大学生方程式赛车制动系统优化设计资料.doc

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1、毕 业 论 文作 者： 辛万涛 学 号： 100305 学 院： 机械工程学院 系(专业)： 车辆工程专业 题 目： 大学生方程式赛车制动系统优化设计 指导者： 张小俊 副教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务)2014 年 6月 8日毕业设计（论文）中文摘要题 目：大学生方程式赛车制动系统优化设计摘 要：赛车的制动性能是整部车行驶的安全保障1，无论是前期车检还是后期行驶比赛，若制动性能不能保证它的稳定性，不仅不能完成比赛，还会严重威胁到车手的安全性问题。随着国内技术的进步，国内越来越多的车队运用各种软件进行设计与分析，动系统设计的好坏，严重影响汽车的安全性以及

2、操纵稳定性2。， 本文由方程式大赛规则，针对赛事塞规的整体要求，对制动系统的设计，优化，新思想的借鉴，以及最后各部分零件的确定都提出了一套自己的方案，在设计上采用的UG建模，做出了所涉及的模型，并对其中的一些力学性能做了有限元分析，在对比以前的基础上提出了一些改进性的建议，并通过计算说明了其可行性，不敢说有多么建设性，但一定会对下一届或者说以后的赛车设计爱好者有着借鉴意义。关键词 ：FSAE UG ANSYS 对比改进 毕业设计（论文）英文摘要Purpose: college students formula brake system optimization designAbstract：

3、Braking performance of the car is the car driving safety, whether early city or driving in the late game, if the braking performance cannot ensure its stability, not only cant finished the race, will be a serious threat to the safety of the driver. With the progress of domestic technology, more and

4、more domestic teams use all kinds of software design and analysis, system design, the serious influence the safety of the car and steering stability.Rules by the formula in this paper, in view of the overall demand for event plug gauge, the design of the braking system, optimization, new ideas of re

5、ference, and finally determine the parts of each part are put forward its own set of solutions, using UG modeling in design and made the model involved, and some of the mechanical properties of the finite element analysis, on the basis of the contrast before put forward some improvement Suggestions,

6、 and illustrates the feasibility by calculation, dare not say how constructive, but must be on the next or car design enthusiasts have reference significance to later.Keywords : FSAE UG ANSYS and contrast improvement.目 录1 绪论11.1摘要11.2引言41.2 FSAE大学生方程式汽车大赛简介61.3赛事意义81.4比赛规则简介91.5赛车设计意义和宗旨101.6参赛者资格11

7、1.7赛车合格性122. 制动系统设计前期准备132.1软件介绍132.1.1 UG NX的技术132.1.2 ANSYS142.2制动系介绍152.2.1布置形式的选择153 结构设计173.1踏板设计183.1.1设计过程193.2盘式制动器分析243.3盘式制动器制动力矩介绍253.4离合器踏板的设计分析283.5 制动踏板的有限元分析303.6 刹车片的有限元分析333.5 参考文献351 绪论1.1引言赛车制动系统是用于行驶中的赛车减速或停车，是下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使行驶的汽车保持在原地（包括斜坡上）驻留不动的机构。赛车制动系统直接影响赛车的安全性和停车的可靠性3。在多方

8、面查询制动设计手册时，对比赛场实际情况，本着节约成本的原则，我发现我所要设计的制动不需要满足其全部要求，如最大爬坡度（赛场坡度及其有限，几乎以平面为主，故在此方面的关注点可以适当降低），防水（因为我们的比赛很可能在雨天进行，如13年的比赛。若是大雨会延迟比赛，所以，此方面也无需增大工作量）其他如摩擦片寿命等等也可适当降低工作重点，本次设计原则4：1.1.1 工作可靠。行驶制动装置至少有两套独立的驱动制动器管路，当其中一套失效时，另一套完好的管路应保证汽车驱动能力不低于没有失效时规定值的百分之三十。行驶和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构应各自独立。行车制动装置都用脚操纵。1.1.2 在

