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畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目：機車機械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及有限元分析
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開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。
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4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨《畢業(yè)設計（論文）說明書》等資料裝入文件袋中。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．文獻綜述：結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。
機車機械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及有限元分析
0.前言
鐵路行業(yè)作為國民經(jīng)濟的大動脈 ,是擔負客、貨運量最大和最主要的一種運輸工具 ,在中長途客、貨運輸中顯示著巨大的技術經(jīng)濟優(yōu)勢。當前 ,國內(nèi)國民經(jīng)濟保持著健康、穩(wěn)定、持續(xù)的增長 ,鐵路作為中國國民經(jīng)濟發(fā)展的先行官 ,其中 ,機車車輛的技術裝備水平應該根據(jù)更好更高的要求 ,通過技貿(mào)合作 ,不斷采用高新技術 ,使之快速提高 ,以促進鐵路運輸能力的快速增長 ,適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。
制動系統(tǒng)是機車車輛的重要系統(tǒng) ,直接涉及到列車的運行性能和安全 ,影響著乘客乘坐的舒適度。制動系統(tǒng)的性能好壞 ,關系到車輛運行速度的提高 ,運能的增長。因此 ,制動技術更應優(yōu)先于機車車輛技術的發(fā)展。
1.中國鐵路貨車制動系統(tǒng)概況
與世界各國一樣中國鐵路貨車制動機的發(fā)展也是與鐵路貨運和車輛的發(fā)展密切聯(lián)系的。
多年以來中國鐵路貨車制動機一直沿用AAR系統(tǒng)的二壓力制式直接緩解式制動機。在提速前中國鐵路普遍客貨列車制動距離均為800m。
1950年初，中國貨車以30—40噸級為主。在貨車上主要適用K1,K2型三通閥。它們配用6~10英寸制動缸，使用灰鑄鐵閘瓦，滿足時速50Km以內(nèi)，制動距離800m的需要。
1958年在K2型制動機的基礎上，研制了GK型制動機，即改K制動機。它采用了較大的14英寸制動缸，增強了制動力。同時采用了手動空重車調(diào)整裝置，解決了空車位制動力過大的問題。此外，還采用了緊急制動時制動缸壓力分三階段躍升的性能，減少列車縱向沖動?；旧辖鉀Q了50t貨車只懂技術問題。在大量推廣后，提高了當時列車每百噸閘瓦壓力。從而從制動方面保障了貨物列車運行速度的提高。GK型制動機原定為過度性產(chǎn)品，初衷是為解決50t貨車的急需，但在重載60t的貨車也應用，知道90年代末120閥研制成功，才全面退役。
1965~1968年研制成功103型空氣分配閥。它采用了間接作用方式，除滑閥仍保留金屬研磨密封外，其余均采用了膜板，O型圈及止閥等全橡膠密封結(jié)構(gòu)，增設緊急部并內(nèi)置空重車調(diào)整部，具有制動波速高，適應各種直徑的制動缸及檢修方便等優(yōu)點。其缺點是緩解波速不高，不能適應萬噸重載長達列車。
2.中國鐵路貨車制動系統(tǒng)近年來的發(fā)展與特點
