汽车电子机械盘式制动系统执行机构设计
摘
着生活节奏加快汽车速度断提高汽车制动系工作性求显日益重制动性良制动系工作汽车充分发挥出高速行驶动力性保证行驶安全性传统制动系统难满足现阶段汽车制动系统发展求电子机械制动系统(Electromechanical BrakeEMB)作线控技术分支传统制动系统中机械液压制动传动装置电子制动机构取代EMB摒弃传统制动系统诸缺点结构更加简单响应更快占空间更易集成相关功ABS EBD TCSESP等易未交通理系统联网代表着汽车制动系统发展方
设计采捷达轿车参数进行设计首先轿车制动系相关参数执行器机构参数计算轴承选择然传动机构关零部件校核制动器零部件结构设计该设计机构普通机械液压传动相仅提高制动效简化结构降低装配维修难度
关键词：盘式制动器EMB电子机械制动
The Design of automobile electronic mechanical disc brake system executing agencies
Abstract
Now with the acceleration of the pace of life motor speed has been increased automobile brake system reliability requirements become increasingly important because only the braking car of good performance and reliable braking system work in order to give full play to the high speed of dynamic performance and guarantees of security Traditional brake syst
ems to meet the development requirements of automotive braking system at the present stage electromechanical braking system (Electromechanical BrakeEMB) as a branch of line control technology it will be the traditional mechanical or hydraulic brake system brake gear replaced by the ebrake mechanism EMB dispense with many of the shortcomings of the traditional brake systems structure is simpler faster response the less space Ease of integrationrelated features such as ABS EBD TCS and ESP easy and future traffic management systems represent the development direction of automotive brake systems
The design of its Jetta parameter design first of all is the car brake systemrelated parameters and perform parameter calculations selection of bearings Then checking the transmission related parts Last is the structural design of brake components Compared to the design and general mechanical or hydraulic transmission not only increases braking efficiency and greatly simplifies the structure reducing the difficulty of assembling and maintenance
Key wordsDisc brake EMB electronic and mechanical brake
目 录
摘 1
目 录 3
