鼓式制動器的建模與仿真畢業(yè)論文

1、<p><b>　　河北工業(yè)大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書 </b></p><p>　　作 者： 張南 學(xué) 號： 100287 </p><p>　　系 ： 機(jī)械工程

2、 </p><p>　　專 業(yè)： 車輛工程 </p><p>　　題 目： 鼓式制動器的建模與仿真 </p><p>　　指導(dǎo)者： 劉茜 副教授

3、 </p><p>　　評閱者： </p><p>　　2014年 06 月 08 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計說明書中文摘要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要</p><p><b>　　目

4、 錄</b></p><p>　　1．緒論………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 制動系統(tǒng)的原理……………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 鼓式制動器的介紹………………………………………………………………………1</p><p

5、>　　1.3 鼓式制動器優(yōu)缺點………………………………………………………………………… 3</p><p>　　2．鼓式制動器零件建模及裝配…………………………………………………………4</p><p>　　2.1 零件建?！?</p><p>　　2.2 制動器的裝配……………………………

6、…………………………………………………13</p><p>　　3. 虛擬樣機(jī)模型的建立及性能仿真分析………………………………………………15</p><p>　　3.1 制動器各部件間約束關(guān)系的建立……………………………………………………15</p><p>　　3.2 幾何體間約束的關(guān)系與選擇…………………………………………………………… 17</p&

7、gt;<p>　　3.3 ADAMS\View的運動仿真……………………………………………………………………25</p><p>　　3.4 ADAMS\View仿真結(jié)果……………………………………………………………………27</p><p>　　結(jié)論……………………………………………………………………………………… 33</p><p>　　參考文獻(xiàn)

8、………………………………………………………………………………… 34</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………… 35</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 制動系統(tǒng)原理</p><p>　　制動系統(tǒng)是行車安全中非常重要的一部分，制動系統(tǒng)主

9、要表現(xiàn)為通過踩下制動踏板，制動系統(tǒng)將力進(jìn)行一系列傳遞從而最終表現(xiàn)為車輛的行車速度降低直至停車。制動系統(tǒng)原理圖如下圖1.1。制動系統(tǒng)由制動踏板、助力泵、總泵活塞、制動鼓、液壓管道、駐車制動等組成。踩下制動踏板將力傳遞到制動系統(tǒng)，助力泵將踏板上的力進(jìn)行放大并傳遞到制動總泵中推動總泵活塞運動，將力傳遞到制動器的制動鼓，產(chǎn)生摩擦力矩從而使車輪速度降低直至停車。</p><p>　　圖1.1 制動系統(tǒng)的原理圖</p&

10、gt;<p><b>　　鼓式制動器的介紹</b></p><p>　　鼓式制動器應(yīng)用在車輛上面已經(jīng)有很長時間的歷史，由于它的可靠性穩(wěn)定以及大制動力均衡，使得鼓式制動器至今仍被裝置在許多車型上 (多用于后輪)。鼓式制動器是通過液壓裝置將制動蹄向外推，使制動蹄摩擦片與隨著車輪轉(zhuǎn)動的制動鼓發(fā)生摩擦產(chǎn)生制動力矩從而使車輛實現(xiàn)制動的效果。 鼓式制動器的制動鼓內(nèi)側(cè)與摩擦片接觸的位置就是制

11、動裝置產(chǎn)生制動力矩的位置。在獲得相同制動力矩的情況下，鼓式制動器的制動鼓直徑較盤式制動器的制動鼓要小得多。因此需要較大制動力的德眾大型車輛多會裝置鼓式制動器。鼓式制動器就是利用制動蹄摩擦片與制動鼓之間產(chǎn)生摩擦并產(chǎn)生制動力矩從而使車輛減速的制動裝置。當(dāng)踩下制動踏板時，腳的施力會使制動總泵內(nèi)的活塞將液壓油往前推并在油路中產(chǎn)生壓力。壓力經(jīng)由液壓管傳送到每個車輪的制動輪缸的活塞，制動輪缸的活塞再向外推動制動蹄，使制動蹄摩擦片與制動鼓的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生摩

12、擦，并產(chǎn)生足夠的摩擦力矩使車輪車速降低，以達(dá)到車輛制動的目的。</p><p>　　鼓式制動器的成本低廉,適合實際生產(chǎn)應(yīng)用。四輪汽車在制動過程中,由于慣性的作用,前輪載荷通常是占車輛總載荷的70%，制動力遠(yuǎn)大于后輪,后輪起輔助制動效果,因此,汽車制造商為了降低成本多采用前盤后鼓的制動裝置。但對于重型車輛,速度一般不是很高,所以很多貨車至今仍使用四輪鼓式的制動裝置的設(shè)計。 </p><p>

13、　　按照鼓式制動器的制動蹄的受力情況可以將其進(jìn)行分類（見圖1.2），它們的制動效能、制動鼓的受力狀況以及對車輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿有艿挠绊懢幌嗤?lt;/p><p>　　實際上無論哪種鼓式制動器其工作原理都是一樣的，鼓式制動器都是由制動輪缸推動活塞將力傳遞到制動蹄，推動制動蹄上的摩擦片與制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而迫使車輪速度降低直至停止。</p><p>　　1.3 鼓式制動器的優(yōu)點和缺點&l

