1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述
一、研究意义
随着国民经济的蓬勃发展，汽车已经成为人们日常生活中重要的交通运输工具。制动器是汽车的关键部件之一，其性能的好坏将直接影响汽车整车性能的优劣，危及驾驶人员的生命财产安全，因此，制动器的设计在整车设计中显得非常重要。
鼓式制动器的市场需求量很大，发展前景广阔。探索对鼓式制动器进行建模与动力学仿真的通用现代方法，把这种方法参数化，开发相应操作平台，进而选用恰当的优化方法对制动器的参数进行优化设计出制动性能更高的制动器具有重要价值。
鼓式制动器是一个柔性多体系统，各个零件在制动过程中的运动规律和受力情况比较复杂，通过建立刚柔耦合模型可较真实得仿真制动过程，得到相对准确的动力学分析结果，为制动性能的预测与优化提供基础[1]。
二、研究现状
随着市场对汽车性能的更高需求和设计周期的不断缩短，使得提高制动器的设计水平越来越重要，这推动了制动器优化设计的研究。对汽车鼓式制动器的优化设计已脱离单纯基于理论公式的研究方法，已经发展到了以建模仿真为基础，从动力学性能、热性能等方面对制动性能进行提高的阶段。
就国外情况而言，2007年法国里昂INSA工程师学院的Francesco Massi等人用plast3有限元程序研究变形体间伴随摩擦的接触问题，推进了伴随摩擦的柔性接触体接触问题的研究[2] 。德国Carl Schenck AG公司研制的惯性制动器试验台，能够同时对两个制动器进行实验。它的基本原理就是以一定角速度旋转的惯性飞轮的动能来模拟汽车的动能，并在制动时为被制动时为被制动器所吸收，从而检测出制动器的性能参数。
对于国内，2010年比亚迪股份有限公司李小永等人发明提供了一种鼓式制动器，其包括制动鼓、第一制动蹄、第二制动蹄、两端分别钩挂在第一制动蹄和第二制动蹄上的回位弹簧、以及连接于第一制动蹄和第二制动蹄之间的间隙自调机构[3]。2010年北京停易制动器有限公司王庭义发明涉及一种鼓式制动器，目的是解决现有鼓式制动器的制动蹄不能径向张开的问题，进而解决刹车噪声、拖滞、发啃和抱死问题[4]。2011年吉林大学刘长亮探索了建立鼓式制动器刚柔耦合模型的通用方法,采用参数化设计方法开发了界面友好的建模与仿真平台，以E260鼓式制动器为实例进行了动力学仿真分析；然后,引入多岛遗传算法与代理模型技术，按照”试验设计-获取样本点-构建代理模型-误差分析-建立优化数学模型-选择优化算法-进行优化设计-验证优化结果”的路线，对E260鼓式制动器进行了基于动力学仿真的制动性能优化，加快了优化进程[1]。2010年浙江工业大学的宁晓斌等人用有限元分析软件ANSYS和多体系统仿真软件MSC.ADAMS建立了摩擦片为柔性体的鼓式制动器虚拟样机，进行动力学分析并预测制动效能[5,6]。
上述各专家学者对鼓式制动器动力学分析及建模方法的研究，代表了研究的主要趋势。考虑各零件在工作过程中的自身弹性变形与大范围运动的耦合作用，建立鼓式制动器的刚柔耦合模型进行动力学分析将是未来的重要研究方向。
三、研究简介
鼓式制动也叫块式制动，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。在轿车制动鼓上，一般只有一个轮缸，在制动时轮缸受到来自总泵液力后，轮缸两端活塞会同时顶向左右制动蹄的蹄端，作用力相等。但由于车轮是旋转的，制动鼓作用于制动蹄的压力左右不对称，造成自行增力或自行减力的作用。因此，业内将自行增力的一侧制动蹄称为领蹄，自行减力的一侧制动蹄称为从蹄，领蹄的摩擦力矩是从蹄的2～2.5倍，两制动蹄摩衬片的磨损程度也就不一样[10]。
为了保持良好的制动效率，制动蹄与制动鼓之间要有一个最佳间隙值。随着摩擦衬片磨损，制动蹄与制动鼓之间的间隙增大，需要有一个调整间隙的机构。过去的鼓式制动器间隙需要人工调整，用塞尺调整间隙[12]。现在轿车鼓式制动器都是采用自动调整方式，摩擦衬片磨损后会自动调整与制动鼓间隙。当间隙增大时，制动蹄推出量超过一定范围时，调整间隙机构会将调整杆（棘爪）拉到与调整齿下一个齿接合的位置，从而增加连杆的长度，使制动蹄位置位移，恢复正常间隙。
轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。
四、毕设安排
本次的毕业设计，要较系统地掌握本专业必须的技术基础理论，熟悉本有关专业知识，了解汽车设计理论的发展趋势，培养实际工程设计能力，涉及的具体内容有：根据整车参数进行制动系统的匹配计算（前、后轴制动力分配等）；最大制动力矩确定；后轮鼓式制动器结构参数计算；后轮鼓式制动器制动效能因数的校核计算；后轮鼓式制动器总成及零部件设计。在本次毕业设计中，依据总体设计任务书所提出整车基本参数和车型型式，需要完成的任务有：绘制后轮鼓式制动器总成工作图；绘制鼓式制动器主要零部件总成图及零件图等；编写设计计算书与撰写毕业设计论文。

