汽车电子机械制动系统执行机构的设计研究

摘要

随着科学技术的发展和人们对汽车安全性意识的提高，汽车电子机械制动系统以其结构简单，性能优良，操作方便，而且环保、节能的特点深受国内外研究的欢迎。本文以某轻型轿车为参考车型，运用CAD建模技术、有限元分析方法及动力学仿真技术对汽车电子机械制动系统的执行机构进行了设计研究。主要内容如下： (1)在国内外各公司开发的汽车电子机械制动系统结构及工作原理的基础上，提出了三套电子机械制动系统执行机构的总体设计方案，并从中选择最优方案进行零部件的选择分析和设计计算。 (2)根据电子机械制动系统执行机构各零部件的设计计算结果，在UG中建立了其CAD模型。同时将关键零件的CAD模型导入到ANSYS有限元软件中进行模态分析，观察其固有频率和振型，并对零件的相关参数进行修改，避免机构在实际过程中发生共振。 (3)将在UG中已经建立好的电子机械制动系统执行机构的相关部件导入到动力学分析软件ADAMS中，然后考虑到要最大程度的模拟真实制动情况的需要，施加各种约束、载荷建立制动器的虚拟样机模型，对其进行仿真分析，得到了制动盘的工作半径与厂家提供的等效工作半径基本一致。并根据仿真结果对主要受力零件进行了结构静强度分析，根据测出的最大应力数据得出零件的强度满足要求的结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1汽车电子机械制动系统的分类及其研究的重要性

1.1.1电子行车制动系统

1.1.2电子驻车制动系统

1.2汽车电子机械制动系统发展概述

1.2.1汽车电子机械制动系统的历史及现状

1.2.2汽车电子机械制动系统未来研究方向

1.3汽车电子机械制动系统的原理和工作方式

1.4人机工程在汽车电子机械制动系统设计中的重要性

1.5汽车电子机械制动系统的典型结构

1.6本文主要研究内容

2汽车电子机械制动系统总体设计

2.1汽车制动系统基本理论及其设计要求

2.1.1汽车制动系统的基本理论

2.1.2汽车制动系统的设计要求

2.2汽车电子机械制动系统执行机构的总体设计

2.2.1汽车电子机械制动系统执行机构总体设计要求

2.2.2汽车电子机械制动系统执行机构的总体结构分析

2.3汽车电子机械制动系统执行机构各部件分析

2.3.1驱动电机的分析

2.3.2运动转换装置的分析

2.3.3减速装置的分析

2.3.4制动器的分析

2.4汽车电子机械制动系统执行机构方案的对比

2.4.1直接“串联”方案(方案一)

2.4.2直齿轮“并联”方案(方案二)

2.4.3螺旋伞齿轮“并联”及二级螺旋传动方案(方案三)

2.5基于人机工程学的汽车电子机械制动系统的设计

2.5.1电子驻车按钮

2.5.2基于汽车制动时所需制动距离过大的安全设计

2.5.3基于汽车制动时误踩油门的安全设计

2.6本章小结

3汽车电子机械制动系统执行机构的设计研究

3.1滚珠丝杆的设计计算及研究

3.1.1滚珠丝杠选型及校核计算

3.1.2滚珠丝杆螺母副参数的确定

3.2减速器的设计计算及研究

3.2.1行星齿轮设计及校核计算

3.2.2减速器的参数的确定

3.3无刷直流电机的设计选择

3.4滑动丝杠的设计计算及研究

3.4.1滑动丝杠副的设计及校核计算

3.4.2滑动丝杠螺母副参数的确定

3.5本章总结

4汽车电子机械制动系统执行机构CAD建模及关键零件有限元分析

4.1 ANSYS软件介绍

4.1.1 ANSYS的分析步骤

4.1.2基于ANSYS的模态分析

4.2汽车电子机械制动系统执行机构CAD模型的建立

4.2.1汽车电子机械制动系统执行机构CAD模型的建模思想

4.2.2汽车电子机械制动系统执行机构的UG模型

4.3汽车电子机械制动系统执行机构关键零件的有限元模态分析

4.3.1制动盘及制动块有限元模型的建立

4.3.2制动盘及制动块模态分析的假设

4.3.3制动盘的模态分析

4.3.4制动块背板的模态分析

4.3.5摩擦片的模态分析

4.4本章小结

5汽车电子机械制动系统制动过程仿真分析及关键零部件静力分析

5.1 MSC.ADAMS软件介绍

5.1.1 ADAMS软件的主要模块概述

5.1.2 MSC.ADAMS软件的主要特点

5.1.3 MSC.ADAMS在工程中的用途

5.2汽车电子机械制动系统执行机构动力学模型的建立

5.2.1模型的转化

5.2.2施加约束

5.2.3施加载荷

5.3汽车电子机械制动系统的主要参数

5.3.1汽车的制动过程分析

5.3.2制动时汽车的整体力学分析

5.3.3制动时车轮的力学分析

5.4动力学模拟参数的计算

5.4.1单轮的等效转动惯量

5.4.2车轮的角速度

5.4.3制动力矩的计算

5.5汽车电子机械制动系统的动力学参数

5.5.1整车参数

5.5.2动力学模拟的计算参数

5.6汽车电子机械制动系统的动力学模拟

5.6.1动力学模型的初始条件

5.6.2动力学模拟结果分析

5.7制动钳体及支架的有限元静力分析

5.7.1 ANSYS静力学分析介绍

5.7.2制动钳体的结构静力学分析

5.7.2支架的结构静力学分析

5.8本章小结

6全文总结与展望

6.1本文工作总结

6.2展望

致 谢

参考文献