9、任何速度下制动时，赛车都不应丧失操纵稳定性和方向性稳定性。1.1.3 制动能力的人稳定性良好。1.1.4 操纵轻便，具有良好的随动行。1.1.5 制动时，制动系产生的噪声尽可能小。1.1.6 作用滞后行尽可能好，即制动反应时间尽可能短。1.1.7 轻量化，选用材质，设计结构做到最大减轻重量。1.1.8 油路密封性良好，在长期的踩踏，磨合中保证各个方位无丝毫漏油现象。1.1.9 制动时有信号指示灯给予制动信号。针对我校在中国大学生方程式汽车大赛中参赛的情况，我这次次毕业设计主要进行方程式赛车传动系统设上的优化改进，根据“艾瑞号”方程式赛车传动系统特点，以及赛场上参观学习的其他学校团队的赛车制动性

10、能的先进思路，我确定的基本方式是：主缸立置，且主缸、油缸、踏板三位一体。如图1-1所示： 图 1-1油缸由油管代替传统油缸。此思路借鉴北京理工大学赛车制动，如图1-2所示： 图 1-21.2 FSAE大学生方程式汽车大赛简介方程式SAE,是世界上各个国家SAE,即汽车工程师协会研究生或本科生或研究生竞相设计研究和开发学生的自主,要求在规定的时间内,他的学生通过团队合作来创建一个仅在每个方面具有良好的性能和足够稳定和耐用,并且能够成功地完成规则在车里列出的所有项目。下面这些细节可以在各大网站找到我说关于信息的基本流程:1.2.1正式注册中国大学生方程式汽车大赛遵循官方登记的原则和接受任何中文大学

11、注册代表团队。注册费为3000元人民币(500美元)。每个参与团队总人数(包括教师)不得超过20人。2013年新增电动运动队评级注册总量控制在60左右(不得超过10个外国团队,电动车辆不得超过10个小组,包括国内电车7)。所有的学院和大学,只允许发送一个类似的团队(汽油或电)的竞争。1.2.2规则的改变中国大学生方程式汽车大赛组织者每年将根据实际发展相应地改变游戏的规则,任何规则的变化将在官方网站公布。1.2.2中国大学生方程式汽车大赛的官方网站:(中国汽车协会的官方网站www.sae-china.org)1.2.3赛事的代码在提交的各种文件和资料以电子文档的形式,文件名必须包含的事件代码,代

12、码为特定事件:FSC(公式学生中国)1。官方语言中国的方程式赛车比赛规定普通话是中国大学生的官方语言。中国官方规则用于各种种族的文件提交,报告演示和讨论。整体评估评分规则如下: 静态项目营销报告75赛车设计150制造成本分析100动态项目直线加速设计758字绕环测试50高速避障测试150耐久测试300燃油经济性100总分10001.3赛事意义目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之一。大学生方程式赛车活动将以院校为单位组织学生参与，赛事组织的目的主要有：一是培养学生能力的设计、制造、成本控制能

13、力和团队沟通与合作能力,可以帮助学生来满足企业的需求,提供一个平台,为企业选择好适用人才。二是通过活动来创造竞争的学习氛围,学院和大学之间提供一个交流平台,从而促进学科建设,提升竞争提高汽车工业大学生综合素质和测试,为汽车行业健康、快速和可持续发展,增强生产、学习和研究三面非常广泛的交流和相互合作。毫无疑问,汽车的了解仅限于书本,人们驾驶经验的大学生,组成一个团队设计一个纯粹和高性能汽车和制造,这是一个非常具有挑战性,同时也有利于来一个强大的和天马行空的幻想,大脑一片空白,开始激动人心的初步设计,一个激烈的争论,没有方向的采购和加工,无奈妥协,疯狂一次又一次返工后,绞尽脑汁来解决问题,参与者不