14、t;/p><p>　　鼓式制動器之優(yōu)點： 有自動制動的作用，使制動系統(tǒng)可以使用較低的油壓，或是使用直徑比制動碟小很多的制動鼓；駐車制動機(jī)構(gòu)的安裝容易。有些車輛在后輪裝盤式制動器，會在制動盤中心部位安裝鼓式制動的駐車制動機(jī)構(gòu)；零件的加工與構(gòu)造較為簡單，并且制造成本較低。</p><p>　　鼓式制動器的缺點：鼓式制動的制動鼓在受熱后直徑會變大，造成制動踏板的行程加大，容易發(fā)生制動反應(yīng)遲緩的狀況。

15、因此駕駛裝有鼓式制動的車輛時，要盡量避免連續(xù)踩下制動踏板制動造成制動蹄片因高溫而產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象；制動系統(tǒng)反應(yīng)較為遲緩，制動的踩踏力不容易被控制，會影響制動效能；制動器構(gòu)造復(fù)雜零件繁多，制動間隙須做調(diào)整，使得維修不易。</p><p>　　鼓式制動器零件建模及裝配總成</p><p><b>　　2.1 零件建模</b></p><p>　　鼓

16、式制動器由制動鼓、制動蹄、輪缸(制動分泵)、制動底板、回位彈簧等零部件組成。制動鼓的外形成圓環(huán)狀，一般選材為散熱較好的金屬，制動鼓車輪旋轉(zhuǎn)。制動蹄安裝在固定不動的制動底板上，位于制動鼓之中制動底板是用來安裝各種組件的。一個制動鼓裝有兩個一樣的制動蹄，制動蹄上裝有摩擦片，但是制動蹄的位置不是對稱裝配的。踩下制動踏板，活塞推動制動蹄片張開，制動蹄摩擦片與制動鼓的內(nèi)表面發(fā)生摩擦，迫使制動鼓逐漸降速直至停止旋轉(zhuǎn)，使得車輛減速直至停車。</

17、p><p>　　制動器是汽車的重要安全裝置，為對汽車鼓式制動器進(jìn)行運動性能分析，首先應(yīng)用UG軟件建立了鼓式制動器零件三維實體模型和裝配總成模型。鼓式制動器零件三維實體建模和裝配的過程和方法，如下所述方法來保證建立三維實體模型的準(zhǔn)確性。</p><p>　　2.1.1 制動底板</p><p>　　制動底板是車輛制動器中用以固定制動蹄總成與制動鼓裝配的支撐零件，是連接鼓

18、式制動器和車輛的器件，可以說是整車制動系統(tǒng)的核心．</p><p>　　制動底板是圓形，兩邊稍高中間低洼，低洼處是用以安裝兩邊的制動輪缸（制動分泵），制動地板上還有相應(yīng)的螺紋孔用于固定制動底板。</p><p>　　首先，在UG中的新建一個文件，如圖2.1.然后進(jìn)入建模環(huán)境，然后進(jìn)入草圖，根據(jù)制動底板二維圖中的左視圖和俯視圖，在草圖環(huán)境中畫出制動底板的輪廓圖，如圖2.2所示。</p&

19、gt;<p>　　點擊按鈕進(jìn)行回轉(zhuǎn)角度限制為0°到360°。 圖 2.3 回轉(zhuǎn)</p><p>　　然后在回轉(zhuǎn)體的上表面，作處一個基準(zhǔn)面，如圖2.4.并在回轉(zhuǎn)體的兩側(cè)在草圖環(huán)境中畫出兩個半圓，并對半圓向下進(jìn)行拉伸操作，要超過底板的輪廓，新的拉伸體與先做的拉伸體布爾求差。其次，再在中間拉伸體旁邊的平面再做一個基準(zhǔn)平面，并繼續(xù)在此基準(zhǔn)面上畫圓形

20、，完成草圖進(jìn)并進(jìn)行拉伸，把剛才進(jìn)行求差的圓孔補(bǔ)上，最后將各部分進(jìn)行布爾求和。</p><p>　　在剛剛建立的最后一個基準(zhǔn)平面上再次進(jìn)入草圖環(huán)境并作出安裝制動液壓輪缸的位置的形狀，點擊完成草圖并進(jìn)行進(jìn)行拉伸操作，得到安裝制動液壓缸位置實體。如圖2.5所示：</p><p>　　2.1.2 制動蹄</p><p>　　制動蹄總成是由制動蹄片、制動蹄筋、制動摩擦片裝配

