___ 学院本科本科毕业设计开题报告题目鼓式制动器的设计及分析^p 学生姓名 ___ 学号 ____ 所在学院 机械工程学院专业班级 ____ 指导教师 __ 20__ 年 4 月 3 日
题目鼓式制动器的设计及分析^p 一、选题的目的及研究意义
（1）选
题目的近年来，随着生活水平的提高，汽车成了人们出行的主要交通工具，行车安全也成为人们所关注的重要问题。而制动系统则是行车过程中的驾驶员安全一个重要保障。它的主要作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。因此汽车上必须装设一系列专门装置以便驾驶员能根据道路和交通等情况，使外界（主要是路面）对汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。鼓式制动器的设计研究目的是通过对汽车制动过程的有效控制来提高车辆的制动性能、操纵稳定性和热稳定性，改善鼓式制动器制动力与输入力不成比例的问题，提高汽车的安全性能。
（2）选题的研究意义随着人们对行车安全的日益关注，制动系统也成为
了人们评价汽车的重要指标。制动性能好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。鼓式制动器的研究意义在于改进制动系机构、改善制约其性能的突出问题，使其性能和优势得到更大的提升，为驾驶员的安全提供更大的保障。
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等（1）研究现状长期以来，为了充分发挥鼓式制动器的重要优势，对鼓式制动器工作过程和性能计算分析^p 方法的研究受到高度重视。这些研究工作的重点在于制动器结构和实际使用因素等对制动器的效能及其稳定性等的影响，取得了一些
重要的研究成果得到了一些比较可行、有效的改进措施，制动器的性能也有了一定程度的提高。
1978 年，Brian Ingram 等提出一种蹄平动的鼓式制动器形式；这种制动器的制动蹄因为受到滑槽的限制，只能平动不能转动，因此没有增势效应，也没有减势效应，与盘式制动器类似，理论上制动效能和摩擦系数的关系是线性的，制动稳定性较好，同时，可以有效地防止传统鼓式制动器普遍的摩擦片偏磨现象，但制动效能因数较低。
1999 年提出一种四蹄八片（块）式制动器，通过对结构参数合理匹配设计，制动效能因数有一定地提高，同时制动效能_因数对摩擦系数的敏感性也可以有适当地改善，这就在一定程度上改善了制动效能的稳定性。20_ 年，提出一种具有多自由度联动蹄的新型蹄－鼓式制动器，该型式的制动器使得制动效能因数及其稳定性得到显著提高；摩擦副间压力分布趋于均匀，可保证摩擦副间接触状态的稳定，并延长摩擦片使用寿命；性能参数可设计性强，可根据对制动效能的需要，较灵活地进行制动器设计。
近年来则出现了一些全新的制动器结构形式，如磁粉制动器、湿式多盘制动器、电力液压制动臂型盘式制动器、湿式盘式弹簧制动器等。对于关键磁性介质磁粉，选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性好的军工磁粉；磁毂组件选用了超级电工纯铁 DT4，保证了空转力矩小、重复控制精度高的性能要求；在热容量和散热等方面，采用了双侧带散热风扇，设计了散热风道等，使得该技术有着极好的应用前景。
尽管对蹄－鼓式制动器的设计研究取得了一定的成绩，但是对传统蹄－鼓式制动器的设计
仍然有着不可替代的基础性和研发性作用，也可为后续设计提供理论参考。
（2）发展趋势随着汽车安全性的日益提高，人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统再加入大量电子控制后，结构和管路布置也越累越复杂加大液压回路泄露的隐患，同时装配和
维修的难度也越来越大。因此结构相对简单、功能集成可靠的电控机械制动系统也受到人们的青睐。
全电制动控制不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或者压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。因此全电控制动系统将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降，将成为未来汽车制动的主要发展方向。
（3）研究方法
①通过市场调查，进行研究分析^p ，对现有鼓式制动器做小范围的升级改进，对制动器的稳定性能做出相对的分析^p ，提出结构参数配比方案，并进行验证；
②对现有车系车辆的系数作分析^p ，根据已知的数据，提出符合规格的制动器设计方案，然后进行验证，确定所设计制动器的可行性及实用性。
（4）应用领域在摩擦式制动器中，鼓式制动器的应用有利于提高汽车在制动过程中的转向操纵性和方向稳定性，缩短制动距离，降低成本且机构简单，目前广泛用于轿车，轻型货车和商用车的后轮制动系。
三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计