1研究题设计方案拟定 4
11 汽车电子机械制动系统 4
111现代汽车制动系统发展趋势 4
112电子机械制动系统原理 5
113电子机械制动系统结构优点 5
2设计方法容分析 6
21捷达轿车制动系参数计算 6
211 捷达轿车相关参数 6
212制动器制动力 7
213步附着系数 8
22 执行器传动机构参数计算 8
221 滚珠丝杠设计计算 9
222 行星减速机构 11
223 选择电机 13
224 关轴承轴销选 14
23 传动机构关零部件校核 15
231 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度εα 15
232行星轮传动端面重合度εα 15
233齿轮强度计算 16
24 制动器零部件结构设计 21
241制动盘 21
242制动钳 21
243制动块 21
3 结工作展 21
31结 21
32 工作展 22
参考文献： 22
致 谢 23
1研究题设计方案拟定
11 汽车电子机械制动系统
总体说电子制动系统分两类：电子液压式制动（EHB）系统电子机械式制动（EMB）系统设计研究电子机械制动（EMB）系统（图1）电子机械制动系统未制动控制系统发展方具克服缺点液压油空气作传力介质传统制动系统必电子机械制动系统取代
图1 EMB执行机构
111现代汽车制动系统发展趋势
已普遍应液压制动现已非常成熟技术着制动性求提高防抱死制动系统驱动防滑控制系统电子稳定性控制程序动避撞技术等功逐渐融入制动系统中需制动系统添加附加装置实现功制动系统结构复杂化增加液压回路泄漏装配维修难度制动系统求结构更加简洁功更加全面制动系统理成必须面问题电子制动技术应必取代传统制动系统机械连接逐渐减少制动踏板制动器间动力传递分离开取代电线连接电线传递量数线传递信号种制动做线控制动制动系统次飞跃式发展
112电子机械制动系统原理
电子机械制动系统(Electro Mechanical BrakingEMB)全新制动机构制动驱动机构供传动装置革新（图2）
取消传统液压制动系统电机提供制动源电信号传输驾驶员制动意图执行机构常规制动器原理图图3示汽车制动时驾驶员踩电子制动踏板电子制动踏板带踏板感觉模拟器踏板行程信号传送控制器控制器时接收车速轮速电机电流转子位置信号通综合计算分析控制器发出控制信号功率驱动电路根控制器控制信号电机提供相应方电流控制电机转速
输出力矩转动方电机带动机械执行机构产生制动力
图2电子机械系统原理图
图2 机械电子制动工作原理
113电子机械制动系统结构优点
设计容捷达轿车电子控制机械制动器进行设计电子机械式制动器体结构图3示
图3 电子机械制动执行机构结构简图
汽车电子制动系统传统制动系统相诸优点：
①采电气机械连接电气信号传递迅速反应灵敏机械执行响应快
缩短制动距离
②节省源传动效率高电子机械制动执行器执行制动时消耗量
时处伺服状态普通液压制动需发动机电机带动液压泵保持制动 液压力真空助力器提供真空液力传动效率机械传动效率高电动汽车说更重意义
③电子智控制功强通修改ECU 中软件修改控制策略配置
相关参数改进制动性易实现ABSEBDASRESP 等功方便集成附加功电子驻车制动
④利环保没液压制动路制动液存液压油泄漏液压油更换
问题EMB 系统没回收部件环境没污染
⑤机械连接少结构简洁取消体积较真空制动助力器制动缸储
油器等液压系统体积
2设计方法容分析
21捷达轿车制动系参数计算
211 捷达轿车相关参数
次设计捷达轿车模型轿车参数表1示
表1 捷达轿车参数
参数名称
参数值
前车轮转动惯量J
087kg㎡
汽车轴距L
2472m
质心前轴距离b
0946m
质心高度
0469m
车轮效半径
0285m
汽车质量G
1400kg
空载质量
1095kg
迎风面积A
236m2
空气阻力系数
035
制动盘外径厚度摩擦块厚
256mm13mm14mm
制动盘工作半径摩擦面积
104mm96cm2
制动盘摩擦系数f
03
212制动器制动力
汽车受行驶方相反外力时定速度制动较车速直停车外力面空气提供空气阻力相较实际外力面提供称面制动力面制动力越制动距离越短面制动力汽车制动性具决定性影响
公式：
数0946m1526m06 hg0469mG14000N
代入：
两式Fμ1590136NFμ2249864N
213步附着系数
汽车实际前制动器制动力分配线简称线图4绘制汽车空载满载两种工况I曲线线I曲线交B点 B点处附着系数称步附着系数
图4 线
步附着系数：
汽车轴距
步附着系数
数L2472m 0703b1526m 0469m
