（毕业设计图纸全套）车用盘式电磁制动器设计（含说明书）

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车用盘式电磁制动器设计摘要基础。第章增力机构的设计与计算.机械增力机构的设计对依靠电磁力制动的制动器而言，最简单的做法就是用电磁铁去直接推动摩擦衬块，从而达到制动的目的，但是计算的结果表明制动过程中需要大的电磁力来推动摩擦衬块。电磁铁产生的电磁力大小与其尺寸正相关，这样会使设计出的电磁铁尺寸过大，可能导致无法安装使用，而且增加材耗，自身质量过大，导线耗电功率增大。所以，为尽量减小其尺寸要采取使用增力传动机构的措施。常见的直线传动机构有连杆机构和凸轮机构。连杆机构是由刚性连杆或杆件通过刚性运动副相互连接而成的机械传动装置凸轮机构是由凸轮从动件或从动系统机架等组成，凸轮通过直接接触将预定的运动传给从动件。在很多情况下，凸轮机构所实现的运动也可以由连杆机构来实现。比较二者的优缺点，采用连杆力传动机构。如表.。表.凸轮机构与连杆机构的比较凸轮机构连杆机构能实现所要求的大量输入输出运动只能实现要求的有限输入输出运动设计相对简单设计相对困难体积小结构紧凑占据的空间较大凸轮廓线的制造精度对输出动态响应的影响较大轻微的制造误差对输出动态响应的影响很小制造费用较昂贵制造费用较便宜易于达到动平衡动平衡的分析困难而复杂易发生表面磨损铰链的磨损较轻图.铰杆机构简图本文设计使用的是种铰杆增力机构。如图.所示。它的主体部分是个曲柄滑块机构，曲柄的端与机架铰接，另端连接连杆。为施加的源动力，作用在曲柄和连杆的铰接点上为增力机构的输出力。.增力机构的自由度分析任作平面运动的构件具有三个自由度，当与另构件组成运动副后，它们之间的相对运动就受到了约束，相应地自由度也随之减少。在平面运动链中，每个低副将引入两个约束而减少两个自由度，每个高副则引入个约束而失去个自由度。若机构中的活动构件数目为，低副数目为，高副数目为，则机构的自由度为.图.增力机构方案在方案中，构件数，由于全部为低副，则则机构的自由度由于自由度为零，方案中的机构将不能自由运动。图.增力机构方案二在方案二中，在施力点和衔铁之间添加个连杆，则构件数，则机构的自由度说明此时该机构运动规律唯，即方案二可行，设计正确合理。.受力分析计算图.增力机构受力分析图增力机构受力分析如图.所示，图中电磁铁电磁力连杆的支反力连杆的支反力，由于两铰杆等臂对称，可得连杆和连杆分别与水平方向的夹角二力杆上的平衡力力在轴方向上的分力力在轴方向上的分力。对三杆铰接点处进行受力分析，作用在此点的力有三个。列出此点的力平衡方程，在轴方向上.在轴方向上.由，可得则增力机构的增力系数为.由式.可见，在定程度上增力机构的增力比与角度成线性关系。.增力机构主要构件尺寸的确定由前面的计算可知，增力比在小范围内与角度成线性关系。为了既获得较大的增力比，又使滑块达到要求的最大位移，取，则。经试算和核算，确定构件与尺寸。最大滑块行程.最大衔铁行程.式中长臂连杆长度短臂连杆长度。其中，的值很小，可忽略不计，则最大衔铁行程.选取夹角从减小到相应衔铁的行程空间为.，滑块最大行程为.。当滑块达到工作位移.时，此时，夹角.,衔铁下降距离为.。此时，衔铁距铁芯的距离为.，为了消除衔铁在制动末与磁扼的撞击，取.，可以保证衔铁最终与磁扼不会接触。则分别按初始和制动末的增力比，所需电磁力如表.所示。表.制动前后的增力比与电磁力增力比所需电磁力平均电磁力制动初始.制动末.增力机构的分析有限元分析技术已经发展成为计算机辅助分析的核心。用方法可以减少或避免物理测试过程，通过计算机模拟最恶劣载荷和工况下零件或结构的工作情况，准确地计算其应力应变，使产品在设计阶段就能够对其数学模型的各项性能进行评估，及早发现设计上存在的问题，从而大大缩短设计开发周期。采用有限元分析技术及其优化技术，能够改进结构设计参数，使其在满足强度和刚度的情况下具有最合理的结构。在应用于新产品开发和老产品改造方面，能够提供对其强度应力分布状况的分析，利用优化设计方法对其进行形状和结构优化设计，从而在设计上提供技术支持和理论指导。