（实验）方案进行说明（论文要写出相应的写作提纲）1、本课题要解决的问题（1）制动力稳定性差，不易于掌控；
（2）由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量；
（3）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；
（4）制动盘易被污染和锈蚀；
（5）当用作后轮制动器时不易加装驻车制动机构。
2、解决问题的思路（1）对于关键磁性介质磁粉，选用了抗氧化性强、耐磨、耐高温、流动性好的军工磁粉；
（2）磁毂组件选用了超级电工纯铁 DT4，保证了空转力矩小、重复控制精度高的性能要求；
（3）在热容量和散热等方面，采用了双侧带散热风扇，设计了散热通道；
（4）通过对结构参数合理匹配设计，使制动效能因数有一定地提高，同时制动效能因数对摩擦系数的敏感性也可以有适当地改善，这就在一定程度上改善了制动效能的稳定性。
3、技术路线在设计过程中，以实际产品为基础，根据我国工厂目前进行制动器新产品开发的一般程序，并结合理论设计的要求，首先根据给定车型的整车参数和技术要求，确定制动器的结构形式及制动器主要参数，然后计算制动器的制动力矩、制动蹄上的压力分布、蹄片变形规律、制动效能因数、制动减速度、耐磨损特性、制动温升等，并在此基础上进行制动器主要零部件的结构设计。最后，对尺寸数据进行校核，再确认数据无误后利用 AutoCAD 应用软件进行实际的绘图和设计。最后对刹车片进行有限元分析^p 。
四、检索与本课题有关【参考文献】：^p 资料的简要说明 [1] 唐宇民.汽车转向制动系设计.机械工业出版社 1981 在这个文献中，了解了汽车转向制动系的工作原理及设计步骤。
[2] E.Schelkle.
刹车蹄块Automotive Development Adapting to Changing Times MCAE-a Contribution to Simultaneous Engineering [J].
Proceedings of __V FISITA Congress.
1994 汽车对时代变化所出的贡献，在社会发展中所处的地位在本文中有了具体的诠释。了解了汽车产业发展的整个过程以及对当代以及未来的发展预测。
[3] 王望予.汽车设计[M].北京.：机械工业出版社，20__4 对鼓式制动器的结构及工作原理过程有了系统的认识。
[4] 汽车手册编辑委员会.汽车工程手册设计篇[M].北京：人民交通出版社，20__1 查阅鼓式制动器设计中应注意的一些数据。
[5] 陈家瑞.汽车构造（下册).北京：机械工业出版社，20__1 了解了鼓式制动器的结构和工作原理。
[6] 孟少农.汽车设计方法论.机械工业出版社，1992 了解汽车设计过程的方法和步骤。
[7] 刘惟信.机械最优化设计.清华大学出版社，1989：40～52 了解一些
优化设计的方案和方法以及思路。
[8]刘惟信.汽车制动系的结构分析^p 与设计计算.清华大学出版社.20__4 明确汽车制动系设计的步骤及参数选择。
[9].方泳龙.
汽车制动理论与设计.国防工业出版社.20__5 了解汽车制动的原理及设计
原则和方法。
[10] Kumar A, Gupta V P.
innovative planning and monitoring improves production form an
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spe 80488, 20__3.
了解了国外的对产品形式的创新的方向。
[11] ] Kennedy Jr FE.Surface Temperatures in Sliding Systema Finite Element Analysis.
J.Lubrication Technology Transactions of the ASME .
1974 了解了鼓式制动器结构力学及温度场分析^p 。
[12]李俊玲，罗永革.Automotive Engineering English.北京：机械工业出
版社，20__5 参考一些专业名词理解英文文献。
[13]肖银玲.机械制图.高等教育出版社.20__6 参考一些零件图及装配图的制
图要求及技术要求。
五、毕业设计进程安排 1、第 1~2 周(20__/3/5~20__/3/20) 查阅、
搜集资料，书写开题报告；
2、第 3~4 周(20__/3/21~20__/4/4) 鼓式制动器的基本方案确定；
3、第 5~7 周（20__/4/5~20__/4/24）主要参数及结构计算；
4、第 8~10 周（20__/4/25~20__/5/16) 装配图及零件图的绘制；
5、第 11~13 周(20__/5/17~20__/6/5) 对刹车片进行有限元分析
^p ，分析^p 其温度场分布；
6、第 14~15 周(20__/6/6~20__/6/20) 撰写设计说明书；准备并答辩。
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