第四章液力變矩器

第四章工程機(jī)械常用基本機(jī)構(gòu)與裝置（基本機(jī)構(gòu)與原理介紹）重點(diǎn)：1.鋼絲繩滑輪組機(jī)構(gòu)2.鋼絲繩卷筒機(jī)構(gòu)3.制動(dòng)器4.液力變矩器5.驅(qū)動(dòng)橋（理解基礎(chǔ)上的記憶）4.1鋼絲繩滑輪組機(jī)構(gòu)組成：鋼絲繩、滑輪、吊鉤。目的：改變提升重物的力或速度。分類(lèi)：構(gòu)造形式：?jiǎn)温?lián)或雙聯(lián)。工作原理：省力或增速。單聯(lián)或雙聯(lián)增速4.2鋼絲繩滑輪組機(jī)構(gòu)特性4.2.1滑輪組的倍率滑輪組的倍率：懸掛重物的鋼絲繩分支數(shù)與引入卷筒的鋼絲繩分支數(shù)的比值。分支數(shù):Z倍率:α對(duì)于單聯(lián)滑輪:α=Z對(duì)于雙聯(lián)滑輪:α=Z／24.2.2滑輪組的效率計(jì)算過(guò)程：考慮每一個(gè)滑輪的效率對(duì)于滑動(dòng)軸承，對(duì)于滾動(dòng)軸承。。。4.2.1滑輪組的機(jī)構(gòu)特性（1）輸入輸出作用力特性（2）輸入輸出運(yùn)動(dòng)特性（3）輸入輸出功率特性4.2鋼絲繩滑輪組機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.2.1滑輪（1）動(dòng)滑輪、定滑輪、鑄造滑輪、焊接滑輪。（2）承載不大的實(shí)體滑輪D≤350，材料Q235或HT150。（3）承載較大的滑輪（鑄造帶筋或帶輪輻）350≤D≤800，材料球鐵或鑄鋼QT42或ZG230。（4）大型滑輪D≥800，型鋼焊接結(jié)構(gòu)。（5）承載不大，滑輪直接安裝在心軸上；受力較大，低速，滑動(dòng)軸承；承載大，高速，滾動(dòng)軸承。（6）滑輪公稱(chēng)直徑的設(shè)計(jì)D≥h·d。4.2.2鋼絲繩（1）鋼絲繩設(shè)計(jì)計(jì)算的兩種靜力計(jì)算方法1）最大工作靜拉力確定鋼絲繩直徑2）安全系數(shù)選擇直徑（破斷拉力）（2）失效方式金屬反復(fù)彎曲與擠壓的疲勞破壞4.3鋼絲繩卷筒機(jī)構(gòu)4.3.1輸入輸出特性卷筒的輸入?yún)?shù)：Mi，Pi，ni卷筒的輸出參數(shù)：F0，P0，v0求：系統(tǒng)輸入與輸出

參數(shù)之間的關(guān)系。F0v0P0MiPiniF0v0P0MiPini解：假設(shè)卷筒計(jì)算直徑為Dj，效率為ηD，則有由機(jī)械效率的定義推導(dǎo)得到：4.3.2鋼絲繩卷筒機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算DD1D2L0幾何尺寸設(shè)計(jì)：L0為車(chē)螺旋槽部分長(zhǎng)度。實(shí)際卷筒有單聯(lián)和多聯(lián)之分，雙聯(lián)卷筒一般為單層卷繞，單聯(lián)卷筒有單層和多層卷繞之分。卷筒長(zhǎng)度分析：DL1L2LdL0L1L1L1LsL2L0L0L2LgD卷繞鋼絲繩長(zhǎng)度（繞繩量l）的計(jì)算：DD1D2L0解：設(shè)m層卷繞，每層為n圈，則有卷筒的強(qiáng)度計(jì)算：當(dāng)L0≤3D時(shí)，忽略彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力鋼，塑性材料鑄鐵，脆性材料當(dāng)L0>3D時(shí)，考慮彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，屬于彎扭組合變形。DSmaxσ1δσ1Smax鋼，塑性材料鑄鐵，脆性材料鋼絲繩允許偏角：γβSdγhmaxl推薦在40～60之間，實(shí)際選用不大于50單層有槽卷筒，繩偏離槽兩端的角度不大于3.50；無(wú)槽卷筒和多層卷筒，偏離卷筒軸垂直平面的角度不大于20。當(dāng)卷筒長(zhǎng)度確定，導(dǎo)向輪與卷筒距離要滿(mǎn)足要求。（對(duì)于光面卷筒γ≤20）4.4三角形機(jī)構(gòu)幾何關(guān)系：GECDAl2l1l3PiviM0P0ω0θ0θiFiH4.5制動(dòng)器分類(lèi)：1.機(jī)械式制動(dòng)器。2.電磁式制動(dòng)器。3.液體式制動(dòng)器。

1、帶制動(dòng)器(bandbrake)2、塊制動(dòng)器(blockbrake)3、鼓式制動(dòng)器(drumbrake)4、圓盤(pán)制動(dòng)器(platebrake)5、碟式制動(dòng)器(diskbrake)4.5.1帶式制動(dòng)器原理：制動(dòng)帶壓緊制動(dòng)輪產(chǎn)生摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。Rε4.5.2塊式制動(dòng)器4.5.3鼓式制動(dòng)器（汽車(chē)制動(dòng)器）4.5.3盤(pán)式制動(dòng)器（汽車(chē)制動(dòng)器）4.6制動(dòng)器在汽車(chē)工程中的應(yīng)用