21、形成。制動蹄筋和制動蹄片通過焊接方式連接在一起，然而制動蹄片和制動摩擦片因為材料不同需要通過鉚接方式進(jìn)行連接，裝配時有12個鉚釘鉚接在一起。制動摩擦片材料與制動蹄片和制動蹄筋的材料不同，一般是石棉材料制成的。</p><p>　　制動蹄筋和蹄片的厚度選擇，經(jīng)查閱資料可知，通常轎車的為3㎜-5㎜，貨車的為5㎜-8㎜.摩擦片的厚度經(jīng)查閱資料可知，轎車多為4.5㎜-5㎜，貨車多為8㎜以上，摩擦片可為鉚接或粘貼在制動蹄上

22、，粘貼的允許磨損厚度會比較大，而且使用壽命較長，但是更換摩擦片操作會比較麻煩，而采用鉚接連接的制動蹄片和制動蹄摩擦片，其鼓式制動器工作噪聲比較小，制動蹄片和制動蹄筋材料采用HT200。</p><p>　　首先做建立的是制動蹄筋模型，根據(jù)二維圖紙上的數(shù)據(jù)，進(jìn)入草圖畫出制動蹄的輪廓形狀，完成草圖并進(jìn)行拉伸完成制動蹄筋的建模。</p><p>　　然后建立制動蹄片模型，同上在草圖中畫出蹄片的輪

23、廓，完成草圖并進(jìn)行拉伸，完成蹄片的整體模型。然后完成鉚釘孔和定位孔，通過基準(zhǔn)平面按鈕以及其中的“點和方向”、“按某一距離”等按鈕，進(jìn)行基準(zhǔn)平面的創(chuàng)建。如圖2.4所示。然后在基準(zhǔn)平面進(jìn)行畫草圖，完成拉伸，布爾求差，得出想要的鉚釘孔和定位孔，即完成制動蹄片的模型。</p><p>　　最后建立制動蹄摩擦片模型，制作過程與制動蹄片建模操作過程相似。完成制動蹄摩擦片的建模如圖2.8</p><p>

24、;　　制動蹄三部分零件完成建模之后進(jìn)行裝配，打開UG軟件的裝配環(huán)境，使用UG左下角的“添加現(xiàn)有組件” 按鈕，即出現(xiàn)如圖2.9所示的選擇部件對話框。選中已完成建模的零件，然后進(jìn)行面與面之間配對，制動蹄片的鉚釘孔可用來裝配，只要讓兩個孔面配對就完成裝配。配對對話框如圖2.11所示。</p><p>　　最后完成的裝配制動蹄總成如圖2.12所示。</p><p>　　2.1.3 制動鼓<

25、/p><p>　　制動鼓是制動系統(tǒng)的一部分，制動時，活塞對兩對半月型的制動蹄片施加壓力，讓制動蹄片貼緊制動鼓的內(nèi)壁，產(chǎn)生摩擦使車輪停止旋轉(zhuǎn)。制動鼓材質(zhì)為HT200-300（即灰口鑄鐵），制動鼓毛坯是鑄造而成，制動鼓原材料一般為生鐵、回爐鐵，同時加入了一些合金，如Cu、Cr等，從而改善了鑄件的性能。</p><p>　　制動鼓的壁厚的選擇經(jīng)過查閱資料可知，其選取主要是根據(jù)剛度及強(qiáng)度。制動鼓壁厚取

26、大些有助于散發(fā)制動過程中產(chǎn)生的熱量，但實驗表明，壁厚約從11mm增至20mm時，制動過程的摩擦表面的溫度變化并不明顯。鑄造制動鼓的壁厚：轎車約為7mm到2mm；中、重型貨車大致為13mm到18mm。制動鼓制造材料選用HT200。</p><p>　　制動鼓首先是由外圓拉伸為圓柱，然后再此基礎(chǔ)上做另一小圓拉伸并與大圓布爾求減而成，點擊“拉伸”按鈕拉伸對話框并輸入拉伸值如圖2.13所示。</p><

27、;p>　　布爾求減后的制動鼓厚度應(yīng)大于制動蹄片與制動蹄摩擦片裝配后的寬度。完成拉伸的模型如圖2.14所示</p><p><b>　　2.1.4 輪缸</b></p><p>　　輪缸是在制動系統(tǒng)中產(chǎn)生阻止車輛運動或運動趨勢的力的重要組成部件。</p><p>　　輪缸分成兩部分，缸體和活塞，并且把它們裝配成輪缸。制動輪缸是汽車制動系統(tǒng)

28、的重要組成,如果制動輪缸密封性能不好,會使制動失靈。</p><p>　　缸體是在基準(zhǔn)平面上進(jìn)入草圖環(huán)境，制動輪缸的二維圖做出出來輪缸底板的圓，完成草圖后拉伸，接著在拉伸的上表面用同上的方法建立凸臺。最后在凸臺上表面建立制動輪缸的缸體，最后將完成的模型布爾求和即完成制動輪缸的缸體建模。</p><p>　　活塞根據(jù)二維圖紙即可建立模型，較為簡單，操作同上不在重復(fù)說明。</p>