是车用盘式电磁制动器设计摘要造，但基本上都是采用国外的商业成品技术。国内关于汽车电磁制动器的专利申请保护内容，基本上跟国外年前的技术相同，与目前国际同类技术相差甚远。所以自世纪年代，尤其是加入后，我国汽车工业才得以突飞猛进的发展，人们生活水平随着经济建设的发展不断得到提高，人均拥有汽车量大大增加，而城市用汽车的数量更是与日俱增，为此研究适用于城市工况的汽车电磁制动器应运而生。其次，汽车电磁制动器的制动力是电磁铁的线圈通电后产生的，由于不再靠液压油产生制动力，因此不再适用液压油，也节省了液压制动管路，取而代之的是线束，这变革使得电磁制动器更易于与等汽车上的电子装置集成，且相对于制动主缸液压阀及制动管路，线束的维修与更换都要简单得多。另外，由于使用线束代替机械液压制动装置及制动管路，也减少了制动时的非线性和制动力矩相对于制动力的迟滞效应，因此汽车电磁制动器代替液压制动器将成为必然。.设计应解决的难点电磁制动器的结构设计制动器参数的设计计算增力机构的设计计算，实现制动力的放大与传递电磁体的设计计算电磁制动器的仿真分析。第章制动器主要参数的设计计算.基本参数的确定已知汽车质量车轮滚动半径。根据机动车运行安全技术条件中所规定的，乘用车制动规范对制动器制动性的要求，汽车在制动过程中，制动初速度为时，汽车制动距离不得大于。.制动距离的计算分析制动距离是，需要对制动距离过程有个全面的了解。图.是驾驶员在接受紧急制动信号后，制动压力汽车制动减速度与制动时间的关系曲线。图.汽车制动过程驾驶员接到紧急停车信号时，并没有立即行动,而要经过后才意识到应进行紧急制动，并移动右脚，再经过后才踩着制动踏板。从点到点所经过的时间称为驾驶员反映时间。般为之间。在点以后，随着驾驶员踩踏板的动作，制动压力迅速增大，至点到达最大值。不过由于制动衬块与制动盘之间存在间隙，所以要经过，即至点，制动力才起作用，使汽车开始产生减速度。由点到点是制动器制动力增长过程所需的时间。总称为制动器的作用时间。制动器作用时间方面取决于驾驶员踩踏板的速度，另外更重要的是受制动系统结构形式的影响。般为之间。由到为持续制动时间，其减速度基本不变。到点式驾驶员松开踏板，但制动力的消除还需要段时间。从制动的全过程来看，总共包括驾驶员见到信号后作出行动反映制动器起作用持续制动和放松制动器四个阶段。般所指制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。故总的制动距离为.式中制动系统反应时间，取制动作用时间，取制动初速度，制动加速度，取路面附着系数为.，则。故总的制动距离为因此设计满足机动车运行安全技术条件中关于制动器制动性能的规定。从式中可以看出，决定汽车制动距离的主要因素是制动器起作用的时间最大制动减速度附着力以及起始制动车速。附着力越大起始制动车速越低，制动距离越短。.制动力矩的计算车轮滚动周长.在制动距离内车轮转过的圈数.制动过程中车轮转过总的角度.车子的总动能为.制动力分配系数.式中前轴车轮的制动器制动力后轴车轮的制动器制动力汽车总制动器制动力。通常，轿车的值取，取每个前轮要分担的动能为.每个后轮要分担的动能为.则每个前轮所需总制动力矩为.每个后轮所需总制动力矩为.后轮制动器制动负荷较小，所以电磁盘式制动器的设计以制动负荷较大的前制动器设计为例。.盘式制动器的主要参数选择制动盘直径制动盘直径应尽量取大些，这样制动盘的有效半径增大，可以减小制动钳的夹紧力，降低衬块的单位压力和工作温度。制动盘直径受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径为轮辋直径的。查阅轮胎规格，滚动半径为的轮胎，轮辋尺寸为则轮辋直径为.，制动盘直径，取。制动盘厚度制动盘的厚度对制动盘的质量和温升有影响。为使质量小些，厚度不宜太大，为了减少温升，厚度又不宜过小。通常实心制动盘厚度可取具有通风孔道的制动盘多采用。本设计选用厚度为的具有通风孔道的制动盘。摩擦衬块内半径和外半径制动衬块由摩擦块和金属背板构