运动件停止或减速的机械零件 12。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。制动器分为工业制动器和汽车制动器两类。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置，它对重载汽车的驾驶员有着很好的保驾护航的作用。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备（如矿井提升机、电梯等）则应装在靠近设备工作部分的低速轴上 13。2. 结构形式制动器因现代工业机械的发展而出现多种新的结构型式，其中钳盘式制动器、磁粉制动器以及电磁制动器的应用最为广泛 14。具体分类如下：1、 摩擦式制动器，它可分为盘式制动器、外抱块式制动器、内胀蹄式制动器、带式制动器、综合带式制动器、双蹄式制动器、多蹄式制动器、简单带式制动器、单盘式制动器、多盘式制动器、固定钳式制动器、浮动式制动器等 15。2、 非摩擦式制动器，它可分为磁粉制动器、磁涡流制动器、水涡流制动器等。3.工作原理制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势 16。可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸，用油管 5 与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞 3 可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵 17。当驾驶员踏下制动踏板，使活塞压缩制动液时，轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓，使制动鼓减小转动速度，或保持不动。四本课题研究的内容本设计采用的是丰田轿车制动系统的制动器，制动器选用采用盘鼓一体式制动器。（1） 熟悉制动系统的组成及工作原理，根据给定的参数，制定出制动系统的结构方案，并分析制动效能。（2 ）确定及计算制动系统的主要设计参数，对该制动系统的主要零部件进行强度校核。 （3） 应用二维、三维软件绘制出该制动系统零部件工程图。 参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社, 2001:107-1182 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社 ,2000:23-543 陈家瑞.汽车构造M.2 版.北京：人民交通出版社 ,2004:77-1094 刘惟信.汽车制动系统的结构分析与设计计算J.2004，3（4）:251-2535 过学讯.汽车设计M.北京：人民交通出版社,2008:108-1096 郭新华.汽车构造M.北京：高等教育出版社，2008:323-3467 王望予.汽车设计M.2 版.北京：机械工业出版社,2004:221-2278 张洪欣.汽车设计M.北京：机械工业出版社,200;12-179 王振军.汽车典型结构图册M. 北京：人民交通出版社,2008:28-3110 陈铁鸣.机械设计课程设计M.4 版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010:76-8311 张景田.画法几何及机械制图M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005:122-15612 王国权.汽车设计指导书M. 北京：机械工业出版社 ,2009:98-9913 粟利萍.汽车实用英语M.北京：电子工业出版社，2005:43-4714.丰田花冠轿车使用与维护手册J.2002,2(3):121-12215.丰田花冠轿车使用与维护手册J.2002,1(3):12-1416 Rudolf Limpert. BRAKE DESIGN and SAFETY. Warrendale, PA 15096,USA: SAE,Inc. ,2001,(2):20-2717John Fenton . Hand Book of Vehicle Design Analysis. Warrendale ,PA，USA：Society of Autmotuve EngineersInc. 2000,(5):12-18 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 本设计要研究的内容(1) 熟悉制动系统的组成及工作原理，根据给定的参数，制定出制动系统的结构方案，并分析制动效能。(2)确定及计算制动系统的主要设计参数，对该制动系统的主要零部件进行强度校核。(3)应用二维、三维软件绘制出该制动系统零部件工程图。原始数据：轮胎型号：195/60R15 88V 汽车空载时的总质量（kg）:1165 ；汽车满载时的总质量（kg）:1600空、满载时的轴荷分配（kg）前轴负荷空载：630 后轴负荷满载：535前轴负荷空载：815 后轴负荷满载：785最高车速（带手动变速器）（km/h)：200制动器踏板自由行程(mm): 1-6 制动器最小踏板间隙（mm):602.2 要解决的问题（1）制动系统确保具有足够的制动效能，工作可靠，保证汽车在制动的时候不丧失操纵性和方向性，并且操纵轻便，具有良好的随动性。（2）通过搜集资料，了解国内外（以前、现在）制动系统的技术原理、设计准则和应用状况，确保设计的制动系统符合国内市场的应用以及未来发展的趋势。（3）具有创新性和实用性。2.3 研究方法确定设计方案确定设计参数制动系统设计与分析制动系统设计计算液压制动驱动机构的计算制动性能分析用 CAD 软件绘制零件工程图撰写设计说明书开 题 报 告指导教师意见：指导教师： 年 月 日所在系审查意见：系主任： 年 月 日