功用:使汽車(chē)以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車(chē);在下坡行駛時(shí)使汽車(chē)保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車(chē)速;使汽車(chē)可靠地停在原地或坡道上。

行車(chē)制動(dòng)裝置駐車(chē)制動(dòng)裝置應(yīng)急制動(dòng)裝置輔助制動(dòng)裝置

制動(dòng)系應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：

1）足夠的制動(dòng)能力。2）工作可靠。3）不應(yīng)當(dāng)喪失操縱性和方向穩(wěn)定性。4）防止水和污泥進(jìn)入制動(dòng)器工作表面。

5）熱穩(wěn)定性良好。6）操縱輕便，并具有良好的隨動(dòng)性。7）噪聲盡可能小。8）作用滯后性應(yīng)盡可能短。9）摩擦襯片（塊）應(yīng)有足夠的使用壽命。10）調(diào)整間隙工作容易。11）報(bào)警裝置。

制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案分析

分領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向增力式、雙向增力式等幾種（1）鼓式制動(dòng)器鼓式盤(pán)式帶式-----中央制動(dòng)器磨擦副結(jié)構(gòu)摩擦式液力式-----緩速器電磁式主要區(qū)別：①蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同;②張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同;③制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。制動(dòng)器效能:制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩。制動(dòng)器效能因數(shù):在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑R上所得到摩擦力（Mμ/R）與輸入力F0之比，制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性:效能因數(shù)K對(duì)摩擦因數(shù)f的敏感性（dK/df）。1）領(lǐng)從蹄式每塊蹄片都有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的同一端。凸輪或楔塊式張開(kāi)裝置:活塞輪缸（液壓驅(qū)動(dòng)）平衡凸塊式楔塊式平衡式非平衡式制動(dòng)器的效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動(dòng)器中居中游;兩蹄襯片磨損不均勻，壽命不同。2）雙領(lǐng)蹄式兩塊蹄片各有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的不同端。每塊蹄片有各自獨(dú)立的張開(kāi)裝置，且位于與固定支點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的一方。制動(dòng)器的制動(dòng)效能相當(dāng)高;倒車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)效能明顯下降;兩蹄片磨損均勻，壽命相同;結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。3）雙向雙領(lǐng)蹄式兩蹄片浮動(dòng)，始終為領(lǐng)蹄。制動(dòng)效能相當(dāng)高，而且不變，磨損均勻，壽命相同。4）雙從蹄式兩塊蹄片各有自己的固定支點(diǎn)，而且兩固定支點(diǎn)位于兩蹄的不同端。制動(dòng)器效能穩(wěn)定性最好，但制動(dòng)器效能最低。5）單向增力式兩蹄片只有一個(gè)固定支點(diǎn)，兩蹄下端經(jīng)推桿相互連接成一體制動(dòng)器效能很高，制動(dòng)器效能穩(wěn)定性相當(dāng)差6）雙向增力式制動(dòng)器效能很高，制動(dòng)器效能穩(wěn)定性比較差兩蹄片端部各有一個(gè)制動(dòng)時(shí)不同時(shí)使用的共用支點(diǎn)，支點(diǎn)下方有張開(kāi)裝置，兩蹄片下方經(jīng)推桿連接成一體（2）盤(pán)式制動(dòng)器鉗盤(pán)式(點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器)全盤(pán)式(離合器式制動(dòng)器)固定鉗式滑動(dòng)鉗式擺動(dòng)鉗式浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：

熱穩(wěn)定性好；水穩(wěn)定性好；制動(dòng)力矩與汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)；易于構(gòu)成雙回路制動(dòng)系；尺寸小、質(zhì)量小、散熱良好；襯塊磨損均勻；更換襯塊容易；縮短了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間；易于實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整。制動(dòng)器主要參數(shù)的確定（1）鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1）制動(dòng)鼓內(nèi)徑D轎車(chē)：D/Dr=0.64~0.74貨車(chē)：D/Dr=0.70~0.83ZBT24005-89《制動(dòng)鼓工作直徑及制動(dòng)蹄片寬度尺寸系列》2）摩擦襯片寬度b和包角β包角一般不宜大于120°。制動(dòng)襯片寬度尺寸系列見(jiàn)ZBT24005-89。3）摩擦襯片起始角β04）制動(dòng)器中心到張開(kāi)力F0作用線的距離e使距離e盡可能大,初步設(shè)計(jì)時(shí)可暫定e=0.8R左右。5）制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo)a和c使a盡可能大而c盡可能小。初步設(shè)計(jì)時(shí)，也可暫定a=0.8R左右。(2)盤(pán)式制動(dòng)器主要參數(shù)的確定1)制動(dòng)盤(pán)直徑D通常選擇為輪輞直徑70%~79%2)

制動(dòng)盤(pán)厚度h實(shí)心制動(dòng)盤(pán)厚度可取為10~20mm;通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取為20~50mm;采用較多的是20~30mm3)摩擦襯塊外半徑R2與內(nèi)半徑R1外半徑R2與內(nèi)半徑R1的比值不大于1.5

4)制動(dòng)襯塊面積A1.6~3.5kg/cm2制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算

一、鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于緊蹄的徑向變形δ1和壓力p1為：兩個(gè)自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律:1.壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律一個(gè)自由度的緊蹄摩擦襯片的徑向變形規(guī)律：表面的徑向變形和壓力為：新蹄片壓力沿摩擦襯片長(zhǎng)度的分布符合正弦曲線規(guī)律2.計(jì)算蹄片上的制動(dòng)力矩法向力