毕业设计方案分析解析

毕业设计方案

题目踏板摩托车制动

系统的设计

学院机械工程学院

专业机械工程及自动化

班级机自1010

学生张明

学号20100421517

指导教师王文明

二〇一四年三月三十日

学院机械工程学院专业机械工程及自动化

学生张明学号20100421517

设计题目踏板摩托车制动系统的设计

一、选题背景与意义

1. 国内外研究现状

踏板摩托车的兴起绝非偶然。踏板摩托车的钟爱者中年幼者居多。究其原因是因为踏板摩托车的底盘低，这就意味着重心低，具有易操控的优点。这个优点决定了踏板摩托车是新手入手车型的首选。踏板摩托车不断地变换着形与色,使其力与美不断地增加，而不断地成为人们御风而行的绝佳选择。

从古至今，随着科技的进步，人们需求的不断提高。制动系统的诸多问题不断地被揭露了出来。制动系统也在进行着不断地推陈出新。众所周知，钻木取火靠的是摩擦生热。摩擦可以起到阻碍物体的运动或者相对运动的趋势。最初的制动方式考的就是皮革类的摩擦制动。随后鼓式制动装置和盘式制动装置用到了制动系统中。联合制动和ABS防抱死制动也在制动系统中脱颖而出。电气化的兴起，带动了制动系统的进一步变迁。随之出现了模拟电子ABS制动系统、数字式电控ABS制动系统等等。EHB作为一种线控制动(brake-by-wire)系统。它使操作者更方便的发出制动指令，简化了操作。且传感器的精确性能够完美的驱动机构、执行机构完成动作。其使制动系统的制动效能进一步的提高。

顾名思义，电控机械制动系统是采用电动机作为驱动装置。区别于传统的液控和气控。使制动过程更加的灵敏、高效。且电动机的引入可以大大地简化制动系统的机械结构。在其的安装和维修上大大地降低了工人的工作量。其不涉及一些密封管路，使行车安全系数大大地提高。电控机械制动系统具有广阔的市场前景。

2. 选题的目的及意义

设计出行之有效的制动系统，使驾驶者能更好地保护好自身的安全。

二、设计内容

1. 设计内容

毕业设计的内容是在简要介绍踏板摩托车制动系统的基本知识的基础上，重点讨论踏板摩托车制动系统的设计，包括它的基本设计理论和方法，相关原理介绍以及技术参数的应用等。

具体设计内容如下：

(1)参考同类零件，选择和确定所设计的重要零件的材料，保证强度和性能要求；

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(2)设计出前制动总成、前制动组合、后制动总成、后制动组合；

(3)绘出制动系统的尺寸联系图和重要的零件图。

毕业设计的数据：

（1）前制动：液压制动、手制动

（2）后制动：机械制动、脚制动

（3）前制动盘规格：不大于220

（4）后制动刹车蹄块规格：不大于130，根据轮子尺寸确定

该课题是让学生通过对踏板摩托车的性能分析，设计出其制动系统的主要零部件：前制动总成、前制动组合、后制动总成、后制动组合等，并设计出组合中的重要零件，使专业厂能根据图纸制作出样品。