代入：0452
22 执行器传动机构参数计算
系统中先需电机转动变动考虑精度求适合采滚动螺旋传动根速需添加行星齿轮减速结构课题制动执行器减速系统分两部分：级滚珠丝杠减速部分二级行星齿轮减速部分电机通齿轮系驱动滚珠丝杠电机旋转运动转化丝杠直线运动刹车盘加压设计程中通需刹车压力估计丝杠出力选定规格丝杠满足求然计算出相应电机负载转矩容量选相应刷直流电机
221 滚珠丝杠设计计算
查阅关产品信息里选165T3产品图5关参数表2
表2滚珠丝杠参数
外径
16
导程
5
珠径
3175
珠卷数
3
动负荷revsc(kgf)
664
静负荷C0（kgf）
1196
D6
48
D
28
H1
40
油孔
M6*1P
L11
5
L7
10
L2
44
法兰孔数
6
D5
55
D4
38
L1
10
滚珠丝杠回转运动转化直线运动产品螺杆螺母滚珠组成具摩擦阻力滚珠丝杠广泛应种工业设备精密仪器滚珠丝杠螺母丝杠分加工成凹半圆弧形成螺纹螺纹间放入滚珠形成滚珠螺旋滚道滚动带动螺母丝杠轴移动选择滚珠丝杠时首先进行丝杠动载荷计算传动效率驱动功率等关计算
轴载荷：N
静载荷条件：
式中： 基额定静载荷
载荷系数查表2取10
静载荷硬度影响系数查表2取10
动载荷条件：
式中：寿命系数356
载荷系数参考表2取值20
动载荷硬度影响系数参考表2取10
短行程系数参考表2暂取10
转速系数032（n取1000）
代入数计算：11318602N
图5滚珠丝杠
222 行星减速机构
行星减速机太阳轮﹑行星轮﹑行星架三部分构成（图6）行星轮减速实齿轮减速原理轴线位置固定齿轮中心轮太阳轮太阳轮边轴线变动齿轮作转作公转齿轮行星轮行星轮齿圈b齿合行星轮支持构件行星架H通行星架动力传轴传齿轮
图6行星减速机构
1选择材料
行星传动齿轮常材料热加工处理方式性求进行选择表3
表3齿轮数
齿轮
材料热处理
接触疲劳极限MPa
弯曲疲劳极限MPa
精度
太阳轮
20CrMnTi渗碳淬火
1450
400
6
行星轮
20CrMnTi渗碳淬火
1450
280
6
齿圈
40Cr调质
720
250
7
2确定参数
（1）初选传动 i335
（2）初选行星轮数目k3
（3）配齿计算
太阳轮齿数：
齿圈齿数：
行星轮齿数：取24
（4）模数选择
初选 1mm
30mm
（5）传递扭矩
行星架： 4406Nm
太阳轮： (负号代表方相反)
行星轮：
齿圈：
3初步确定尺寸
分度圆直径：
齿顶圆直径：
齿根圆直径：
齿宽 调质钢 渗碳淬火钢
中： 齿顶圆系数： 太阳轮行星轮
齿圈
齿根圆系数： 太阳轮行星轮
齿圈
代入数计算表4：
表4齿轮参数
太阳轮
行星轮
齿圈
223 选择电机
该系统应输出转矩响应速度快需电机负载时转速较高够输出峰值力矩设计采直流刷力矩电机根滚珠丝杠齿轮减速部分分析知电机轴功率：
0465 kW
折算电机负载转矩：
M
根计算出功率负载转矩参考齿圈齿根圆直径871mm选择合适电机满足功率转矩求二871略接（结构更紧凑合理）
224 关轴承轴销选
题目中轴承结构三电机转子——太阳轮滚珠丝杠旋转副间轴承（称轴承1）行星齿轮行星架结构间轴承（称轴承2）滚珠丝杠旋转副壳体间滚动轴承（称轴承3）设计产品中行星架轴滚珠丝杠连接体构成轴轴定位采销面介绍关轴承轴销选
A轴承选
轴承1选滚针轴承
已知： 轴承径28mm径力设计寿命38400h轴承转速1000rmin轴承类型选N4900精度等级E工作温度<120工作情况选f20性选99出选轴承代号NA 4906A
轴承2选滚针轴承
已知： 轴承径10mm径力设计寿命38400h轴承转速1701rmin轴承类型选N4900精度等级E工作温度<120工作情况选f20性选99出选轴承代号NA 4900A
轴承3选深沟球轴承根装配图知道滚珠丝杠螺母原产品基础进行改动改动螺母深沟球轴承做成体根尺寸求紧凑设计思想选轴承外径90mm宽B13mm轴承选代号6120轴承
B轴选
根工作转矩4406Nm转速约333rmin实心轴选45钢计算出直径
设计中选轴直径78mm符合设计求
C销选
选销 GBT117 222径2mm长22mm销材料35钢热处理硬度28~38HRC表面氧化处理
23 传动机构关零部件校核
231 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径
太阳轮： 8683mm
6427mm
（2）端面啮合长度
式中：正号外啮合负号啮合
端面节圆啮合角直齿轮
8683+6427－30×sin 204849mm
