摘 要

由于现在的各个领域的发展都十分迅速，汽车的发展也慢慢趋向高智能化、高度集成电子化、高速信息化的方向。电子驻车制动系统凭借其结构简单且节省空间，工作十分安全可靠，操作舒适，使用方便等优点，在逐渐取代传统的具有手刹机构的驻车制动系统。本文的设计是针对在一个地下管网系统的环境中工作的无人驾驶电动工程车，设计其驻车制动系统。

本文基于无人驾驶电动工程车的工作环境与工作需求，在查阅了国内外驻车制动系统的发展现状和未来的发展前景，决定采用电子机械式驻车制动方案，并设计出了几个能解决如何取代手刹机构的方案，最后综合分析考虑选出最优方案。并对其进行分析设计以及夹紧力、制动力的计算校核。然后使用CATIA软件对电子机械式驻车制动系统的执行机构进行三维建模设计，再将制动器的零部件的CATIA模型通过到ANSYS软件的分析，分析其的模态情况，根据分析结果修改相关参数。最后确定本次设计的电子机械式驻车制动系统所产生的制动夹紧力满足相关要求，制动器尺寸满足设计要求，即设计的电子机械式驻车制动系统工作安全可靠，能满足国家标准，也能满足设计背景要求。

关键词：电子机械式驻车制动系统；盘式制动器；执行机构；CATIA三维建模；有限元分析；

Abstract

With the rapid development of science and technology nowadays, the development of automobiles is becoming more and more intelligent, electronic and intelligent. The Electrical Parking Brake (EPB), by virtue of its simple structure and space saving, safe and reliable operation, the advantages of comfortable and convenient operation, but also gradually replace the traditional man-made mechanical parking brake system. This paper is designed for an unmanned electric vehicle that operates in an underground pipe network system and designs its parking brake system.

Based on the working environment and working demand of unmanned electric vehicle, the development status and future development of parking system at home and abroad are reviewed. It is decided to adopt the electronic mechanical parking brake system and designed a few Set of implementing agencies, the final comprehensive analysis to consider the selection of the best program. And its analysis and design, as well as clamping force, braking force calculation check. Then, the CATIA model is imported into the ANSYS software to carry out the modal analysis, and the relevant parameters are modified according to the analysis result. The CATIA model is used to simulate the electronic brake system. And finally to determine the design of the electronic mechanical parking brake system produced by the brake clamping force to meet the relevant requirements, the brake size to meet the design requirements, that is, the design of electronic mechanical parking brake system safe and reliable, to meet the national Standards, but also to meet the design background requirements.

Key Words：Electro-Mechanical Parking Brake system; Implementing agency; Disc brakes ; CATIA 3D modeling; The finite element analysis;

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.1.1传统驻车制动系统概述 1

1.1.2电子驻车制动系统概述 2

1.2 国内外的研究现状 3

1.3本文研究内容及方法 4

第2章 电子驻车制动系统总体设计 5

2.1电子驻车制动系统的基本要求 5

2.2电子驻车制动系统执行机构选型 5

2.2.1电机选型 6

2.2.2减速增矩装置选型 6

2.2.3运动转换装置选型 7

2.3电子驻车制动系统执行机构的参数设计计算 8

2.3.1直流电机参数 8

2.3.2减速增矩装置 8

第3章 电子驻车制动系统制动器的设计及研究 10

3.1盘式制动器主要参数选定 10

3.2盘式制动器的设计计算 10

3.2.1摩擦衬块的磨损特性的计算 10

3.2.2制动器的热容量和温升校核计算 12

3.2.3盘式制动器制动力矩的计算 12

3.2.4驻车制动的计算 13

第4章 电子驻车制动系统的制动器的CATIA模型建立及零部件有限元分析 15

4.1盘式制动器的CATIA三维模型的建立 15

4.1.1对盘式制动器进行三维建模的目的及过程 15

4.1.2盘式制动器的CATIA三维模型 15

4.2盘式制动器的零部件有限元分析 16

4.2.1制动盘的模态分析 17

4.2.2制动摩擦块的模态分析 18

4.2.3制动钳体的模态分析 19

4.3制动盘的机构模态结果分析 19

第5章 总结和展望 20

5.1设计工作总结 20

5.2工作展望 20

参考文献 21

附 录 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.1.1传统驻车制动系统概述

传统的驻车制动系统具有一个手刹机构，而这个手刹机构需要占用一定的空间，并且需要驾驶员对其施加一定大小的力，所以它的缺点是显而易见的，占用了较多空间并且操作不方便。传统的驻车制动系统的制动器有两种，一种是在车轮旁边的制动器，通过对车轮施加作用力来达到使车辆能在路面上稳定驻车，并且也要保证车辆在驻车之后不发生车辆往后溜滑；第二种是在中央轴的制动器，实现的目的和第一种制动器是一样的，只是第二种是对车辆的传动轴施加作用力。而且驻车制动系统还具有一个十分重要的功能，那就是当发生紧急状况的时候，仅仅使用行车制动不能迅速地将车辆停下来，这时候可以同时使用驻车制动来进行紧急制动，达到让汽车能在极短时间内停下来，避免发生安全事故。一般来说，驻车制动系统需要具有以下几个装置：控制制动的装置、为制动过程提供能量的装置、传动动力的装置以及制动器。

在制动系统之中，制动器的作用是通过产生制动力来使汽车在行驶状态下停止下来或者是让汽车在静止状态下不发生滑动。而驻车制动系统就是使汽车能在路面上或者是在坡道上能保持静止状态不动。现如今一般的制动器大多数都是通过制动器中的固定部件对旋转部件来施加制动力矩，来使旋转部件的旋转角速度减小，并且也要依靠车辆车轮与路面的附着作用，综合作用来产生路面对车轮的制动力来使汽车减速或者保持停驻状态不发生车辆滑动的现象。目前车辆所用的摩擦制动器可分为盘式制动器和鼓式制动器两大类。盘式制动器的旋转部件是制动盘，工作表面是端面；鼓式制动器则以制动鼓为旋转部件，以圆柱为工作表面。