14、仅可以获得CATIA,UG和ANSYS焊接、定位、加工技巧,更多的汽车工程师的基本知识和丰富的实践经验。同时,整个团队的管理和操作对未来企业管理者有困难的运动。FSAE事件也给汽车制造商发现人才和思想的机会6。通过FSAE比赛可以学到很多书上学不到的知识转化为专业技能和能力,还可以锻炼身体。学生的团队合作能力和责任感。提高汽车工业竞争大学生综合素质和测试,为汽车行业健康、快速和可持续发展,增强生产、学习和研究三面非常广泛的交流和相互合作。 1.4比赛规则简介7制动系统的要求：1.4.1制动系统必须能够确保有两套完整的液压制动电路,如果管理系统泄漏或故障,另一个必须能够确保有两个轮子可以有效地保

15、持制动系统必须有它特殊的油罐液压制动电路。1.4.2测试制动系统必须能够同时锁。1.4.3禁止使用线控制装置。1.4.4塑料制动管禁止使用任何保护。1.4.5制动系统必须有外壳作为护壁保护,防止一些小型碰撞而引起赛车制动系统故障或损坏。1.4.6从赛车本体上看,安装在汽车制动系统的任何部分下面的弹簧制动系统不能从侧面或者底盘表面看到。1.4.7刹车踏板必须设计承受2000 n没有损坏制动系统和踏板的力量。需要任何裁判在踏板上的正常坐姿,最大考验的组织者。1.4.8踏板必须由铝合金、钢料或者钛合金加工制成。1.4.9汽车必须配备制动踏板行程开关,如果制动系统故障,立即关闭引擎,它可以保证避免事故

16、。和开关必须能够切断点火系统和喷射系统电路。1.4.10制动灯的颜色必须是红色的,至少15瓦,是在后面清晰可见。1.5赛车设计意义和宗旨意义7：中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生构想、设计、制造、开发一辆小型方程式赛车并参加比赛。为了给参赛车队最大的设计灵活性和言论自由,发挥他们的创造力,想象力,赛车的整体设计的要求限制只有很少的标准。团队的挑战要求是创建一个车可以完成所有项目的规则中所达到的赛车。游戏本身的大学的团队在游戏中团队的资格和机会,展示和证明自己的创造力,和工程技术水平。宗旨9:1.5.1赛车加速,刹车和处理必须是一个非常好的性能,同时必须有足够的耐久性已经能

17、够成功地完成所有的项目和游戏规则可以被称为。1.5.2赛车必须适合我的5%女性和95%驾驶车手,同时满足中国大学生方程式汽车大赛的要求规定。1.5.3附加校正更正设计还需要考虑因素:美学、成本、可靠性、可维护性、公共福利和人体工程学。1.5.4团队,最大的挑战是创建一个满足中国FSC汽车设计目标和样本的市场价值和发展前景。1.5.5每辆车设计与其他车队相比赛车设计、评估和选择出最好的设计。1.6参赛者资格1.6.1资格7,9宗旨：以确保中国大学生工程活动,而不是纯粹的俱乐部竞争,只有在学校全日制本科生和研究生。1.6.2学生身份团队成员必须注册全日制本科生和研究生在学校本科院校,若是毕业的应届

18、毕业生进入资格为毕业前7个月。每个团队的研究生数量不得超过三个,三个,三个以下本科人数不得少于三人。提交日期将根据登记的学生。1.6.3社会成员所有的团队成员属于高校必须是中国汽车工程学会团体会员单位或注册两个月后成为中国汽车工程学会团体会员单位。1.6.4年龄团队成员必须是18岁。1.6.5驾照玩家的团队负责开车,在游戏中任何时候都必须有一个有效的驾照在中国。1.6.6免责声明所有的参与者,包括学生、教师和志愿者被要求签署一份事故现场注册时安全例外。1.6.7医疗保险个人医疗保险参与者。组织者提供保险营销单位。1.6.8现场注册要求所有组织和老师需要注册的网站（1)驾照或护照(2)政府健康保