29、<p><b>　　圖2.16 活塞</b></p><p>　　最后是缸體和活塞的裝配。配對條件如圖2.17所示。得到制動輪缸的裝配圖，如圖2.18</p><p>　　2.1.5 回位彈簧</p><p>　　鼓式制動器中有兩根相同的回位彈簧，回位彈簧安裝在兩個制動蹄上，每根彈簧都是由掛鉤、螺旋彈簧、直拉桿組成。制動器工作時，

30、隨著制動泵活塞的伸長，推動制動蹄張開，安裝在制動蹄上的回位彈簧被拉直；制動動作停止后，制動蹄利用彈簧的彈性回到原來的位置，制動器也從新復(fù)位。</p><p>　　由于回位彈簧為對稱模型所以通過建立一般的模型在進(jìn)行鏡像操作來完成整根回位彈簧的模型。啟用UG“螺旋線”工具，如圖2.19對話框。輸入螺旋線的轉(zhuǎn)數(shù)（9.5）、螺距（14），選擇輸入半徑按鈕(1.6)，旋轉(zhuǎn)方向選為左旋，最后點擊“確定”即可完成螺旋線的繪制。

31、然后進(jìn)入草圖環(huán)境在螺旋線的一端建立基準(zhǔn)面，在此基準(zhǔn)面上繪制彈簧的截面圓形，完成草圖并利用回轉(zhuǎn)操作做出彈簧的實體模型。</p><p>　　圖2.19 螺旋線對話框 </p><p>　　然后再通過選定基準(zhǔn)平面，畫出掛鉤和連桿，最后并利用“鏡像”命令，得出回位彈簧的另一半。即可完成如圖2.20所示的回位彈簧模型。</p><p>　　圖2.20 回位彈簧</p&

32、gt;<p><b>　　2.2 建立模型</b></p><p>　　打開UG并進(jìn)入裝配環(huán)境，打開做好的制動底板，然后裝配兩個液壓泵，用“配對”按鈕安裝制動輪缸，左右兩個的輪缸上下相反。如圖2.21</p><p>　　圖2.21 底板、回位彈簧、制動輪缸的裝配 </p><p>　　點擊“添加現(xiàn)有組件”按鈕，選中制動鼓，選取

33、中心對齊方式進(jìn)行裝配，使制動鼓的圓柱面中心與制動底板的外圓中心對齊。最后移動組件將制動鼓下表面與制動底板距離設(shè)置為11cm。如圖2.22</p><p>　　圖2.22 底板、回位彈簧、制動輪缸與輪鼓的裝配 </p><p>　　繼續(xù)點擊添加現(xiàn)有組件按鈕，設(shè)置制動蹄總成的制動蹄片的外圓與制動底板內(nèi)圓柱面同心，移動組件設(shè)置兩者相距距離為0.4mm。最后添加約束，使制動蹄片的上表面與制動鼓上表

34、面在同一平面上。點擊移動組件按鈕，選擇制動蹄總成，移動類型為繞軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為180°，點擊確定得制動器模型總成如圖2.23，即完成了鼓式制動器的建模過程。</p><p>　　3. 仿真模型的建立及性能仿真</p><p>　　3.1導(dǎo)入UG模型初步分析</p><p>　　ADAMS沒有能直接分析UG建立的三維模型，需要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)Parasolid格式

35、實現(xiàn)模型的無縫對接。首先，在UG中把模型輸出，通過文件到處到Parasolid，彈出如圖3.1對話框。選擇導(dǎo)出的零件，點擊OK，并命名輸出文件。Parasolid保存文件格式有兩種*.x_t和*.xmt_txt，ADAMS僅識別*.xmt_txt格式，所以輸出文件格式為*.xmt_txt。</p><p>　　雙擊運行ADAMS／View，顯示對話框如圖3.2。選中Import a file（導(dǎo)入一個文件），在s

36、tart in （開始于）中選擇導(dǎo)出文件位置，單擊OK,顯示導(dǎo)入對話框3.3。在File Type（文件類型）中選擇*.xmt_bin格式的文件類型，F(xiàn)ile To Read（讀文件位置）項中填入要導(dǎo)入文件路徑及名字。在Model　Name(模型名字)項輸入新的文件名，最后單擊OK及可出現(xiàn)實體。</p><p>　　圖3.2 ADAMS 導(dǎo)入文件對話框</p><p>　　圖3.3 選擇要

37、導(dǎo)入的文件</p><p>　　3.2幾何體間約束的關(guān)系與選擇</p><p>　　3.2.1 合并零件（布爾求和）</p><p>　　本次設(shè)計仿真中，需要將兩個制動液壓泵的泵體與制動底板兩個不相交的實體進(jìn)行合并。</p><p>　　合并兩個不相交實體的操作過程如下說明：</p><p>　　① 在幾何建模工具集圖

38、標(biāo)用右鍵選取合并兩個不相交的實體工具圖標(biāo) 。</p><p>　?、?選擇第一個實體即制動液壓泵的泵體，在該實體上將要并入第二個實體即制動底板。</p><p>　?、?選擇第二個實體即制動底板，完成合并組合操作。此時，構(gòu)件液壓泵泵體并入構(gòu)件底板中，成為構(gòu)件制動底板的一部分。同時，程序自動地在數(shù)據(jù)庫中將原來的構(gòu)件液壓泵泵體刪除。</p><p>　　操作完成后即完成