（3）端面重合度：
中零
232行星轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径
行星轮： mm
mm
（2）端面啮合长度
式中：正号外啮合负号啮合
端面节圆啮合角直齿轮
： mm
（3）端面重合度：
中b 零
233齿轮强度计算
ac传动太阳轮校核程例
（1）确定计算负荷
名义转矩：T1315Nm
名义圆周力：
（2）应力循环次数
式中： 太阳轮相行星架转速：1000－1000⁄3357015（rmin）
t寿命期间总运转时间：15年×320d⁄年×8h⁄d38400h
（3）接触强度计算
A﹑系数
根机器负荷分析取185
B先计算传动精度系数：
式中： 单齿距极限偏差取70
：： 11
C齿载荷分布系数
先计算结构尺寸系数：
式中： 太阳轮功率分流取1
齿轮结构系数结构中s 取0（齿轮装两支承终点处）
048
般齿轮
受载接触良时：
式中：
式中：渗碳淬火刚取
：
面计算啮合刚度 （1）
式中： 单齿刚度cos b （2）
中： 单齿刚度理值
没变位齿轮
理修正值08
轮坯结构系数取1
基齿廓系数
中
种数代入式（2）算
根式（1）算
令：（中h齿高）
：
D齿间载荷分布系数
已知切力：
渗碳淬火刚齿廓跑合量
中：基节极限偏差
面求总重合度
已知端面重合度：
重合度：
总重合度：
：
：
中：称接触强度重合度系数
称弯曲强度重合度系数
：
E计算节点处接触应力基值
式中： 节点区域系数：
弹性系数结构采刚取1898
螺旋角系数：
齿数：
代入算：
F计算接触应力
中：时
否
算
：
G许接触应力
式中：
寿命系数
润滑油膜系数根传动手册选取092
齿面工作硬化系数
X尺寸系数 （时取）
安全系数达较高度选
：
H接触强度计算安全系数
4）弯曲强度计算
A系数
B齿根应力基值
式中：已算
齿形系数查阅资料
应力修正系数查阅资料
C计算齿根应力
D许齿根应力
式中： 试验齿轮应力修正系数取2
弯曲强度寿命系数取1
相齿根圆角敏感系数取098
相齿根表面状况系数取103
弯曲强度寿命系数 （时取）
安全系数取15
：
E弯曲强度计算安全系数
24 制动器零部件结构设计
241制动盘
课题捷达轿车基础制动盘采捷达轿车制动盘厚度13mm外径256mm
般情况制动盘两侧表面行度应0008mm盘表面摆差应01mm表面粗糙度应006mm
242制动钳
制动钳体作制动钳关键元件强度刚度求较高设计采高强度高韧性球墨铸铁QT40018压铸成
243制动块
制动块材料选石棉金属材料定速摩擦试验性应满足规定求
3 结工作展
31结
电子机械制动系统着传统液(气)压刹车系统拟优势电子机械制动系统未制动系统发展必然趋势目前国电子机械制动系统研究属空白阶段国家相技术差距较文作研究工作着重现实意义文进行电子机械盘式制动器设计设计套电子控制器制动系统包括电机驱动机构传力机构等设计中制动系部分设计均相关求进行重点滚珠丝杠行星减速机构进行验证校核达设计预期求电子机械制动系统体积限制零部件尺寸符合求现国电子机械制动系统尚未成熟设计深度广度显足需做进步研究
32 工作展
年国汽车工业发展迅猛国汽车强国整车汽车零部件关键技术方面国世界汽车强国间存较差距面介绍出汽车电子机械系统具系列优点符合汽车发展安全节环保三题未制动系统发展方世界范围电子机械制动系统研究处实验阶段离产品推出段距离电子机械制动系统进行研究利缩短国国外间制动技术方面差距未提高国产车竞争力国汽车工业某关键零部件跨越式发展着重意义
参考文献：
[1] 刘惟信汽车设计北京：清华学出版社2001年7月
[2] 王予汽车设计北京：机械工业出版社2004年9月
[3] 陈家瑞汽车构造北京：机械工业出版社2004年11月
[4] 姚贵升汽车工程手册 北京：民交通出版社2001年5月
[5] 林逸 沈沉 王军等 汽车线控制动技术发展 汽车技术 2005
[6] 张猛 电子机械制动系统EMB 简介 北京长城华冠汽车技术开发限公司
[7] 杨忠敏 汽车制动装置百年变迁 世界汽车 20033
[8] 张元 余卓 熊璐 制动系统发展现状趋势 汽车研究开发 200511
[9] 李宏 现代汽车制动控制系统发展展 世界汽车 2001
[10] 熊璐 余卓 张立军 车电制动器（EMB）样机设计 汽车技术 2005
[11] 龚微寒现代汽车制造北京：民交通出版社20006
[12]CataldiOlqaKTBannatyneEleetronieally controlled mechanical brake systems for
