论文总字数：20406字

摘 要

当今世界，汽车行业正在飞速发展和变革，人们对汽车的安全性能的要求与日俱增。盘式制动器作为汽车制动系统的关键组成部分，它的性能优劣将会对汽车产品的安全性和舒适性有很大的影响。本文针对别克君威轿车的盘式制动器进行初步设计，结合别克君威轿车的具体车型参数，设计出一款适合该车型的盘式制动器。

本设计以制动器设计的一般原则为出发点，从盘式制动器的结构和原理入手，分析其制动系统，并计算相关参数；随后进行盘式制动器的总体设计，从参数和结构出发，对制动盘、制动钳等结构进行参数和结构的设计以及材料的选取，随后对盘式制动器的各项主要性能指标、磨损特性、制动驱动机构以及制动回路进行了相关分析和计算；最后，使用CATIA建模软件对所设计出的盘式制动器进行了三维模型的建立，同时还绘制了盘式制动器的零件图，用MATLAB进行了制动力分配曲线的编程，介绍了盘式制动器的结构优化研究现状以及对未来的展望和此次设计的不足。

关键词：别克君威轿车；盘式制动器；制动系统；CATIA建模

Abstract

In today's world, the automobile industry is developing rapidly and changing, and people's demand for the safety performance of automobiles is increasing day by day.As a key component of automobile braking system, disc brake has great influence on the safety and comfort of automobile products.Based on the preliminary design of the disc brake of buick regal, this paper designs a disc brake suitable for this model based on the specific model parameters of buick regal.

This design takes the general principle of brake design as the starting point, starts with the structure and principle of disc brake, analyzes its braking system, and calculates the relevant parameters;Then, the overall design of the disc brake was carried out. Starting from the parameters and structure, the parameters and structure of the brake disc, brake clamp and other structures were designed and materials were selected. Then, the main performance indexes, wear characteristics, brake driving mechanism and brake circuit of the disc brake were analyzed and calculated.Finally, the use of CATIA modeling software to design the disc brake three-dimensional model of the establishment, but also draw the disc brake parts diagram, introduced the disc brake structure optimization research status quo and the future prospects and the design of the deficiencies.

Keywords: Buick regal；Disc brake；Brake system；CATIA modeling

目录

第1章 绪论 1

1.1选题研究背景、目的和意义 1

1.2盘式制动器国内外现状 1

1.2.1盘式制动器结构形式 2

1.2.2盘式制动器工作原理 3

1.2.3盘式制动器的结构优化研究现状 4

1.3设计基本内容 6

1.4设计基本路线 6

第2章 制动系统设计计算 8

2.1车型数据参数及制动器的选择 8

2.2制动系统相关参数设计计算 9

2.2.1同步附着系数 9

2.2.2制动强度和制动利用率 10

2.2.3最大制动力矩 11

2.2.4制动器因数 11

第3章 盘式制动器总体设计 12

3.1盘式制动器主要参数设计计算 12

3.1.1制动盘直径D 12

3.1.2制动盘厚度h 12

3.1.3摩擦衬块半径R和厚度b 12

3.1.4摩擦衬块工作面积A 13

3.1.5制动踏板力 13

3.1.6制动踏板工作行程 14

3.2盘式制动器主要结构设计 15

3.2.1制动盘 15

3.2.2制动钳 15

3.2.3制动块 16

3.2.4制动摩擦材料 16

3.2.5制动间隙的调整 17

3.3盘式制动器磨损特性计算 17

3.3.1比能量耗散率 17

3.3.2比滑磨功 18

3.4盘式制动器性能分析 19

3.4.1制动效能 19

3.4.2制动效能的稳定性 20

3.4.3制动时汽车方向稳定性 20

3.4.4驻车制动计算 20

3.5制动驱动机构设计计算 22

3.5.1制动驱动机构的型式及选择 22

3.5.2液压制动驱动机构设计 23

3.5.3制动管路系统 25

3.6盘式制动器模型建立 29

3.6.1盘式制动器三维模型图 27

3.6.2盘式制动器零件模型图 27

3.7本章小结 29

第4章 总结与展望 30

参考文献 31

附录 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1研究背景、目的和意义

随着汽车研发和生产技术的发展和进步，人们对车辆的各项性能要求逐年增高，而车辆的制动系统对于汽车的安全舒适性的保障起到了不可替代的关键作用。车辆在道路上的行驶安全性在很大程度上都受到制动器性能的影响和制约^[1]。

目前汽车产品中常见的制动器有鼓式制动器以及盘式制动器^[2]，两者相比，盘式制动器的质量更小，且它的结构简单紧凑、间隙调整也是更为简便，同时其散热效率也十分显著，目前已经广泛应用于各类汽车产品上^[3]。此外，由于现在的各类轿车的重心已经慢慢降低，同时还常常使用直径小的宽断面轮胎，造成了传统的鼓式制动器的安装在位置上受到了越来越大的制约和不便，因此在轿车和某些小型货车上已普遍使用性能更好的盘式制动器^[4]。

盘式制动器的设计优劣是决定汽车性能和安全的关键因素^[5]。因此针对不同车型设计适用且优良的盘式制动器显得尤为重要和迫切。本次设计是以别克君威轿车为参考车型，通过查阅大量文献，按照制动器设计的一般原则，计算出制动系统的各个参数、考虑到盘式制动器的结构参数及其制动性能等因素，通过计算机辅助建立三维模型，设计出一款适合于该车的盘式制动器。

1.2盘式制动器国内外现状

我国汽车工业起步较晚，但是随着时代的进步以及国家和社会的大力支持，我国对制动系统的研究越来越重视，已经获得了很多原创性研究成果。2011年湖南大学芦克龙针对汽车制动盘散热性，得到了气流速度场的分布状况。在此基础上以制动盘散热性好坏为目标函数进行车轮辐板开孔数量及开孔面积为控制变量的优化设计^[6]。2013年上海交通大学悉乐通过计算机工程技术在结构上优化了盘式制动器的壳体和活塞，同时进行了有限元计算分析、拓扑优化等现代化设计手段在开发初期即对盘式制动器进行有效的轻量化设计^[7]。2017年，武汉理工大学董鹏经过仿真及试验等手段进行盘式制动器的制动噪音、受热后性能的衰退、抖动以及摩擦衬片偏磨的四大现象的研究探讨，同时还推出了一些研究方案^[8]。2019年山东工业大学李飞对通风盘式制动器进行了结构上的分析，通过分析结果对制动器的结构参数进行了较为有效的优化^[9]。

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