19、险卡片或文档现场的信号。1.7赛车合格性7,9 1.7.1上研究工作的学生大学生必须参与竞争的公式是由学生自己，团队成员设计、生产和维护过程不能有专业的机械工程师，汽车工程师、赛车手、人员直接参与机械工程或相关专业。1.7.2来源学生团队可以查阅和引用或汽车设计知识、制造手册(如设计公式，参数)，从专业或学术和任何信息，只要这些信息发布者的目的是谈论学习很好。1.7.3专家援助专业人员不得参与设计决策和制图学，教师必须签署声明的约束。1.7.4学生中国大学生方程式系列旨在为学生提供第一手的经验。所以，只要有可能，学生必须完成所有的生产任务。1.7.5“汽车”的第一年区分第一年第二年和第三年赛车

20、，第一辆车的“经典”计算12个月在任何游戏，等一系列的活动。中国大学生方程式SAE密歇根SAE加州SAE弗吉尼亚等等这样的事件。例如,一个汽车SAE密歇根游戏，所以他的下一个密歇根SAE游戏将被视为“汽车”的第一年。2. 制动系统设计前期准备2.1软件介绍2.1.1 UG NX的技术8UG是集和了CAD 、CAM和CAE多项技术为一体的设计的一个平台，他也是现在世界上特别普及广泛应用的计算机辅助软件设计、分析和制造的软件之一，已经被广泛用在各个领域，像 ：汽车领域，航空航天领域，机械、医疗器械、造船行业等等。其实，UG产生后最早应用的是一个美国的飞机公司，开始的时候他是进行二维绘图，后来又有了

21、像数控加工编程、曲线造型等等众多的功能，慢慢的发展成为了现在世界上各个领域应用广泛的一款多功能软件。到了二十世纪九十年代出的时候，UG开始进入了汽车公司的事业被美国通用汽车公司选中并且作为了在公司多个领域发展的主导系统。从此，UG的发展开始了进一步的飞跃。UG的优点有：1） 是一款完全的参数化的软件，在机械建模、设计以及电路设计等方面能提供一个完整的方案。2） 在零部件设计方面，对其一系列的设计建模、装配分析等方面能提供强大的技术支持。3） UG在管理数据，像CAD的在设计研发等周期系统的乙烯利尔相关数据等，都可以实现一些现金及in设计的方案。4） UG在设计上可以独立完成多种复杂的模型创建，

22、像曲面、三维立体等等，同时在处理图形方面管理的方式合理，节约资源。5） 装配功能非常强大，本次毕业设计我用的是UG 6.0。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能非常的强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构，所以我选择UG6.0来为我本次毕业设计绘制三维图。它在诞生之初主要适用于工作站，而且随着时间的推移以及PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前的市场是已经成为模具行业三维设计的一个主流应用，我们自己的电脑上也都安装了相应学生版的软件。UG的开发始于1969年，它是基于C语言开发实现的，现在已经实现了很方便的模块化，也非

23、常便于我们的操作。UG NX是一个在二和三维空间上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的软件工具，再设计过程中非常好用。它的设计思想足够灵活地支持多种离散方案非常方便我们随时的进行修改。因此软件可对许多不同的利用以及在开发和修改。这也是我毕业设计中选择UG的重要原因。2.1.2 ANSYS在这个毕业设计中,我不仅需要设计合适的部分,还需要的部分的受力分析是我使用ANSYS软件设计的。ANSYS软件是一个全面的结构、流体、电场、磁场、声场分析复杂的大型通用有限元分析软件,特别是使用过程与易用性。有限元分析的世界上最大的软件公司之一,ANSYS在美国的发展。它可以和大多数CAD软件接口,实现数据共

24、享和交换,例如,我们经常使用Pro /工程师,NASTRAN软件，AutoCAD,等,是一种先进的CAE工具在现代产品设计。和ANSYS公司和中国大学生方程式汽车大赛也有合作,我们有相关的便利的条件让学生版本的软件和相关的培训材料10。ANSYS公司通过约翰。Swanson正式成立于1970年,原名“Swanson分析系统”(Swanson分析系统)。ANSYS公司总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡市,美国目前在世界各地40多个代理和分支机构。ANSYS及其子公司在1600多名员工,并在40多个国家销售其产品。通常我们在研究,实验也有更多的接触。仿真软件ANSYS,公司致力于工程技术研究和开发,主