90年代，特別是近幾年，車輛重載提高到70~80t，運行速度提高到120Km/h。研制了以120型空氣控制閥為代表的新一代貨車制動系統(tǒng)，經(jīng)過不斷完善，逐步形成了目前我國鐵路貨車主型制動系統(tǒng)，包括：120型空氣控制閥、無極空重車自動調(diào)整裝置、新高摩合成閘瓦、運心集塵器、球芯折角塞門、旋壓密封式制動缸、閘瓦間隙自動調(diào)整器、新型組合式制動梁、不銹鋼管系。嵌入式不銹鋼風缸、NSW手制動機等。
2.1 120型空氣制動機
120型空氣制動機是在103型空氣制動機的基礎上進行改進，保留103型空氣制動機原有優(yōu)點，同時為適應萬噸列車的運用要求，增加了加速緩解作用及壓力保持操作功能。120閥與美國AB系列閥均屬于有金屬滑閥的二壓力直接作用式閥，與ABD閥水平相當，但可靠性較差，主要表現(xiàn)在檢修周期短。隨著貨車技術水平的提高和列車編組數(shù)量的增加，運煤專線開行10000~20000t重載貨物列車，控制閥應能適應長大列車制動性能要求，并增加常用加速制動和緊急制動增壓功能。
2.2空重車自動調(diào)整裝置
空重車自動調(diào)整裝置是制動機的另一重要組成部分，起作用是保證車輛具有足夠的制動能力，避免車輪擦傷和減輕列車縱向沖動。為了實現(xiàn)貨車制動機空重車裝置的自動無極調(diào)整，鐵料院和眉山車輛廠還研制了KZW—4G和TWG—1型以及KZW—AI系列無極空重車自動調(diào)整裝置，于本世紀初投入生產(chǎn)，在新造及提速造車上全面推廣使用。不但大量節(jié)省運用部門勞動力，并且解決了手動調(diào)整時的誤調(diào)與漏調(diào)問題。
2.3列車脫軌制動裝置
列車脫軌是鐵道車輛運行中的重大行車事故。車輛脫軌后由于列車工作人員沒能及時發(fā)現(xiàn)，車輛仍在機車牽引下繼續(xù)行駛，引發(fā)更多車輛相繼脫軌或傾覆，從而使脫軌事故擴大，造成車輛、貨物、軌枕、路基及道旁設備嚴重損壞。
為了有效地降低車輛脫軌損失，在充分消化吸收國內(nèi)外先進脫軌檢測技術的基礎上，研制開發(fā)了適合我國鐵路實際情況的鐵道貨車脫軌自動制動裝置。該裝置采用機械作用方式，在車輛脫軌時能及時使主風管連通大氣，致使列車產(chǎn)生緊急制動，從而避免脫軌事故的擴大。
2.4其他制動部件
目前我國已開發(fā)了多種旋壓密封式制動缸以滿足不同貨車的需要，現(xiàn)12旋壓密封式制動缸借鑒UIC制動缸的優(yōu)點增設了推桿復原裝置，較好地解決了基礎制動裝置緩解復位的問題。在基礎制動方面也相應配套地采用球芯塞門，法蘭接頭，閘瓦間隙調(diào)整器，新型制動梁以及高摩合成閘瓦等。具有方便檢修，延長檢修期，消除漏泄及減少列車火災等等優(yōu)點。
2.5試驗裝置
制動系統(tǒng)的發(fā)展，與其試驗裝備的發(fā)展與完善密不可分。試驗裝備包括新產(chǎn)品開發(fā)所需的研究性試驗裝置和成熟產(chǎn)品生產(chǎn)、檢修用的檢驗、試驗裝置。在生產(chǎn)檢修用試驗裝置方面，目前正在進行有關試驗標準、試驗設備、試驗儀器進行有計劃地完善和更新，逐步實現(xiàn)試驗微機化已取得了較大的發(fā)展。到目前為止眉山、鐵科院等單位相繼研制了120閥微機試驗臺、空重車自調(diào)裝置微機試驗臺、微機單車試驗器等試驗設備。微機試驗設備不僅能對受試件進行完全的性能試驗還能進行精確的定量試驗，不論是試驗效率和測試精度較手動試驗臺都有了很大晨讀的提高。微機試驗設備在全路的大量推廣使用，極大的提高了貨車空氣控制閥等產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢修質(zhì)量。
在研究性試驗裝置方面，綜合性的環(huán)境試驗室、仿真振動試驗臺、客車列車試驗臺、動車組試驗臺、專用和綜合耐久試驗臺、老化試驗臺裝置等也正在完善和實施。
3.鐵路車輛制動的主要方式和發(fā)展方向
3.1發(fā)展方向