39、了制動液壓缸缸體與制動底板的實體合并。還應(yīng)說明的是進(jìn)行零件實體合并的兩個零件的材料要相同才能進(jìn)行操作。</p><p>　　3.2.2 幾何體間的連接（JOINT）</p><p>　　JOINT（連接）的約束過程為點擊Build按鈕，右鍵點擊Joints按鈕，即出現(xiàn)如圖3.4對話框</p><p>　　圖3.4 各種連接副對話框</p><p

40、>　　各連接副的功能如下說明:</p><p>　　轉(zhuǎn)動副　約束2個轉(zhuǎn)動自由度，3個移動自由度</p><p>　　平移副　約束2個移動自由度，3個轉(zhuǎn)動自由度</p><p>　　圓柱副　約束2個轉(zhuǎn)動自由度，2個移動自由度</p><p>　　球形副　約束3個移動自由度 </p><p>　　平面副　約束２個轉(zhuǎn)動

41、自由度，１個移動自由度</p><p>　　恒速副　約束１個轉(zhuǎn)動自由度，3個移動自由度</p><p>　　萬向副　約束1個轉(zhuǎn)動自由度，3個移動自由度</p><p>　　螺旋副　約束2個轉(zhuǎn)動自由度，3個移動自由度</p><p>　　固定副　約束６個自由度</p><p>　　齒輪副 約束兩個滑移副或旋轉(zhuǎn)副之間的自

42、由度并使之成一定比例</p><p>　　本設(shè)計仿真模型建立過程中用到了固定副、轉(zhuǎn)動副、平移副三種連接。</p><p>　　轉(zhuǎn)動副：本設(shè)計中是制動鼓相對制動底板轉(zhuǎn)動和制動蹄相對制動輪缸的轉(zhuǎn)動。制動鼓旋轉(zhuǎn)的中心位置即制動底板的中心位置。所以需要添加制動鼓相對制動底板的轉(zhuǎn)動副。</p><p>　　點擊打開Joints對話框，點擊按鈕即添加轉(zhuǎn)動副按鈕，在制動輪鼓位置右

43、擊，即出現(xiàn)select對話框，如圖3.5</p><p>　　圖3.5 選擇實體對話框</p><p>　　選中要選擇的實體即制動鼓，將制動鼓進(jìn)行選定，再選擇有轉(zhuǎn)動副關(guān)系的另一個實體即制動底板。制動鼓旋轉(zhuǎn)的中心位置即制動底板的中心位置。</p><p>　　然后如上操作添加制動蹄相對輪缸的轉(zhuǎn)動副。</p><p>　　固定副：制動底板與地面添

44、加固定副。兩個制動鼓蹄片和制動蹄摩擦片也需要添加固定副。具體操作如下：</p><p>　　打開Joints添加對話框，點擊按鈕即添加固定副，先選中制動底板，然后選擇地面，即可完成固定副的添加。制動鼓蹄片和制動蹄摩擦片也需要添加固定副，因為制動蹄片和制動蹄摩擦片的材料不同，因此無法通過合并零件進(jìn)行固定。</p><p>　　平移副：制動液壓泵活塞相對液壓泵缸體平移。</p>

45、<p>　　打開Modify Joint對話框，點擊按鈕，先選中液壓泵活塞，然后選中制動液壓泵泵體，平衣服添加完成，同時可對平移副進(jìn)行編輯，如圖3.6對話框</p><p>　　圖3.6添加平移副對話框</p><p>　　3.2.3 幾何體間的運動（MOTION）</p><p>　　添加運動使用的是 Joint Motion按鈕，右擊Joint按鈕可

46、以選擇驅(qū)動的類型。點擊Modify按鈕出現(xiàn)如下對話框，即可進(jìn)行編輯。并可對函數(shù)進(jìn)行編輯，如圖3.7所示。</p><p><b>　　MOTION_1</b></p><p>　　平移運動，為JOINT_3制動液壓缸活塞的平移。設(shè)定運動函數(shù)為1.5*time。如圖3.8所示</p><p>　　圖3.8 MOTION-1對話框</p>

47、;<p><b>　　MOTION_2</b></p><p>　　此為平移運動，為JOINT_4制動蹄的平移。時間模仿為位移，設(shè)定運動函數(shù)為1.5*time。如圖3.9所示</p><p>　　圖3.9 MOTION-2 對話框</p><p><b>　　MOTION_3</b></p>&

48、lt;p>　　此為旋轉(zhuǎn)運動，為JOINT_9制動鼓的轉(zhuǎn)動。操作如上。</p><p>　　3.2.4 幾何體間的接觸（Contact）</p><p>　　點擊Build里的Force按鈕，出現(xiàn)如圖3.10對話框。</p><p>　　圖3.10 Creat Force對話框</p><p>　　添加接觸約束操作說明，點擊按鈕，選中接