North Ameriean freightrail roads[C」JRCICE2007
致 谢
文XX老师悉心指导完成设计程中建议受益匪浅XX老师渊博专业知识严谨治学态度精益求精工作作风诲倦高尚师德严律宽崇高风范朴实华易格魅力影响深远仅树立远学术目标掌握基研究方法明白许接物处世道理文选题完成步导师指导完成倾注导师量心血谨XX老师表示崇高敬意衷心感谢
里感谢身边学感谢生活学程中许帮助感谢学程中时支持
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汽车电子机械盘式制动系统执行机构设计
摘
着生活节奏加快汽车速度断提高汽车制动系工作性求显日益重制动性良制动系工作汽车充分发挥出高速行驶动力性保证行驶安全性传统制动系统难满足现阶段汽车制动系统发展求电子机械制动系统(Electromechanical BrakeEMB)作线控技术分支传统制动系统中机械液压制动传动装置电子制动机构取代EMB摒弃传统制动系统诸缺点结构更加简单响应更快占空间更易集成相关功ABS EBD TCSESP等易未交通理系统联网代表着汽车制动系统发展方
设计采捷达轿车参数进行设计首先轿车制动系相关参数执行器机构参数计算轴承选择然传动机构关零部件校核制动器零部件结构设计该设计机构普通机械液压传动相仅提高制动效简化结构降低装配维修难度
关键词：盘式制动器EMB电子机械制动
The Design of automobile electronic mechanical disc brake system executing agencies
Abstract
Now with the acceleration of the pace of life motor speed has been increased automobile brake system reliability requirements become increasingly important because only the braking car of good performance and reliable braking system work in order to give full play to the high speed of dynamic performance and guarantees of security Traditional brake syst
ems to meet the development requirements of automotive braking system at the present stage electromechanical braking system (Electromechanical BrakeEMB) as a branch of line control technology it will be the traditional mechanical or hydraulic brake system brake gear replaced by the ebrake mechanism EMB dispense with many of the shortcomings of the traditional brake systems structure is simpler faster response the less space Ease of integrationrelated features such as ABS EBD TCS and ESP easy and future traffic management systems represent the development direction of automotive brake systems
The design of its Jetta parameter design first of all is the car brake systemrelated parameters and perform parameter calculations selection of bearings Then checking the transmission related parts Last is the structural design of brake components Compared to the design and general mechanical or hydraulic transmission not only increases braking efficiency and greatly simplifies the structure reducing the difficulty of assembling and maintenance