根據(jù)鐵道部關于發(fā)布《鐵路主要技術政策》的通知：鐵路技術發(fā)展的總目標是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化。逐步建立客運快速、貨運快捷和重載、行車高密技術協(xié)調(diào)發(fā)展，高新技術與適用技術并重，不同層次技術裝備并存的具有中國鐵路特點的技術體系。
客車采用盤形制動。推廣電空制動、雙管供風、防滑器、小間隙自動車鉤和密接式車鉤等裝備。機車采用空電聯(lián)合制動及新型基礎制動裝置，研究減少列車縱向沖動的技術措施。貨車采用120型空氣制動機及空重車自動調(diào)整裝置，逐步淘汰GK、103等舊型制動機，積極采用高摩合成閘瓦，發(fā)展整體鑄鋼輪?？爝\貨車采用新型基礎制動裝置。
3.1.1采用高摩合成閘瓦
在列車的高速及低速運行階段,高摩合成閘瓦的摩擦系數(shù)均較高,且比較均衡,這是滿足提高速度和重載要求的最簡便和最有效的措施之一。
3.1.2 采用無級空重車自動調(diào)整裝置
它是一種提高貨物列車制動力、提高運行速度的重要部件。應合理選擇參數(shù),尤其要妥善解決稱重方法及其準確性,以充分利用粘著力,提高列車的均衡制動力。
3.1.3 雙側(cè)閘瓦制動
目前,我國鐵路貨物列車均采用單側(cè)閘瓦制動,列車制動力已越來越不適應貨物列車運行速度不斷提高的新要求,可以考慮采用雙側(cè)閘瓦制動,這也是一項提高貨物列車制動力和運行速度的重要措施。
3.1.4 改進120 型空氣分配閥
現(xiàn)有120 型空氣分配閥的性能參數(shù)是針對速度相對較低(小于或等于90 km/ h) 、列車重量較大(5 000 t～10 000 t ) 的長大貨物列車設計的,采用了相應較慢的制動、緩解與充氣特性。這對快運貨車而言,則會造成空走距離過長,引起閘瓦制動功率增高等問題。同時,為了運營方便,快運貨車有時需要附掛在旅客列車中混編運行,此時120 型分配閥與104 型客車分配閥的制動、緩解性能差異較大,容易產(chǎn)生縱向沖動或抱閘等問題。因此,迫切需要改進120型空氣分配閥以適應快運貨車的運行環(huán)境。采用120 K型(快速120 閥) 制動系統(tǒng),可縮短空走時間。
3.1.5 盤形制動+ 單元制動+ 防滑器
制動盤、合成閘瓦、單元制動缸組成一個盤形制動機,整體結(jié)構(gòu)緊湊,沒有復雜的桿件傳動,傳動效率高。單元制動缸是盤形制動機的施力機構(gòu),同時踏面清掃器也采用單元制動缸的結(jié)構(gòu)。防滑器和盤形制動(機械式) 一起使用可提高粘著利用率。盤形制動具有良好的摩擦性能,且運用經(jīng)濟,維護簡單。
3.1.6 貨車制動鋁合金化
我國鐵路鋁合金貨車已開始批量推廣運用,制動產(chǎn)品輕量化、鋁合金化已迫在眉睫。1996年,120 型貨車空氣控制閥的8 種壓鑄件(主閥上蓋、主閥下蓋、主閥前蓋、緩解閥上蓋、緩解閥下蓋、緩解閥體、緊急閥上蓋、緊急閥下蓋) 已開始批量裝車。這8種鋁合金壓鑄件對改善120 型制動機的制動性能及制動部件輕量化起到了積極的促進作用,但在長時間的運用中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。120 閥主閥體、緊急閥體、中間體三大件的鋁合金化2003年下半年已通過部級審查,2004 年上半年開始小批量裝車。 120 閥的8種壓鑄件屬于壓力鑄造,材質(zhì)為YZAlSi8Cu3;120 主閥體、緊急閥體、中間體三大件屬于重力鑄造,材質(zhì)為ZAlSi9Cu2Mg。隨著120閥的鋁合金化及其他鋁合金化制動部件在鐵路上的逐漸推廣運用,有必要對上述鋁合金表面處理問題進行專門研究。
3.1.7 ECP 制動技術
ECP是電控空氣制動系統(tǒng)的縮寫，是用微機系統(tǒng)直接控制副風缸向制動缸充風制動及制動缸緩解，空氣是制動力產(chǎn)生的來源，但空氣不作為制動指令傳遞的介質(zhì)。采用ECP 制動系統(tǒng)能很好地解決重載貨物列車的一系列制動技術難題, 它具有如下基本功能: (1) 階段制動和階段緩解; (2) 向副風缸連續(xù)充風; (3) 根據(jù)車輛載荷調(diào)整車輛制動力; (4) 連續(xù)故障檢測和設備狀態(tài)監(jiān)視; (5) 空氣制動作備用。