2. 预期结果

（1）应具有足够的制动力，工作可靠，符合强制性标准的要求

（2）操纵应轻便。操纵制动系所需的力不应过大，手控制力不大于200N，脚

控制力不超过350N；

（3）制动应平稳。制动时，制动力的增加应迅速，平稳。解除制动时，制动

作用应迅速消除

（4）避免自行制动。在车轮跳动或转向时，不应引起自行制动

(5)散热性好，摩擦片的抗热衰退能力要高，磨损后的间隙应能够调整，并

且能防水，防油、防尘等

(6)工作可靠性。制动系各部分工作应可靠，即使在系统的某些部分失效时

也不至于完全丧失制动能力

(7)公害程度，要求制动时制动系本身和轮胎的噪声尽可能小，制动摩擦片

尽可能采取不含石棉纤维的材料

(8)制造工艺性好，批量生产的质量能够保证

三、设计方案

摩托车的制动系统对行车安全起着重要的作用,它主要的功能是控制行驶中的摩托车获得适当的制度,在紧急情况下,使摩托车获得最短的制动距离。现代摩托车制动系统从操纵方式上一般可分手制动和脚制动两种,从制动器结构上又可分为鼓式制动和盘式制动两大类。通常情况下,盘式制动效果优于鼓式制动器,但成本较高。为降低成本,小型车前后轮多采用鼓式制动,而大型车多采用前盘后鼓式。这是因为在制动时,车辆重心前移,大约75％的重量集中在前轮,而后轮则相对较弱。但在一些跑车和赛车中,为取得较好的制动效果,则前后轮都采用盘式制动。

摩托车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在长坡时能维持

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一定车速的能力，称为摩托车的制动性。摩托车的制动性由三个方面来进行评价：

（1）制动效能即制动距离和制动减速度；

（2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能；

（3）操纵力大小；

与汽车制动器不同的是，摩托车的前、后制动器是独立的两套操纵机构，制动时可以分别给予不同的制动操纵力。这就不需要考虑制动力分配系数的问题。问题相对简化。

1. 盘式制动

现代几乎所有的盘式制动都采用液压油来操作(如图1 ), 基本不使用机械性的操作。这是因为液压油很容易由低压经广泛的运动量产生制动钳所需要的高压低运动量的动作。液压油是一种特殊的合成油, 沸点较高, 体积不随温度变化而变化, 但具有一定的吸湿性在长期使用过程中, 液压油容易吸收周围的湿气, 使沸点降低。因此为保证良好的制动效果, 液压油一定要定期更换。

盘式制动最主要的结构是制动钳, 它主要有两种类型。一种是单活塞型制动钳(如图2) ,这种方式的制动钳由曲轴固定在托架上, 使其可在一定的范围内滑动, 制动钳内只有一个活塞, 而另一个衬垫固定在相对的一侧; 当制动时, 活塞推着自己这一侧的衬垫向制动盘面推去, 在反作用力的推动下, 制动钳本体会轴向侧移, 直到固定一侧的衬垫接触到制动盘的另一侧。这种制动钳结构较简单, 一般用在小型车中。另一种是对置双活塞型制动钳, 这种方式的制动钳本体固定在前又上, 采用对置的油压缸及活塞, 其中各自有自己的衬垫, 它们之间通过内部通路连接, 所以两者的油压是相同的; 当制动时, 这两个活塞都同时推向制动盘,分别夹紧制动盘的两侧。这种结构制动力大,安全可靠, 欧洲的多种高档车型大都采用此结构。

目前制动钳的发展可谓是日新月异, 最近几年, 已由双活塞发展为四活塞, 从而得到共径四活塞。这种“共径四活塞”制动钳是利用左右方向合计四个活塞推动衬垫, 而且, 前后的活塞直径不同。其优点主要是可大面积、均匀地推动衬垫, 从而达到良好的制动效果。盘式制动器的制动盘暴露在外面, 散热性好, 频繁地使用也不会使温度升高而降低摩擦力。但制动盘暴露在外面, 在雨天或泥泞路面上行驶, 水滴附着在制动盘上则会使制动性能降低。

为解决这个问题, 一般是在制动盘上打孔和使用特殊的衬垫。通常是使用一种叫烧结金属的衬垫, 这种衬垫中加入了一些限量的金属颗粒, 使衬垫产生不均匀地磨损, 结果衬垫上的皱褶表面可比一般传统的衬垫更迅速地穿过水膜与圆盘接触, 大大增强了制动效果。

由于盘式制动的性能可靠, 越来越多的车都采用盘式制动, 而且这种方式还便于实现防抱死控制系统(ABS) 和联动控制系统。

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