7座MPV前輪液壓浮動嵌盤式制動器設(shè)計

1、7座mpv前輪液壓浮動嵌盤式制動器設(shè) 計趙連星黃銀花李迪淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院山東理工大學(xué) 交通與車輛工程學(xué)院摘要：汽車制動系統(tǒng)是汽車各個系統(tǒng)中最為重要的系統(tǒng)。如果制動系統(tǒng)失靈，那么結(jié)果 將是不可想象。整個制動過程實際上是把汽車的動能通過摩擦轉(zhuǎn)換為熱能并揮發(fā) 出去，當(dāng)制動器制動時，通過液壓裝置產(chǎn)生巨大制動力來使汽車停止下來。本文 主要以市場已經(jīng)上市的某款具體車輛作為參照車型，建立了制動器參數(shù)計算模 型，對液壓盤式制動器的進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，最后通過catia軟件完成制動器齊 個零部件的建模，并裝配成型，通過dmu運動機構(gòu)分析整個制動過程，實現(xiàn)整 個制動器的建模。關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng);液壓盤式

2、制動器;catia;作者簡介：趙連星(1987-)，男，山東棗莊人，碩士研究生，研究方向為車身 數(shù)字化設(shè)計與制造?；穑夯窗残畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院青年基金項目(ka170802)design of 7 mpv front wheel hydraulic floating disc brakezhao lian-xing huang yinhua li didepartment of automobile engineering, huaiancollege of informstion technology; school oftxnsportaonand/vehicle engineering,s

3、handong university of technology;abstract：automobile brake system is the most importa nt sys tein in every auto mobile system. if the braking system fails then the result will be unthinkable. the entire braking process is actually the car" s kinetic energy is converted to heat and volatile out

4、through friction. when the brake brakes, hydraulic devices have a huge braking force to make the car stop. in this paper, a specific vehicle which is already on the market is taken as a reference vehicle, a brake parameter calculation model is established, a parame trie design of the hydraulic disc

5、brake is carried out, and fin ally the compone nts of the brake are modeled and assembled by cat ta sof tware, analysis of the cntire braking process is analyzed through the dmu movement to achieve the entire brake modeling.keyword：brake system; floating disc brake; catia;0引言制動系統(tǒng)的性能一定要達(dá)到國家安全法規(guī)規(guī)定的范圍，

6、在汽車研究項目中，如 何高效、合理地設(shè)計出可靠的制動器，并且能對社會帶來一定的效益，是研究的 熱點之一，傳統(tǒng)設(shè)計方法的弊端是需要反復(fù)的修改，所以最大的問題是產(chǎn)品的 研發(fā)階段。近年來由軟件模擬制動因素對制動系統(tǒng)的影響，通過研究建模理論以 及優(yōu)化方法對制動系統(tǒng)的性能進(jìn)行論證的思路越來越受到重視，現(xiàn)實屮制動系 統(tǒng)的一些參數(shù)是實時變化的，很難去檢測，因此也就很難完成系統(tǒng)的評估過程。 利用軟件的仿真，能克服上面遇到的問題，通過對運動特性的仿真能夠推測出 實際系統(tǒng)的真實性能和可靠的參數(shù)。1盤式制動器參數(shù)計算模型建立1.1汽車主要參數(shù)輸入汽車類型:七座mpv滿載質(zhì)量m:1960kg 軸距 l :2750mm

7、質(zhì)心高度hg:700mm 質(zhì)心到前軸的距離a: 1250mm質(zhì)心到后軸的距離b: 1500mm軸荷分配:空載（前 ml/后 m2） :1069. 09/890. 91kg制動形式:液壓浮動鉗盤式車輪參數(shù):205/55/r16輪網(wǎng)直徑 d1 二 16*25. 4=406. 4mm車輪有效半徑 r二(205*0.55) + (16*25.4/2)二 157. 98mm1. 2盤式制動器制動主要參數(shù)計算1.2. 1制動盤直徑與厚度制動盤厚度會對制動盤的使用時間有一定的影響。因為整體質(zhì)量輕量化，同時又 考慮到溫度的變化，制動盤厚度應(yīng)適中最好。常見的制動盤有的是實心的，有的 是通風(fēng)孔道，這里米用的是通風(fēng)

8、式制動盤，厚度取26mm。制動盤的直徑通常選輪網(wǎng)直徑的70-79%,輪網(wǎng)直徑d1為16英寸所以d 二 75% *dl=3o4.8mm1. 2. 2前輪制動力矩設(shè)計確保車輛有較好的制動效能，制動力矩一定要合理確定，前、后制動力距的比 值：m, a +(pohg汁算出后輪制動器的最大制動力距m "2：其中q制動強度，r為車輪有效半徑。在這里,a (pa+ (© %)傳0.9所以jngiajh迸仝心l = 205241l82n.m經(jīng)過參數(shù)化模型計算求得整車參數(shù)如表1所示。2制動器的三維模型建立制動器零件設(shè)計主要是在catta零件設(shè)計模塊中設(shè)計，在自由曲面及創(chuàng)成式中 輔助設(shè)計完成的