為使我國盡快開行20000t重載貨物列車,可先引進國外成熟的ECP制動技術,并運用到重載列車上。在此基礎上,消化吸收,自行研制,爭取早日研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ECP 制動系統(tǒng),使我國貨車制動技術邁上一個新臺階
3.2 主要方式
早期貨車轉(zhuǎn)向架的基礎制動裝置基本上采用單側(cè)踏面制動。隨著車輛速度和載重量的提高，對轉(zhuǎn)向架的基礎制動裝置也提出了新的要求。由于不同國家對制動距離的要求不盡相同，所以高速貨車轉(zhuǎn)向架的制動方式有較大差異，雙側(cè)踏面制動和盤形制動得到廣泛應用。歐洲鐵路對制動距離要求較高，120km/h以下的貨車采用單側(cè)或雙側(cè)踏面制動，當速度為120km/h以上時，普遍采用盤形制動加防滑器的方式。北美鐵路對制動距離的要求不高，且受三大件轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的制約，難以實現(xiàn)雙側(cè)踏面制動和盤形制動，故仍采用單側(cè)踏面制動。采用何種方式的基礎制動裝置,可通過其軸制動功率來確定：式中q0為軸重；V0為制動初速；FB為制動力； 為平均減速度。
最大軸制動功率取決于基礎制動裝置所能承受的熱負荷性能。計算機模擬計算和試驗表明，840mm直徑的車輪,軸重為21噸，相應的赫茲接觸應力為850N/mm2左右,其允許的最大熱應力約300N/mm2。對于采用鑄鐵閘瓦踏面制動，其最大極限軸制動功率為240KW，采用合成閘瓦為340KW，若采用盤形制動則可達到760KW，目前歐洲國家運用的時速為160km/h的高速貨車轉(zhuǎn)向架，其緊急制動時的軸制動功率已超過踏面制動的最大極限軸制動功率，達到350KW左右，故高速貨車必須采用盤形制動。因中國新頒布的《鐵路主要技術政策》對制動距離的規(guī)定同歐洲鐵路基本相近，故可吸取歐洲國家高速貨車轉(zhuǎn)向架采用盤形制動的方式。采用盤形制動的方式不僅能大大提高最大的軸制動功率，而且由于制動盤與閘片間的摩擦系數(shù)相對于閘瓦與踏面間的摩擦系數(shù)來說要穩(wěn)定得多，故還可降低制動時的縱向沖動。
制動方式是指制動時列車動能的轉(zhuǎn)移方式或制動力獲取的方式。從作用力與列車的關系來看，驅(qū)動或制動都需要列車作用以外力。從能量的觀點看，驅(qū)動是機車將燃料所具有的能量或電廠所發(fā)出的電能轉(zhuǎn)變成列車的動能；制動就是設法將此動能從列車上轉(zhuǎn)移出去，使列車減速或停止。采取什么制動方式使列車的動能轉(zhuǎn)移出去，采取什么制動方式獲取這種外力—制動力，是制動的基本問題。因此，制動方式的研究是制動研究的基礎。
3.2.1 列車動能轉(zhuǎn)移方式
分兩類：“熱逸散”和可用能。
（1）熱逸散
動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓笙⒂诖髿庵?。摩擦制動：把列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮?。摩擦制動分固體摩擦制動和液體摩擦制動；動力制動：制動時將牽引電動機變成發(fā)電機，通過它將列車動能轉(zhuǎn)化為電能。動力制動分電阻制動、旋轉(zhuǎn)渦流制動和軌道渦流(線性渦流)制動：
1）固體摩擦制動：
① 閘瓦制動(踏面制動)：用鑄鐵
或合成材料制成的閘瓦壓緊滾動
的車輪，使輪瓦間發(fā)生摩擦，列車
動能極大部分變成熱能，最終消散
于大氣中。是目前鐵路使用最廣泛
的一種制動方式。（見右圖）
② 盤型制動；用制動夾鉗使閘片(一般用
合成材料制成)夾緊裝固在車軸或車輪輻
板上的制動圓盤(一般為鑄鐵盤)，上閘片
與制動圓盤間產(chǎn)生摩擦，把動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?