25、要产品的ANSYS在全球许多行业被工程师和设计师广泛使用。我毕业所做的这个设计主要用于零件分析部分。ANSYS公司重点开发开放、灵活、准确、易于使用的设计直接仿真解决方案,提供从概念设计过程到最后的测试产品开发的整个过程的统一平台,和追求快速、高效、易于使用和产品开发的成本意识。公司提供综合服务的销售、培训和技术支持。ANSYS是重要的公司和中国大学生方程式汽车大赛也有合作,我们可以得到一个条件学生版本的软件和相关的设计材料,方便毕业设计11。2.2制动系介绍2.21布置形式的选择：关于本次制动系的设计，其思路还是源于一号二号车的优缺点分析及赛场上的其它车队的设计思路，以前我们的方案是这样的，

26、如图2-1所示： 图2-1 即最早是前置主缸，这样的设计最大的缺点是前部空间无利用率，太过浪费空间，材料，紧凑性不够，在3号车上，我们大胆的首次采用了立置主缸的设计，如下图2-2所示： 图2-2设 这种设计的优点就是，在保证性能良好的同时，充分的利用了空间，减少了前部重量及材料，现在这种设计已是方程式大赛上的主流，我们由于第一次设计，准备不够充分，虽然保证了性能，但是在结构，安置，搭配等方面还是不够成熟，下图为赛场上其他车队设计的立置主缸，如图2-3所示： 图2-33 结构设计赛车的整体分析图如3-1所示13：uduFjGhFN1Fb1FN2Fb2abL 图3-1 赛车整体分析制动系统的整体分

27、析图如3-2所示14：支架踏板主缸油路卡钳平衡杆 图3-2 制动系统的整体分析简单的系统回路如图3-3所示15：前制动器前主缸平衡杆踏板处后制动主缸后制动器 图3-3 简易制动系统回路图3.1踏板设计 3.1.1设计过程12 在制动器设计中，我需要用到的参数有：L-汽车轴距；M1-汽车空载时总质量；M1-汽车满载时总质量；G1、G1-前轴空满载负荷；G2、 G2-后轴空满载负荷；空满载时质心位置：质心高度hg。质心距前轴距离L1、L1 ；质心距后轴距离L2、L2 ；车轮滚动半径Rr。对赛车制动性能有较大影响的制动参数有：1 制动力及其分配系数。2 同步附着系数。3 制动强度。4 附着系数利用率

28、。5 最大制动力矩与制动器因数。3.1 制动力与制动力分配系数我所用到的公式：前后轴车轮法向反作用力：Z1=G/L(L2+hg )； （3-1）Z2=G/L(L1-hg )； （3-2） 汽车总地面制动力：FB= FB1+FB2=G q； （3-3） 前后轴车轮附着力：F1= G/L(L2+qhg )； （3-4） F2= G/L(L1-qhg )； （3-5）其中：Z1赛车制动时水平地面对前轴车轮的法向反力；Z2赛车制动时水平地面对后轴车轮的法向反力；L赛车轴距L1赛车质心离前轴距离L2赛车质心离后轴距离hg赛车质心高度G赛车所受重力m赛车质量q制动强度F1前轴车轮地面制动力F2后轴车轮地面

29、制动力附着系数在赛车制动设计上，我需要设计成前后轮同时抱死拖滑的情况，而在任何附着系数的路面上，前后轮同时抱死即前后轴附着力能够被充分利用的条件是16：Ff1+Ff2=G ； （3-6） Ff1/Ff2=(L2+hg)/(L1-hg) ； （3-7） Ff1 前轴车轮的制动器制动力。Ff2 后轴车轮的制动器制动力。F1 前轴车轮的地面制动力。F2 后轴车轮的地面制动力。G 汽车重力。L1 L2 汽车质心离前后轴的距离。Hg 汽车质心高度。由上面两个条件公式 消除可得： Ff2=1/2G/hg(L22+(4hgLFf1/G)1/2-(GL2/hg+2Ff1) （3-8） 若是将上式画成坐标曲线，