49、觸的兩個實體，如果只是相互接觸而沒有力的相互作用就不用設(shè)定力的參數(shù)，有力相互作用的就設(shè)定力的參數(shù)。</p><p>　　Contact_1 </p><p>　　此接觸約束是加在了制動蹄和制動輪鼓之間，兩者之間接觸時有力的作用，所以需要設(shè)置力參數(shù)。接觸力參數(shù)：剛度為1.0E+005 newton/mm，阻尼為10.0 newton-sec/mm，指數(shù)為2.2。摩擦因數(shù)的選擇經(jīng)過查閱資料為

50、：靜摩擦因數(shù)為0.3，動摩擦因數(shù)為0.2，粘度轉(zhuǎn)變速率為1.0 mm/sec，摩擦力轉(zhuǎn)變速率為10.0 mm/sec。如圖3.11所示。</p><p>　　圖3.11 CONTACT_1參數(shù)修改對話框</p><p>　　Contact_2 </p><p>　　3.12 CONTACT_2參數(shù)修改對話框</p><p>　　此接觸約束也是

51、加在了制動蹄和制動輪鼓之間，接觸力參數(shù)與添加的第一個接觸力參數(shù)相同。如圖3.12所示。 </p><p><b>　　Contact_3</b></p><p>　　圖3.13 CONTACT_3參數(shù)修改對話框</p><p>　　此接觸約束加在了制動蹄和制動液壓泵活塞之間。同樣需要設(shè)置接觸力參數(shù)。接觸力參數(shù)：剛度為1.0E+005 newto

52、n/mm，阻尼為10.0 newton-sec/mm，指數(shù)為2.2，Dmax為0.1mm。如圖3.13所示。</p><p>　　3.2.5 回位彈簧的添加</p><p>　　在仿真中用到的彈簧和UG建模中所用的彈簧是不一樣的，ADAMS中有專用的彈簧按鈕。然后再在兩側(cè)的制動蹄上安裝彈簧的位置上安裝回位彈簧彈簧，并編輯對回位彈簧的參數(shù)。如圖3.14所示，編輯完成參數(shù)后即可添加回位彈簧。

53、</p><p>　　圖3.14 回位彈簧的參數(shù)編輯</p><p>　　3.2.6 幾何體間材料的選擇</p><p>　　ADAMS軟件中的材料類型有以下幾種。如圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15 材料類型對話框</p><p>　　軟件中自帶的材料類型中沒有本設(shè)計課題中所用到的制動蹄摩擦片是石棉的

54、材料，石棉的參數(shù)為：密度為1700kg/mm**3，泊松比0.4,彈性模量為100newton/mm**2。創(chuàng)建步驟為，點擊Build里的Materials（材料）按鈕出現(xiàn)如下對話框。編輯參數(shù)后點擊OK即可完成制動蹄摩擦片材料的選擇。</p><p>　　圖3.16 石棉的各種參數(shù)編輯</p><p>　　3.3 ADAMS\View的運動仿真</p><p>

55、　　如圖所示可以看到移動副、固定副、轉(zhuǎn)動副、驅(qū)動力、回位彈簧等添加之后的形態(tài)。下面就可以進(jìn)行運動仿真分析了。</p><p>　　圖3.17 鼓式制動器虛擬樣機(jī)模型</p><p>　　這就是已經(jīng)建立完成的鼓式制動器的虛擬樣機(jī)仿真模型?？梢杂?等按鈕可以進(jìn)行運動仿真控制。也可以用 </p><p>　　等按鈕進(jìn)行逐步運動分析與仿真。</p><

56、;p>　　添加完成各種約束、運動、驅(qū)動力、回位彈簧加好之后，就可以進(jìn)行運動仿真，仿真還要設(shè)置仿真時間、仿真步數(shù)之類的按鈕。如圖3.17所示，設(shè)定時間為2秒，步數(shù)為50步。先點擊，進(jìn)行如圖3.18設(shè)置。</p><p>　　圖3.18 對仿真時間、步數(shù)的編輯</p><p>　　然后點擊就可以進(jìn)行仿真。</p><p>　　如圖3.19就是進(jìn)行完運動仿真后的鼓式

57、制動器的狀態(tài)。</p><p>　　圖3.19 鼓式制動器完成仿真的狀態(tài)</p><p>　　3.4 ADAMS\View仿真結(jié)果</p><p>　　繪制運動仿真數(shù)據(jù)曲線的步驟如下：</p><p>　?。?） 在控制面板左下方的選項按鈕區(qū)，選擇處理的數(shù)據(jù)類型；Objects、Measures、</p><p>　

58、　Result sets。</p><p>　　（2）根據(jù)控制面板的數(shù)據(jù)列表框提示，在列表框中自左向右，選擇作曲線圖的數(shù)據(jù),其中:</p><p>　　① 對于Objects數(shù)據(jù)，依次選擇Model、Filter、Object、Characteristic和Component。</p><p>　?、?對于Measures數(shù)據(jù),選擇Measure。</p>