Key wordsDisc brake EMB electronic and mechanical brake
目 录
摘 1
目 录 3
1研究题设计方案拟定 4
11 汽车电子机械制动系统 4
111现代汽车制动系统发展趋势 4
112电子机械制动系统原理 5
113电子机械制动系统结构优点 5
2设计方法容分析 6
21捷达轿车制动系参数计算 6
211 捷达轿车相关参数 6
212制动器制动力 7
213步附着系数 8
22 执行器传动机构参数计算 8
221 滚珠丝杠设计计算 9
222 行星减速机构 11
223 选择电机 13
224 关轴承轴销选 14
23 传动机构关零部件校核 15
231 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度εα 15
232行星轮传动端面重合度εα 15
233齿轮强度计算 16
24 制动器零部件结构设计 21
241制动盘 21
242制动钳 21
243制动块 21
3 结工作展 21
31结 21
32 工作展 22
参考文献： 22
致 谢 23
1研究题设计方案拟定
11 汽车电子机械制动系统
总体说电子制动系统分两类：电子液压式制动（EHB）系统电子机械式制动（EMB）系统设计研究电子机械制动（EMB）系统（图1）电子机械制动系统未制动控制系统发展方具克服缺点液压油空气作传力介质传统制动系统必电子机械制动系统取代
图1 EMB执行机构
111现代汽车制动系统发展趋势
已普遍应液压制动现已非常成熟技术着制动性求提高防抱死制动系统驱动防滑控制系统电子稳定性控制程序动避撞技术等功逐渐融入制动系统中需制动系统添加附加装置实现功制动系统结构复杂化增加液压回路泄漏装配维修难度制动系统求结构更加简洁功更加全面制动系统理成必须面问题电子制动技术应必取代传统制动系统机械连接逐渐减少制动踏板制动器间动力传递分离开取代电线连接电线传递量数线传递信号种制动做线控制动制动系统次飞跃式发展
112电子机械制动系统原理
电子机械制动系统(Electro Mechanical BrakingEMB)全新制动机构制动驱动机构供传动装置革新（图2）
取消传统液压制动系统电机提供制动源电信号传输驾驶员制动意图执行机构常规制动器原理图图3示汽车制动时驾驶员踩电子制动踏板电子制动踏板带踏板感觉模拟器踏板行程信号传送控制器控制器时接收车速轮速电机电流转子位置信号通综合计算分析控制器发出控制信号功率驱动电路根控制器控制信号电机提供相应方电流控制电机转速
输出力矩转动方电机带动机械执行机构产生制动力
图2电子机械系统原理图
图2 机械电子制动工作原理
113电子机械制动系统结构优点
设计容捷达轿车电子控制机械制动器进行设计电子机械式制动器体结构图3示
图3 电子机械制动执行机构结构简图
汽车电子制动系统传统制动系统相诸优点：
①采电气机械连接电气信号传递迅速反应灵敏机械执行响应快
缩短制动距离
②节省源传动效率高电子机械制动执行器执行制动时消耗量
时处伺服状态普通液压制动需发动机电机带动液压泵保持制动 液压力真空助力器提供真空液力传动效率机械传动效率高电动汽车说更重意义
③电子智控制功强通修改ECU 中软件修改控制策略配置
相关参数改进制动性易实现ABSEBDASRESP 等功方便集成附加功电子驻车制动
④利环保没液压制动路制动液存液压油泄漏液压油更换
问题EMB 系统没回收部件环境没污染
⑤机械连接少结构简洁取消体积较真空制动助力器制动缸储
油器等液压系统体积
2设计方法容分析
21捷达轿车制动系参数计算
211 捷达轿车相关参数
次设计捷达轿车模型轿车参数表1示
表1 捷达轿车参数
参数名称
参数值
前车轮转动惯量J
087kg㎡
汽车轴距L
2472m
质心前轴距离b
0946m
质心高度
0469m
车轮效半径
0285m
汽车质量G
1400kg
空载质量
1095kg
迎风面积A
236m2
空气阻力系数
035
制动盘外径厚度摩擦块厚
256mm13mm14mm
制动盘工作半径摩擦面积