30、即为理想状态的前后轮制动力分配曲线，简称I曲线，如图3-6所示： 图3-6由上图中可以看到，在B点出的附着系数=0，则此焦点出的附着系数为同步附着系数。同步附着系数是汽车制动性能一个重要参数，只有在附着系数等于同步附着系数的时候，汽车前后轮才能同时抱死。最后用UG建模得到的踏板如图3-7所示： 图3-7 本次设计参数：满载总重 W =300kg （240+60）车轮有效滚动半径 Re=0.207m轴距 L=1400mm质心高 hg=0.3m静态前后轴的力的分配比 45:55轮辋直径：10 轮胎直径：414mm同步附着系数：=1.3由上面公式3-1到3-8联立求解，最后的计算结果：图 3-8是我

31、在计算制动时抱死过程画出的简易分析图， 图3-8过程是这样的，由于=0.9我所用的0=1.3那么当制动力矩达到A点的时候是后轮先抱死再增加踏板力矩后，当达到B点的时候，前轮再抱死。其中，由图像读出来的前后制动力大小为：F1=3500.NF2=1800 N由前后力矩计算前后制动主缸直径的算法是： F1 = 4FbR; （3-9） Fb = u F2; （3-10） F2 = d2P /4; （3-11） 其中：我所求得的有效半径Re=207mm u=0.4 查表得到油压P一般不超过10MPa 我取得P是P=6MPa 带入公式3-9、3-10、3-11后最后求得的制动主缸活塞直径：D1=30.56

32、mmD2=23.12mm我取直径为d=32mm又有17： （3-12） 其中：V是轮岗的整体容积，d=32mm 是活塞制动时的行程，一般取2mm，带入公式3-12则有V=1638.4mm3因为制动主缸，在工作的时候是两个一起的，所以计算时V0=1.1* 2* V 得到V0=3604.48mm3又有 （3-13） S0一般为0.8到1.2的d0所以取S0=d0，再带入公式3-13则得到：主缸直径为d0=16.618mm 如图3-9所示，我们所选用的主缸是Tilton 77-875 图3-9虽然直径与理论不太一致但是在性能上完全符合要求，而且由于国内对这种零件的加工精度与强度不如国外设计，依照安全

33、可靠的原则，我们选用的这款美国产的Tilton 77-875 制作精良而且轻量化，去年北京理工也是这款。32盘式制动器的分析 盘式制动器已广泛应用于汽车,但除了一些高性能汽车轮子,大多数只做前轮刹车,后轮鼓式制动器配合,为了让汽车在高速公路上制动时方向稳定性。汽车盘式制动系统,制动踏板和制动盘部件设计、选购其他部分根据计算数据。传统的制动系统设计,设计周期长,成本高。现代设计与UG建模和ANSYS分析软件,可以缩短设计周期,降低成本,产品的优化设计。因此,汽车制动系统辅助设计软件开发和提高设计效率,缩短新产品开发周期,特别是改善制动性能具有非常重要的意义同我用到的制动器都是盘式的，制动器的样式

34、是有鼓式和盘式两种，而现在，几乎大多数汽车制造都选用盘式制动器，关于盘式制动器的优点我简单说一下：1） 制动性能良好，盘式制动器的制动力矩与其制动油缸的活塞推力及摩擦系数成线性关系并且没有自行增长的趋势作作用，因此在只懂得过程中制动力矩增长交换和，与鼓式制动器相比更能确保比较高的制动稳定性。2） 热稳定性较好，在制动过程中，制动盘对卡钳的摩擦块在工作时不会产生额外的摩擦增加力，多以降低了其负面作用。其次，卡钳摩擦部分的摩擦面积尺寸不是很大，其工作表面的面积仅仅是制动盘的百分之十二到十六之间，所以散热空间很足，使得散热性能较好。而且制动盘在设计时多方开口，除了减轻其重量外，也是大大增加其散热能力