59、;<p>　?、?對于Result sets數(shù)據(jù)，依次選擇Model、Filter、Result Set和Component。</p><p>　　（3） 在控制面板的右側(cè)，選擇 Curves命令，完成仿真數(shù)據(jù)曲線的繪制。</p><p>　　仿真完成之后可以點擊按鈕，可以查看全部曲線。如圖3.20所示</p><p>　　圖3.20 圖線的對話框&l

60、t;/p><p>　　3.4.1 輪鼓繞X軸的角速度隨時間的變化曲線</p><p>　　圖3.21 輸出曲線1的選擇</p><p>　　圖3.22 輪鼓繞X軸的角速度隨時間的變化曲線</p><p>　　分析：制動輪鼓在0.215秒左右開始角速度逐漸減小，從2000deg/sec開始到1.1999秒的時候速度降為0deg/sec。該過程為

61、車輪從正常行駛到通過制動系統(tǒng)停車的過程。</p><p>　　3.4.2 制動輪鼓在X軸方向的角加速度隨時間變化的曲線</p><p>　　圖3.23 輸出曲線2的選擇</p><p>　　圖3.24 制動輪鼓在X軸方向的角加速度隨時間變化的曲線</p><p>　　分析：制動輪鼓的角加速度開始圍繞-7500deg/mm*mm進(jìn)行上下波

62、動，在0.65625秒左右的時候制動輪鼓的角加速度發(fā)生突變，角加速度值變到了0值附近，并開始圍繞0值進(jìn)行上下波動。 該過程表示車輪從減速到停車過程角加速度的變化。</p><p>　　3.4.3 制動液壓泵活塞與制動蹄之間的轉(zhuǎn)矩在X軸方向隨時間的變化的曲線</p><p>　　圖3.25 輸出曲線3的選擇</p><p>　　圖3.26制動液壓泵活塞與制動蹄之間的

63、轉(zhuǎn)矩在X軸方向隨時間的變化曲線</p><p>　　分析：液壓泵活塞與制動蹄之間的接觸力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，在開始時制動轉(zhuǎn)矩圍繞12500newton.mm上下進(jìn)行波動，在0.65625秒附近，轉(zhuǎn)矩發(fā)生突變，變到0值附近，并在0值上方進(jìn)行上下波動。該過程說明在轉(zhuǎn)矩發(fā)生突變的時候是制動器工作過程，轉(zhuǎn)矩變?yōu)?即車輛停止運動。</p><p>　　對制動液壓泵活塞與制動蹄之間的轉(zhuǎn)矩在X軸方向隨時間的變化的

64、曲線的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行計算驗證，如下：</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　式中：--單個制動蹄的制動蹄因數(shù)</p><p>　　

65、圖3.27制動蹄各個零部件尺寸圖</p><p>　　由制動器各個零部件圖（圖3.27）以及制動蹄零部件圖，可得出制動蹄所有參數(shù)如下：</p><p>　　把以上數(shù)據(jù)帶入公式3-2和公式3-3，可分別得 </p><p>　　由公式3-1可得 </p><p>　　前軸制動器的制動力為</p><p>

66、<b>　?。?-4）</b></p><p>　　為軸距為汽車質(zhì)心到后軸的距離 經(jīng)所給資料查得</p><p><b>　　由公式3-4得</b></p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　制動轉(zhuǎn)矩為

67、 （3-6）</p><p>　　由公式3-6得 </p><p>　　通過觀察得出的曲線可以看出算出的值在轉(zhuǎn)矩的波動范圍之內(nèi)。</p><p>　　所以此次虛擬樣機(jī)運動仿真的結(jié)果與計算結(jié)果相符，說明此次仿真結(jié)果是正確的。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p>

68、<p>　　車輛的制動系統(tǒng)是體現(xiàn)車輛安全性能中首要的系統(tǒng)，車輛的制動器是制動系統(tǒng)的主要執(zhí)行器，它的工作性能的好壞直接關(guān)系到車輛的整體安全性。本次畢業(yè)設(shè)計主要是運用UG軟件建立鼓式制動器三維實體模型，用裝配技術(shù)將建立的零件模型進(jìn)行裝配，得到然后導(dǎo)入ADAMS軟件，利用ADAMS建立鼓式制動器虛擬樣機(jī)仿真模型，對其工作過程的工作運動性能進(jìn)行運動仿真分析，得出仿真結(jié)果，對鼓式制動器工作性能作出分析及評價。</p>

69、<p>　　本論文敘述了鼓式制動器的建模及虛擬仿真過程，具體內(nèi)容如下：</p><p>　　①利用UG軟件建立了鼓式制動器的三維實體模型。</p><p>　?、趯⑺⒌膸缀文Ｐ蛯?dǎo)入ADAMS/View，利用ADAMS/View交互的圖形界面和豐富的仿真單元庫，建立了工作裝置的實體數(shù)值仿真模型。</p><p>　　③利用ADAMS/View的后處理測出