9、，主要建模思路是“點-線面-體” o作為一項正向設(shè)計在確定 主要設(shè)計尺寸后，要兼顧零件的制作過程、零件的安裝位置及減少加工尺寸等要 求。cat1a提供草圖設(shè)計命令，零件的二維設(shè)計也主要是在草圖中實現(xiàn)的，零件 完成后要保證零件設(shè)計無尖角、無強制面等。為實現(xiàn)對立體圖形的完全控制，要 做到建模尺寸完整完全，杜絕欠約束和過約束，這樣位置信息與尺寸就能一一 對應(yīng)，在后期修改或更新數(shù)據(jù)時只需重新設(shè)定參數(shù)即可。例如制動盤的建模如圖 1,輸入制動盤的內(nèi)外徑及厚度來參數(shù)建模。表1參數(shù)表下載原表滿載m (kg) 軸距l(xiāng) (mm) 質(zhì)心咼hg(mm) 前軸距a (mm) 后軸距b(mm) 前輪載荷ml (kg) 后

10、輪載荷m2 (kg) 制動減速度j=0.6g 輪胎參數(shù)(mm) 輪網(wǎng)直徑di (mm) 車輪有效半徑r(mrn)制動盤直徑d (mm)制動盤厚度h (min)摩擦塊外徑r2 (mm)內(nèi)徑r1 (mm)摩擦塊有效半徑re (mm)摩擦襯塊面積a (左右兩塊)(mm2)摩擦系數(shù)f路而附著系數(shù)圖1制動器建模下載原圖圖2為制動器模型的爆炸圖，從圖中可以看出各零部件的結(jié)構(gòu)形狀。按照制動器 各零部件的位置關(guān)系，在裝配設(shè)計屮導(dǎo)入已經(jīng)建模完成的各零部件，以鉗體為 母體，按照制動支架一活塞一摩擦片一制動盤的順序進(jìn)行裝配。在裝配過程中， 首先固定母體制動鉗體，使用相合約束、接觸約束及距離約束將其他零部件逐一 裝入

11、到母體中實現(xiàn)整個制動器的裝配。圖3是制動器整體裝配圖。圖2制動器爆炸圖下載原圖片工幾何禺_i.-xy平而-f yz平而-i zx平面 零件幾何體圖3制動器裝配圖下載原圖3 dmu運動機構(gòu)分析把cat1a軟件中建立好的制動器模型以product文件的形式導(dǎo)入到dmu運動機構(gòu) 模塊中。模型導(dǎo)入后，就可以進(jìn)行運動結(jié)合的添加，通過分析整個制動過程可知 制動支架通過“固定零件”固定不動，制動鉗體帶動外側(cè)摩擦片通過“菱形結(jié) 合”，活塞帶動內(nèi)側(cè)摩擦片通過“菱形結(jié)合”相對導(dǎo)向銷和支承銷滑動。圖4 是盤式制動器添加所有運動結(jié)合后運動模擬圖，從圖屮可以看出各零部件z間 的運動關(guān)系。sw=: |wk1.1恰mtg劇

12、r wil 阿 g s®砸矗入怖改口 i s3£a"r>jrf 3 if圖4制動器運動關(guān)系圖下載原圖4結(jié)論本文以市場已上市目標(biāo)車作為標(biāo)桿車，通過catm軟件中的零件設(shè)計、創(chuàng)成式外 形設(shè)計、自由曲面三個模塊完成制動器各個零部件的建模，最后通過工程制圖模 塊完成圖紙制作，實現(xiàn)整個制動器的建模，并通過裝配設(shè)計裝配成型，建立了 制動器參數(shù)計算模型。最后通過dmu運動機構(gòu)分析整個制動過程，驗證了所建立 的參數(shù)模型的正確性，通過該模型可以在輸入整車參數(shù)后直接得到制動器的相 關(guān)參數(shù)，構(gòu)建了一個盤式制動器參數(shù)化工藝設(shè)計系統(tǒng)，對提高制動器的設(shè)計工 藝水平和縮短研發(fā)時間有重要的

13、意義。參考文獻(xiàn)1 孫蛟，黃宗益，李興華鉗盤式和片式制動器設(shè)計計算j 筑路機械與施工 機械化，2005, 22 (7) :36-3&2 鮑久圣，盤式制動器摩擦學(xué)性能測試與智能預(yù)測技術(shù)m北京:科學(xué)出版社， 2015, 03.3 韓媛盤式制動器的制動效能分析j 科技資訊，2009 (29) : 63-64.4 l. eichhorn, d. corinchock.汽車制動系統(tǒng)m.葉淑貞,等，譯.北京機械 工業(yè)岀版社，199& &5 張秋芹淺談僑車浮鉗盤式制動器j科技致富向?qū)В?012, 15 (5) :174.6 葛振亮，吳永根，袁春靜汽車盤式制動器的研究進(jìn)展j公路與汽運，

14、2006 (1)7 陳效華，昌慶鈴，余劍飛一種新的制動器參數(shù)化設(shè)計方法m機械設(shè)計與 制造工程，2001.8 李尹熙主汽車設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)資料手冊(非金屬篇)m天津:天津科學(xué)技術(shù)出版 社.9 james d. haldermen, chase d. hittchell, jr. automotive chassis systein, second edition. upper saddle rive, new jersty;columbus, ohio,u.s. a:pre ntice hall, 2000.10 rudolf limpert. brake designand safety (second edition) . wairendale, pa, usa:sae, inc, 1999.11 rudolf limpert. brakedesign and safety. warrendale, pa15096, usa:sae, inc, 192212 al lar)beichb, georg t ni