五、参考文献
[1]Liu C. Dynamic Analysis and Braking Performance Optimization of Drum Brake[D]. JLU, 2011;
[2] Massi F, Baillet L. Linear and nonlinear numerical approaches.Mechanical Systems and Sianal Processing[D]. 2007;
[3]李小永；周宇.鼓式制动器 [P].中国专利: CN201010218920.2；
[4]王庭义.鼓式制动器 [P]. 中国专利：CN201010269333.6；
[5]Xiao Bin Ning,Bin Meng,Ji Sheng Shen,Wenming Zhang. Simulation Based Design for Heavy Truck Brake[D]. USA:SAE TECHNICAL PAPER SERIES,2009;
[6] Xiao Bin Ning,Bin Meng,Ji Sheng Shen, Prediction for Shoe Factor of Drum Brakes Based on Nonlinear 3D Simulation Models[J]. Applied Mechanics and Materials,2010, 13#8211;15;
[7]代楚青;吕锋.制动蹄的润滑及加强筋装置 [P]. 中国专利:CN202326839U,2012；
[8]王伟;王欣.一种制动蹄 [P]. 中国专利:CN202520826U,2012；
[9]齐学先;林玮静;孙超;张亮.一种用于鼓式制动器的制动蹄 [P]. 中国专利:CN202381599U,2012；
[10]余志生.汽车理论，机械工业出版社[M]，2000；
[11]王望予.汽车设计，机械工业出版社[M]，2000；
[12]陈家瑞.汽车构造，机械工业出版社[M]，2000；
[13]李杰敏.汽车拖拉机试验学，机械工业出版社[M]，2000；
[14]王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学，机械工业出版社[M]，2000；
[15]黄天泽等.汽车车身结构与设计，机械工业出版社[M]，2000；
[16]葛安林.车辆自动变速理论与设计，机械工业出版社[M]，2000；
[17]金国栋.汽车概论 机械工业出版社[M]，2000；
[18]龚培康.汽车拖拉机有限元法基础，机械工业出版社[M]，2000；
[19]孙丽.鼓式制动器设计与效能分析[J]，现代制造工程，2010，（8）66-68；
[20]杨国俊.鼓式制动器结构振动尖叫问题综述[J] ，鼓式制动器结构振动尖叫问题综述，2010，（2）1-6；
[21]米洁.汽车鼓式制动器多目标优化设计[J]，机械设计与制造，2007，（1）25-26；
[22]王庭义.鼓式制动器制动过程动力学仿真[J]，中国公路学报，2011，（11）115-120；
[23]Guo Yingshi;Yuan Wei;FuRui.The Temperature Rise Calculation and Research of Drum Brake[D].2006;
[24]章伯超.鼓式制动器安全性能的测试分析[J]，煤矿机电，2008，（4）75-77；
[25]李涵武.汽车鼓式制动器制动鼓的模态分析[J]，林业机械与木工设备，2011，（6）31-33.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1本课题要研究和解决的问题
鼓式制动效能稳定性较差，其摩擦副的压力分布均匀性较差，衬片磨损不均匀，并容易制动跑偏。

散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。

制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和阵抖现象，引起制动效率下降。