轿车盘式制动器结构设计及有限元分析(含CAD图纸)

毕业设计说明书

题目:轿车盘式制动器结构

设计及有限元分析

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目 录

摘要 (1)

Abstract (1)

1前言 (2)

2制动器的结构形式及分类 (3)

2.1制动器的结构形式 (3)

2.2制动器分类 (3)

3制动器的主要参数及其选择 (8)

3.1基本参数 (8)

3.2制动力与制动力分配系数 (8)

3.3同步附着系数 (8)

3.4制动强度与附着系数利用率 (9)

3.5同步附着系数 (8)

3.6制动器的最大制动力矩 (10)

3.7盘式制动器主要参数的确定 (11)

3.7.1制动盘直径D (11)

3.7.2制动盘厚度h (11)

3.7.3摩擦衬块内半径1R 和外半径2R (11)

3.7.4摩擦衬块工作面积A (12)

3.7.5有效半径e R 的确定 (12)

4盘式制动器的设计计算 (14)

4.1摩擦衬片的磨损特性计算 (14)

4.2驻车制动计算 (15)

4.3制动器温升核算 (16)

4.4制动力矩与盘的压力 (17)

5盘式制动器的主要元件 (18)

5.1制动盘 (18)

5.2制动钳 (18)

5.3制动块18 5.4摩擦材料 (19)

5.5制动器间隙的调整方法及相应机构 (19)

5.6制动盘的安装 (20)

5.7制动盘的修理 (20)

6盘式制动器的三维设计 (21)

6.1制动盘的三维建模 (21)

6.2制动钳体和支架的三维建模 (21)

6.3制动衬块和背板的三维建模 (22)

6.4其他小零件的三维建模 (23)

6.5装配图的展示 (24)

7有限元分析 (27)

7.1有限元法概述 (27)

7.1.1有限元法介绍 (27)

7.2有限元软件ANSYS介绍 (27)

8盘式制动器有限元模型的建立 (29)

8.1 制动盘的模态分析 (29)

8.2 摩擦衬块的静态分析 (35)

9结论 (41)

总结与体会 (42)

谢辞 (43)

参考文献 (44)

摘要

制动系统性能对于汽车的安全行驶十分重要。假如系统有问题的话，就会危害到人和车的安全。而且现在的汽车一般使用钳盘式制动器的要多一些。故本次设计的内容就是关于浮钳盘式制动器，主要对其制动盘，摩擦衬块，背板等零件进行了设计。这前面做完后，对制动器的结构在三维软件中进行绘制，最后再对这个制动器的一些零部件进行了有限元的分析。通过上述的所有工作，设计出一个能满足制动性能的制动器。

关键词：汽车，盘式制动器;三维设计;有限元分析

Disc brake structure design and finite element analysis

Abstract

The safety of automotive brake systems is particularly important for the safety of the car. If the system has a problem, will endanger the safety of vehicles. So this design a car brake. Hyundai cars use clamp disc brakes more. So this design is about the floating clamp disc brake, the main brake disc, friction pads, back plane and other parts were designed. And its structure in the three-dimensional software CATIA was modeled, and then the brake parts of the finite element analysis, through a series of work to design a brake to meet the braking performance. By contrast, to design a more able to meet the requirements of the brake.

Key Words ：automobile ; disc brake ; three-dimensional design;

Finite element analysis

1前言

眼前。汽车的设计和生产在很多方面都有涉及，生活、办公、出行等，汽车都是十分重要的。而汽车的安全性、经济性、舒适性等显得尤其重要，所以对汽车的设计要求提高了。汽车制动系统是汽车行驶的一个安全系统，如果它出现问题，那么汽车，尤其是人将会出现车祸损伤。

而对于汽车的制动性能方面来说，它的制动系统是很重要的。本次设计是要设计出一个能较好使用制动的制动器。而对于汽车制动系有如下见解。

制动系统作为行驶安全的重要部分，应满足：

（1）具有足够的制动效能。

（2）工作的可靠性。

（3）制动方向稳定性。

（4）制动效能的稳定性。

（5）防止水，泥进入制动器表面。

（6）具有良好的随动性，操作方便。

（7）制动时，尽可能减小制动噪声，减少有害物质排放和污染。

（8）较好作用滞后性。

（9）衬片、衬块具有足够的寿命。

（10）具有在摩擦副磨损后，自动调整间隙的装置。

（11）汽车制动系上面装有警报提示的装置，可以在发生故障和被破坏时，进行提醒。

2 制动器的结构形式及分类

2.1.制动器的结构形式