论文总字数：22057字

摘 要

汽车已成为人们平日出行的重要交通工具，汽车制动问题与人的生命安全息息相关。选择合适的制动器十分必要，合理的结构特点，稳定的工作性能，耐久的使用寿命，都是制动器设计过程中需要考虑的关键部分。

本论文主要针对混合动力轻型客车的前轮制动器做了研究和分析，通过研究前轮盘式制动器的结构特点，工作原理，以及关键零部件的分析对盘式制动器正常工作状态下的强度刚度以及固有频率有了更精准的把握。

通过与鼓式制动器分析比较，参考市场上大多数轻型客车制动器的选择类型，认识到盘式制动器体积小，制动效能高，散热性好。在后期通过三维建模的方法，利用CATIA和ANSYS两款软件，对盘式制动器关键零部件进行分析，通过改变危险区域刚度的方法，延长制动器的寿命。

关键词：盘式制动器；制动盘；制动钳体；有限元

Abstract

The car has become an important means of transportation for people on weekdays. The problem of car braking is closely related to human life safety. Choose the right brake is necessary, reasonable structural features, stable performance, durable life, affordable market prices are manufacturers to refer to the standard.

This paper mainly studies and analyzes the front wheel brakes of hybrid light passenger cars. By studying the structural characteristics, working principle and analysis of key components, the disc brake has a deeper understanding.

By comparison with drum brakes, refer to the selection of most light bus brakes on the market, recognizing that the disc brakes are small in size, with high braking performance and good heat dissipation. At the later stage through the three-dimensional modeling method, using CATIA and Ansys two software, the key components of the disc brake were analyzed, by changing the risk of regional stiffness method to extend the life of the brake.

Key words: disc brake; brake caliper body; finite element

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 课题的提出 1

1.2 研究的目的 1

1.3 国内外制动器历史发展概况 2

1.3.1 国外制动器历史发展概况 2

1.3.2 国内制动器历史发展概况 2

1.4盘式制动器发展方向 3

第二章 汽车制动系统 4

2.1 汽车制动系统的概述 4

2.2 车轮制动器 4

2.2.1 制动器的分类 4

2.3 制动器的要求 5

2.4 盘式制动器的优缺点 6

2.5盘式制动器 7

2.5.1 固定钳式盘式制动器 7

2.5.2 全盘式制动器 8

2.5.3 浮动钳式盘式制动器 8

第三章 制动器的计算 10

3.1 设计要求 10

3.2 整车参数 10

3.3 受力分析 11

3.5 制动系统相关参数计算 16

3.5.1满载时的情况 16

3.5.2 空载的情况 18

3.6 制动器最大制动力矩的计算 19

3.7 制动器主要参数确定 20

3.7.1 制动盘 20

3.7.2 制动块 22

3.7.3 制动钳 23

3.7.4 密封圈 25

3.8 制动器因数的计算 25

3.9 制动器距离的计算 26

3.10 校核计算 26

3.10.1 摩擦衬块的磨损特性计算 26

3.10.2 制动器的热容量和温升的核算 27

3.11 驻车制动计算 28

3.12计算结果： 30

表3-2 制动器各参数汇总表 30

第四章 三维模型转化为二维图纸 31

4.1 三维模型的装配 31

4.1.1 制动钳体的装配 31

4.1.2 其他部件的装配 32

4.2 CATIA中三维视图向二维图纸的转化 32

4.3 尺寸标注 34

第五章 盘式制动器关键零部件CAE分析 36

5.1 有限元方法分析介绍 36

5.2 制动盘关键零部件模态分析 36

5.2.1 几何模型的建立 36

5.2.2 单元类型的选取 36

5.2.3 材料属性的定义 37

5.2.4 边界条件的设定 38

5.2.5 模型的网格化 38

5.2.6 进行模态分析 39

5.2.6 模态分析结果 40

5.2.7 模态分析结论 42

5.3 制动盘关键零部件强度刚度分析 43

5.3.1 结构几何模型 43

5.3.2 结构有限元模型 44

5.3.3 载荷和约束 45

5.3.4 有限元计算结果 46

5.3.5 制动盘强度刚度结果分析 47

总结 48

参考文献 49

第一章 绪论

1.1 课题的提出

汽车工业目前已经发展了100多个年头，在这快速发展的年头中，不管是西方世界的欧美列强还是中国都有了突飞猛进的发展。汽车工业的发展，带来的不仅使得国民GDP飞速提升，更是一个国家工业实力被考量肯定的关键因素。中国的汽车工业在上个世纪前半段基本上是一片空白。新中国的成立使得工业有了发展的历史机遇，第一汽车厂也才开始生产我们自己民族的产品。汽车作为一种商品，在世界范围内有着广阔的市场，生产量大，给企业带来了巨大的利润。当下，汽车已普及到大部分中产阶级家庭，成为日常生活中必不可少的产品之一，使用人数之多，涉及范围之广，因此对于它的使用安全性显得极为重要。

制动系统的稳定性在汽车的安全性扮演者关键角色。制动系统的功用是通过一定的外力作用，以一定的减速度来使得车速下降，直到停车；在下坡的过程中能够保持平稳的车速；停放在原地或坡道上时能够保持原有位置避免出现下滑溜车的现象。在制动系统中，关键的零部件即制动器性能的好坏，对制动效果起着决定性的作用。制动器分为盘式和鼓式两种。盘式制动器相比较来说，应用也是交为广泛，从欧洲卡车的发展历程来看，不管是站在技术要求还是市场需要的角度，盘式制动器已占领了绝对的优势，鼓式制动器必然会被淘汰。因此不少车企在制动器的生产研发方面也是投下了一定的研发成本。但质量保证困难，重复设计计算繁琐，设计周期较长，效率较低。

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