能，消散于大氣中。
③ 軌道電磁制動(磁軌制動)；制動時，安裝
在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁下的下方，電磁鐵勵磁，
與鋼軌產(chǎn)生吸力。列車的動能通過電磁鐵下
的磨耗板與鋼軌的摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，經(jīng)鋼軌
和磨耗板，最終散于大氣。
（2）列車動能轉(zhuǎn)變成可用能
1）再生制動：
與電阻制動相似，也是將牽引電動機變?yōu)榘l(fā)電機。不同的是將電能反饋回電網(wǎng)，而不是變成熱能消散掉。很明顯，再生制動方式既節(jié)約能源又減少制動時對環(huán)境的污染，并且基本上無磨耗，因此是一種非常理想的動力制動方式。但只能用于由電網(wǎng)供電的電力機車和電動車組，反饋回電網(wǎng)的電能要馬上由正在牽引運行的電力機車或電動車組接受和利用。
在各種制動方式中，唯有再生制動方式幾乎不需要在列車上增加任何部件，因此它已成為高速列車極為重要的一種制動方式。列車的再生制動能力不但取決于電機的功率，更受制于線路供電網(wǎng)的網(wǎng)壓。
4.中國鐵路貨車制動系統(tǒng)下一步的重點研究方向
4.1制動能力提升與輪瓦關系問題的研究
重載列車主要是編組輛數(shù)遠多于一般貨物列車的超長列車，此外還具有一個重要特點是使用大軸重的貨車車輛。貨車提高軸的重不僅能增加牽引重量，還能減少列車編組輛數(shù)，從而有利于司機操縱和縮短站線有效長度，對運輸生產(chǎn)有重大的經(jīng)濟效益。因此，提高軸重增加列車編組輛數(shù)是國際重載列車的兩個重要發(fā)展方向。
軸重增加必然會同時導致車輪載荷條件的惡化，進而影響車輪和鋼軌的使用壽命。為此，當前北美鐵路協(xié)會（AAR）要求根據(jù)S—660標準對新車輪進行有限元仿真計算，以檢驗其應力水平，主要考慮機械載荷（垂向載荷和橫向載荷）及制動熱負荷的作用。按照AARS—660規(guī)范，100噸載荷條件相當于軸重30t貨車車輪的使用條件，最大軸重32.5t的重載貨車則比標準車輪載重增加9%以上，故而需要采用直徑915mm的車輪。我國貨車車軸近年來已確定新造貨車以23t軸重為設計便準，對大秦線這樣的重載專線則以25t軸重的貨車為標準，特別是已經(jīng)正式開行的2萬噸級重載列車基本上使用C80等25噸軸重的貨車。隨著貨運通道的發(fā)展，鐵道通用貨車軸重將達到27t，專用貨車軸重達到30t以上。隨著鐵路貨運車輛的載重（總重）、列車編組長度不斷增加，其所需要的制動力也相應增加，形成目前困擾車輛制動距離、運行速度、牽引噸位與輪瓦關系、縱向沖動等相互制約、相互矛盾的問題越來越突出。
另外，重載列車的車輪制動熱負載問題需要深入的研究。制動熱負荷可能導致3種類型的車輪問題，即車輪踏面的裂紋、熱失效和熱機剝離。國內(nèi)外對重載車輪制動熱負荷問題的大量試驗研究結(jié)果標明，坡道制動產(chǎn)生的熱效應最為嚴重，是影響閘瓦更換和車輪維修的主要原因。因此，應重視制動熱負荷問題，作為改善輪瓦磨耗、延長重載車輛車輪使用壽命的重要研究方向。
5 結(jié)論
隨著機車制動系統(tǒng)的不斷發(fā)展，不僅需要專門的制動行業(yè)的工程技術人員的參入，而且在不久的將來將會有多學科、多專業(yè)的交溶發(fā)展。制動系統(tǒng)將涉及到電氣控制、網(wǎng)絡技術、微機技術、信號通訊等不同的專業(yè)領域。因此，需要多方面合作，盡早出現(xiàn)具有中國特色的知名的制動機公司，在國際制動領域內(nèi)占有一席之地。
綜上所述，需要解決目前鐵路貨車制動系統(tǒng)存在的問題，加以進一步完善。在此基礎上，結(jié)合中國鐵路貨車的發(fā)展，積極吸收國內(nèi)外先進制造機技術，研制作用性能優(yōu)良、適應性強與模塊化集成的新一代貨車制動機，形成具有世界一流水平的中國鐵路貨車制動系統(tǒng)。
參 考 文 獻
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施
機車機械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及有限元分析
一．課題的目的與意義