104mm96cm2
制动盘摩擦系数f
03
212制动器制动力
汽车受行驶方相反外力时定速度制动较车速直停车外力面空气提供空气阻力相较实际外力面提供称面制动力面制动力越制动距离越短面制动力汽车制动性具决定性影响
公式：
数0946m1526m06 hg0469mG14000N
代入：
两式Fμ1590136NFμ2249864N
213步附着系数
汽车实际前制动器制动力分配线简称线图4绘制汽车空载满载两种工况I曲线线I曲线交B点 B点处附着系数称步附着系数
图4 线
步附着系数：
汽车轴距
步附着系数
数L2472m 0703b1526m 0469m
代入：0452
22 执行器传动机构参数计算
系统中先需电机转动变动考虑精度求适合采滚动螺旋传动根速需添加行星齿轮减速结构课题制动执行器减速系统分两部分：级滚珠丝杠减速部分二级行星齿轮减速部分电机通齿轮系驱动滚珠丝杠电机旋转运动转化丝杠直线运动刹车盘加压设计程中通需刹车压力估计丝杠出力选定规格丝杠满足求然计算出相应电机负载转矩容量选相应刷直流电机
221 滚珠丝杠设计计算
查阅关产品信息里选165T3产品图5关参数表2
表2滚珠丝杠参数
外径
16
导程
5
珠径
3175
珠卷数
3
动负荷revsc(kgf)
664
静负荷C0（kgf）
1196
D6
48
D
28
H1
40
油孔
M6*1P
L11
5
L7
10
L2
44
法兰孔数
6
D5
55
D4
38
L1
10
滚珠丝杠回转运动转化直线运动产品螺杆螺母滚珠组成具摩擦阻力滚珠丝杠广泛应种工业设备精密仪器滚珠丝杠螺母丝杠分加工成凹半圆弧形成螺纹螺纹间放入滚珠形成滚珠螺旋滚道滚动带动螺母丝杠轴移动选择滚珠丝杠时首先进行丝杠动载荷计算传动效率驱动功率等关计算
轴载荷：N
静载荷条件：
式中： 基额定静载荷
载荷系数查表2取10
静载荷硬度影响系数查表2取10
动载荷条件：
式中：寿命系数356
载荷系数参考表2取值20
动载荷硬度影响系数参考表2取10
短行程系数参考表2暂取10
转速系数032（n取1000）
代入数计算：11318602N
图5滚珠丝杠
222 行星减速机构
行星减速机太阳轮﹑行星轮﹑行星架三部分构成（图6）行星轮减速实齿轮减速原理轴线位置固定齿轮中心轮太阳轮太阳轮边轴线变动齿轮作转作公转齿轮行星轮行星轮齿圈b齿合行星轮支持构件行星架H通行星架动力传轴传齿轮
图6行星减速机构
1选择材料
行星传动齿轮常材料热加工处理方式性求进行选择表3
表3齿轮数
齿轮
材料热处理
接触疲劳极限MPa
弯曲疲劳极限MPa
精度
太阳轮
20CrMnTi渗碳淬火
1450
400
6
行星轮
20CrMnTi渗碳淬火
1450
280
6
齿圈
40Cr调质
720
250
7
2确定参数
（1）初选传动 i335
（2）初选行星轮数目k3
（3）配齿计算
太阳轮齿数：
齿圈齿数：
行星轮齿数：取24
（4）模数选择
初选 1mm
30mm
（5）传递扭矩
行星架： 4406Nm
太阳轮： (负号代表方相反)
行星轮：
齿圈：
3初步确定尺寸
分度圆直径：
齿顶圆直径：
齿根圆直径：
齿宽 调质钢 渗碳淬火钢
中： 齿顶圆系数： 太阳轮行星轮
齿圈
齿根圆系数： 太阳轮行星轮
齿圈
代入数计算表4：
表4齿轮参数
太阳轮
行星轮
齿圈
223 选择电机
该系统应输出转矩响应速度快需电机负载时转速较高够输出峰值力矩设计采直流刷力矩电机根滚珠丝杠齿轮减速部分分析知电机轴功率：
0465 kW
折算电机负载转矩：
M
根计算出功率负载转矩参考齿圈齿根圆直径871mm选择合适电机满足功率转矩求二871略接（结构更紧凑合理）
224 关轴承轴销选
题目中轴承结构三电机转子——太阳轮滚珠丝杠旋转副间轴承（称轴承1）行星齿轮行星架结构间轴承（称轴承2）滚珠丝杠旋转副壳体间滚动轴承（称轴承3）设计产品中行星架轴滚珠丝杠连接体构成轴轴定位采销面介绍关轴承轴销选
A轴承选
轴承1选滚针轴承
已知： 轴承径28mm径力设计寿命38400h轴承转速1000rmin轴承类型选N4900精度等级E工作温度<120工作情况选f20性选99出选轴承代号NA 4906A
轴承2选滚针轴承
已知： 轴承径10mm径力设计寿命38400h轴承转速1701rmin轴承类型选N4900精度等级E工作温度<120工作情况选f20性选99出选轴承代号NA 4900A
轴承3选深沟球轴承根装配图知道滚珠丝杠螺母原产品基础进行改动改动螺母深沟球轴承做成体根尺寸求紧凑设计思想选轴承外径90mm宽B13mm轴承选代号6120轴承