70、了輪鼓繞X軸的角速度隨時間的變化曲線、制動輪鼓在X軸方向的角加速度隨時間變化的曲線、液壓泵柱塞與制動蹄之間的轉(zhuǎn)矩在X軸方向隨時間的變化的曲線。</p><p>　　通過運動仿真分析能夠在設(shè)計階段預(yù)知鼓式制動器的基本性能。運動仿真結(jié)果精度較高，所得到的結(jié)果可以為實際設(shè)計過程中選擇液壓制動輪缸和回位彈簧型號提供理論依據(jù)。ADAMS軟件功能實現(xiàn)可以為很多實體的研究提供理論依據(jù)，同時為企業(yè)及科研單位的相關(guān)研究節(jié)省經(jīng)費和大

71、量時間。</p><p>　　由于作者水平有限，論文研究時間較短，計算機(jī)軟件及各種技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，因而對軟件的掌握程度有限。如果充分利用ADAMS軟件各個模塊的知識，并與UG建立聯(lián)系接口，進(jìn)行更詳細(xì)的動態(tài)仿真方案，將更有意義。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 百度百科 鼓式制動器的發(fā)展趨勢<

72、/p><p>　　http://baike.baidu.com/view/171495.htm?fr=wordsearch#6 2013.12.29/2014.3.28</p><p>　　[2] 行業(yè)報告 2009-2013年中國汽車鼓式制動器總成行業(yè)調(diào)研及投資發(fā)展分析http://www.51baogao.cn/qiche/2009baogao1728.shtml 2009.11.25

73、/2014.3.28</p><p>　　[3] 知網(wǎng)空間 鼓式制動器動力學(xué)分析及制動性能優(yōu)化 </p><p>　　http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10183-1011098469.htm 2011/2014.3.28</p><p>　　[4] 知網(wǎng)空間 國外電磁制動器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p&

74、gt;　　http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DYDQ198706001.htm 1987/　　2014.3.28</p><p>　　[5]陳家瑞. 汽車構(gòu)造（第二版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999 </p><p>　　[6] 徐永康. 汽車制動器. 汽車實用技術(shù). 2004(1)：14-16</p><p>　

75、　[7] 王望予. 汽車設(shè)計（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2003</p><p>　　[8] 劉惟信.汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算[M]. 北京:清華大學(xué)出版社.2004:68-70</p><p>　　[9] 王庭,呂彭民等. 鼓式制動器制動過程動力學(xué)仿真[J]. 中國公路學(xué)報. 2010(6)</p><p>　　[10]毛智東,王學(xué)林等.鼓式制動器

76、接觸分析[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2002(07)</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計歷經(jīng)了三個多月的時間，在這三個多月的時間里我在老師、同學(xué)、家人的幫助下，順利完成了畢業(yè)設(shè)計及說明書的撰寫工作。在畢業(yè)設(shè)計過程中我也充分意識到了自己的種種不足，有對專業(yè)知識的熟知度不足問題也有生活中遇事的處理方面的問題。在此，我

77、非常感謝在畢業(yè)設(shè)計過程中及四年的大學(xué)生活中幫助、教誨我的老師同學(xué)及家人們。感謝你們陪伴我四年的成長，感謝你們給予我知識和幫助。</p><p>　　首先要感謝本次畢業(yè)設(shè)計的輔導(dǎo)老師，劉茜老師。劉老師從下發(fā)畢業(yè)設(shè)計說明書開始就時時提醒關(guān)注我們的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程，在忙碌的工作生活中抽出時間為我們解答在畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的種種問題，在我們迷茫的時候為我們指明方向，為我們加油鼓勁。老師每一次的指導(dǎo)，每一次的批評，每一次的鼓勵

78、我都銘記在心，不僅在畢業(yè)設(shè)計階段乃至在以后的生活工作中也受用。感謝老師的教導(dǎo)與鼓勵幫助陪伴我走完大學(xué)的最后時光。同樣也要感謝這四年的學(xué)習(xí)生活中幫助教導(dǎo)過我的各位老師，感謝你們給我知識，教我為人處事，你們的教導(dǎo)會讓我受益終身，愿各位老師在今后的工作生活中能夠一帆風(fēng)順。</p><p>　　還要感謝我們相互陪伴成長的同學(xué)們，四年生活中我們是最親最近的伙伴，學(xué)習(xí)上我們相互討論進(jìn)步，生活上我們相互扶持幫助，遇到困難我們齊

79、心協(xié)力共度難關(guān)，喜悅我們共同分享彼此祝福。在畢業(yè)設(shè)計過程中我們也是相互就專業(yè)知識討論共同進(jìn)步，遇到困難相互鼓勵共同面對。四年時間不知不覺我們已經(jīng)習(xí)慣了彼此的存在，不是親人勝似親人，感謝彼此的幫助與陪伴，愿同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)及工作生活中一帆風(fēng)順，大展宏圖，前程似錦。</p><p>　　同樣還要感謝家人在生活方面的支持讓我更有信心完成好本次的畢業(yè)設(shè)計。最后要感謝河工，感謝河工給予我們知識教育我們做人，勤慎公忠的校訓(xùn)