35、。3） 水稳性较好，因为赛事可能在雨天进行，故制动器上沾水是必须要考虑的一种情况，而盘式制动器中，卡钳与制动盘的契合间隙非常小，容易将水挤出去，而且由于制动盘围绕中心转，其离心力也会将制动盘表面的水分摔出去。4） 制动力矩非常稳定，与汽车的行驶状态无关，不管是前行、停止、转向、后退等等，都可以保证制动力矩的正常传递。5） 盘式制动器在同等性能的情况下会在尺寸、质量等方面都比鼓式的要好，本次比赛有着轻量化的要求指标，故显而易见盘式的是首先。6） 盘式的制动器在其备用件替换时简单，如果在突发情况下需要换制动系统的某一部件，盘式的可以很快的达成目标，而鼓式的做不到。7） 盘式制动器卡钳的布置可以在车

36、轴之前或之后都可以，我们还是一般选用的将制动钳固定在车轴之前，因为这样可以避免轮胎向前内溅射泥水等污染物，因为在雨天行驶时难免会有泥水。图3-10是制动钳的位置对轮毂轴承在和的影响。 图3-1033盘式制动器制动力矩介绍首先，盘式制动器的计算过程图如下图3-11所示，如果卡钳的表面摩擦与制动盘接触良好，且各处的单位压力分布均匀，那么盘式制动器的制动力矩的计算公式为： Tf = 2fNR （3-14） 式中：f摩擦系数。N单侧卡钳摩擦块对制动盘的压紧力，具体如图2。R作用半径。如果设平均半径为Rm，有效半径为 Re，则有：Rm = （R1+R2）/2 （3-15） 联立公式3-14和3-15后由

37、积分公式算得：Re = 4/31R1R2/(R1+R2)(R1+R2)/2 （3-16） 图 3-11 图 3-12计算过程如图3-12所示，通过公式3-16，带入我们应用的实际数据，我最后求得的Re 是207mm。其中，前后制动力分配曲线如图3-13所示： 图3-13这个图上我画了两条直线，他们交点的意义是：如果我选择制动的附着系数是0.7的时候，那么我所计算的制动力矩，或者制动加速度之类的数据，需要乘上这一刻的制动效率，才是理论上的计算值。3.4 离合器踏板的设计及分析关于在创新的设计上，主要是刹车踏板和制动盘进行创新设计，制动主缸的设计安排,通过比较不同油电路布局的选择最佳的安排。使用的

38、车辆数据计算理想汽车制动钳和制动主缸的大小,对产品进行比较,选择国内外最好的一部分。制动力分配比,在许多文献只研究汽车或商业车,没有特殊的工具分析。参考设计方法的汽车,所以我需要从新检查汽车制动比设计数据分布,得出最优的解决方案。而对于离合器踏板要求的比较小一些，当然，对前部的空间利用率是肯定还是要保证的，主要是：（1） 轻量化的要求，我用的是6061铝的材料，在保证性能的基础上大大减轻了质量。（2） 空间利用率，我设计的强度都集中在支撑杆上，故下部固定时利用的空间较小。用UG建模后，得到的图形如图3-14所示： 图3-14它的尺寸如下：孔径 D=8mm脚踩部位 30X50 mm 厚度3mm

39、支撑部位 16X160 mm 厚度 8mm力学分析过程如图3-15所示： 图3-15结果图如图3-16所示： 图3-16上面的图为幅值图，受力图如下： 图3-17 整体受力图 3.5制动踏板的有限元分析过程图如图3-18所示： 图3-18 幅值图如图3-19所示： 图3-19总受力图如图3-20所示： 图3-20最小主应力图如图3-21所示： 图3-21最大剪切力如下图3-22所示： 图3-2236刹车片的有限元分析3.5.1基本尺寸：外径 200mm 厚度3.5mm四个固定位置的孔的圆心 75mm固定位置的孔直径8mm3.5.2UG建模图：如图3-23所示： 图3-233.2.3 ANSYS分析如下图3-24所示： 图3-24其中可以看出，最大值为375.36MPa 主要集中在固定的孔的位置。参 考 文 献1余志生，汽车理论.北京：机械工业出版社.2王望予，汽车设计.北京：机