B轴选
根工作转矩4406Nm转速约333rmin实心轴选45钢计算出直径
设计中选轴直径78mm符合设计求
C销选
选销 GBT117 222径2mm长22mm销材料35钢热处理硬度28~38HRC表面氧化处理
23 传动机构关零部件校核
231 行星齿轮减速器太阳轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径
太阳轮： 8683mm
6427mm
（2）端面啮合长度
式中：正号外啮合负号啮合
端面节圆啮合角直齿轮
8683+6427－30×sin 204849mm
（3）端面重合度：
中零
232行星轮传动端面重合度εα
（1）顶圆齿形曲径
行星轮： mm
mm
（2）端面啮合长度
式中：正号外啮合负号啮合
端面节圆啮合角直齿轮
： mm
（3）端面重合度：
中b 零
233齿轮强度计算
ac传动太阳轮校核程例
（1）确定计算负荷
名义转矩：T1315Nm
名义圆周力：
（2）应力循环次数
式中： 太阳轮相行星架转速：1000－1000⁄3357015（rmin）
t寿命期间总运转时间：15年×320d⁄年×8h⁄d38400h
（3）接触强度计算
A﹑系数
根机器负荷分析取185
B先计算传动精度系数：
式中： 单齿距极限偏差取70
：： 11
C齿载荷分布系数
先计算结构尺寸系数：
式中： 太阳轮功率分流取1
齿轮结构系数结构中s 取0（齿轮装两支承终点处）
048
般齿轮
受载接触良时：
式中：
式中：渗碳淬火刚取
：
面计算啮合刚度 （1）
式中： 单齿刚度cos b （2）
中： 单齿刚度理值
没变位齿轮
理修正值08
轮坯结构系数取1
基齿廓系数
中
种数代入式（2）算
根式（1）算
令：（中h齿高）
：
D齿间载荷分布系数
已知切力：
渗碳淬火刚齿廓跑合量
中：基节极限偏差
面求总重合度
已知端面重合度：
重合度：
总重合度：
：
：
中：称接触强度重合度系数
称弯曲强度重合度系数
：
E计算节点处接触应力基值
式中： 节点区域系数：
弹性系数结构采刚取1898
螺旋角系数：
齿数：
代入算：
F计算接触应力
中：时
否
算
：
G许接触应力
式中：
寿命系数
润滑油膜系数根传动手册选取092
齿面工作硬化系数
X尺寸系数 （时取）
安全系数达较高度选
：
H接触强度计算安全系数
4）弯曲强度计算
A系数
B齿根应力基值
式中：已算
齿形系数查阅资料
应力修正系数查阅资料
C计算齿根应力
D许齿根应力
式中： 试验齿轮应力修正系数取2
弯曲强度寿命系数取1
相齿根圆角敏感系数取098
相齿根表面状况系数取103
弯曲强度寿命系数 （时取）
安全系数取15
：
E弯曲强度计算安全系数
24 制动器零部件结构设计
241制动盘
课题捷达轿车基础制动盘采捷达轿车制动盘厚度13mm外径256mm
般情况制动盘两侧表面行度应0008mm盘表面摆差应01mm表面粗糙度应006mm
242制动钳
制动钳体作制动钳关键元件强度刚度求较高设计采高强度高韧性球墨铸铁QT40018压铸成
243制动块
制动块材料选石棉金属材料定速摩擦试验性应满足规定求
3 结工作展
31结
电子机械制动系统着传统液(气)压刹车系统拟优势电子机械制动系统未制动系统发展必然趋势目前国电子机械制动系统研究属空白阶段国家相技术差距较文作研究工作着重现实意义文进行电子机械盘式制动器设计设计套电子控制器制动系统包括电机驱动机构传力机构等设计中制动系部分设计均相关求进行重点滚珠丝杠行星减速机构进行验证校核达设计预期求电子机械制动系统体积限制零部件尺寸符合求现国电子机械制动系统尚未成熟设计深度广度显足需做进步研究
32 工作展
年国汽车工业发展迅猛国汽车强国整车汽车零部件关键技术方面国世界汽车强国间存较差距面介绍出汽车电子机械系统具系列优点符合汽车发展安全节环保三题未制动系统发展方世界范围电子机械制动系统研究处实验阶段离产品推出段距离电子机械制动系统进行研究利缩短国国外间制动技术方面差距未提高国产车竞争力国汽车工业某关键零部件跨越式发展着重意义
参考文献：
[1] 刘惟信汽车设计北京：清华学出版社2001年7月
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North Ameriean freightrail roads[C」JRCICE2007
致 谢
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