本課題是針對礦工電機車機械制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計及其關鍵部件的有限元分析。在科技高速發(fā)展的今天，不管是客運列車還是貨運列車都有了很大的變化，高速、重載。機車車輛的技術裝備水平根據(jù)更好更高的要求 ,通過技貿(mào)合作 ,不斷采用高新技術 ,快速提高 ,促進了鐵路運輸能力的快速增長 ,適應了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。正由于機車的高速、重載，使得制動系統(tǒng)成了機車車輛最重要的系統(tǒng)之一，其直接涉及到列車的運行性能和安全。制動系統(tǒng)的好壞，關系到列車運行速度的提高，運能的增長。因此，課題的目的在于設計合理的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以滿足機車制動距離及制動時間的要求，并且分析其關鍵部件的應力及應變等，了解閘瓦磨損的原因。
課題研究的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、制動安全、經(jīng)濟。通過制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計、零件的有限元分析，建立虛擬裝配模型?？梢院喕苿酉到y(tǒng)的設計，降低了成本，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。同時，通過課題的設計培養(yǎng)了我們改善結(jié)構(gòu)、設計新產(chǎn)品的能力，使我們更熟練地運用UG做三維建模及設計仿真。
二．課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望
機械制動系統(tǒng)目前多用在窄軌電機機車駐車制動系統(tǒng)中，駐車制動系統(tǒng)中要求用機械鎖止方法保證機車在原地停止不動，在任何情況下不至于滑動。機械制動系統(tǒng)原理簡單、操作輕便、安全、成本較低。
隨著貨運列車的發(fā)展，高速、重載已經(jīng)成為主要的發(fā)展方向，但是安全問題不容忽視，為了能使機車能在規(guī)定的距離范圍內(nèi)減速或停車，制動系統(tǒng)是必不可少的系統(tǒng)。對礦運機車來說，機械制動已成為其主流的發(fā)展方向?？紤]到貨運機車屬于窄軌機車，所需的制動力相對小，因此，采取手輪式的機械制動方式。由于該系統(tǒng)是由人力來操作的，因此要求杠桿機構(gòu)的設計要使手輪操作力不大于160N力。
即便目前機車的制動方式多用電氣制動及空氣制動，但機械制動操作方便，司機帶動強度低，制動系統(tǒng)工作敏捷、迅速、空行程短等特點，使得機械制動在未來制動系統(tǒng)的發(fā)展中仍然占有比較大的比重。特別是礦運窄軌機車，對機械制動系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。
三．課題主要內(nèi)容和要求
1.總體方案設計計算
2.設計機械制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并對主要零件進行計算分析
3.建立制動系統(tǒng)三維模型，裝配模型
4.建立制動系統(tǒng)虛擬樣機
5.進行制動系統(tǒng)主要零件有限元分析，并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，分析失效形式和原因
6.工程圖設計
7.撰寫畢業(yè)設計說明書，字數(shù)15000以上
8.指導老師評閱、學生修改及打印說明書
9.畢業(yè)答辯
四．研究方法、步驟和措施
1.研究方法
查閱機械制動系統(tǒng)機構(gòu)設計及有限元分析的相關資料與手冊，進行總體機構(gòu)設計。按照機車粘重及制動距離對制動系統(tǒng)相關部件進行設計計算，并對關鍵部件進行有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
2.步驟和措施
（1）確定制動系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
（2）按要求對制動系統(tǒng)主要零件進行計算分析
（3）利用UG對制動系統(tǒng)各個部件三維建模，并進行裝配
（4）利用UG對關鍵部件進行有限元分析，分析其應力、應變等
（5）分析關鍵部件的失效形式和原因，并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化
（6）建立制動系統(tǒng)的虛擬樣機
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測：
指導教師：
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所在專業(yè)審查意見：
負責人：
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