第四章液力变矩器

第四章工程机械常用基本机构与装置（基本机构与原理介绍）重点：1.钢丝绳滑轮组机构2.钢丝绳卷筒机构3.制动器4.液力变矩器5.驱动桥（理解基础上的记忆）4.1钢丝绳滑轮组机构组成：钢丝绳、滑轮、吊钩。目的：改变提升重物的力或速度。分类：构造形式：单联或双联。工作原理：省力或增速。单联或双联增速4.2钢丝绳滑轮组机构特性4.2.1滑轮组的倍率滑轮组的倍率：悬挂重物的钢丝绳分支数与引入卷筒的钢丝绳分支数的比值。分支数:Z倍率:α对于单联滑轮:α=Z对于双联滑轮:α=Z／24.2.2滑轮组的效率计算过程：考虑每一个滑轮的效率对于滑动轴承，对于滚动轴承。。。4.2.1滑轮组的机构特性（1）输入输出作用力特性（2）输入输出运动特性（3）输入输出功率特性4.2钢丝绳滑轮组机构设计要点4.2.1滑轮（1）动滑轮、定滑轮、铸造滑轮、焊接滑轮。（2）承载不大的实体滑轮D≤350，材料Q235或HT150。（3）承载较大的滑轮（铸造带筋或带轮辐）350≤D≤800，材料球铁或铸钢QT42或ZG230。（4）大型滑轮D≥800，型钢焊接结构。（5）承载不大，滑轮直接安装在心轴上；受力较大，低速，滑动轴承；承载大，高速，滚动轴承。（6）滑轮公称直径的设计D≥h·d。4.2.2钢丝绳（1）钢丝绳设计计算的两种静力计算方法1）最大工作静拉力确定钢丝绳直径2）安全系数选择直径（破断拉力）（2）失效方式金属反复弯曲与挤压的疲劳破坏4.3钢丝绳卷筒机构4.3.1输入输出特性卷筒的输入参数：Mi，Pi，ni卷筒的输出参数：F0，P0，v0求：系统输入与输出

参数之间的关系。F0v0P0MiPiniF0v0P0MiPini解：假设卷筒计算直径为Dj，效率为ηD，则有由机械效率的定义推导得到：4.3.2钢丝绳卷筒机构的设计计算DD1D2L0几何尺寸设计：L0为车螺旋槽部分长度。实际卷筒有单联和多联之分，双联卷筒一般为单层卷绕，单联卷筒有单层和多层卷绕之分。卷筒长度分析：DL1L2LdL0L1L1L1LsL2L0L0L2LgD卷绕钢丝绳长度（绕绳量l）的计算：DD1D2L0解：设m层卷绕，每层为n圈，则有卷筒的强度计算：当L0≤3D时，忽略弯曲和扭转应力钢，塑性材料铸铁，脆性材料当L0>3D时，考虑弯曲和扭转应力，属于弯扭组合变形。DSmaxσ1δσ1Smax钢，塑性材料铸铁，脆性材料钢丝绳允许偏角：γβSdγhmaxl推荐在40～60之间，实际选用不大于50单层有槽卷筒，绳偏离槽两端的角度不大于3.50；无槽卷筒和多层卷筒，偏离卷筒轴垂直平面的角度不大于20。当卷筒长度确定，导向轮与卷筒距离要满足要求。（对于光面卷筒γ≤20）4.4三角形机构几何关系：GECDAl2l1l3PiviM0P0ω0θ0θiFiH4.5制动器分类：1.机械式制动器。2.电磁式制动器。3.液体式制动器。

1、带制动器(bandbrake)2、块制动器(blockbrake)3、鼓式制动器(drumbrake)4、圆盘制动器(platebrake)5、碟式制动器(diskbrake)4.5.1带式制动器原理：制动带压紧制动轮产生摩擦力来实现制动。Rε4.5.2块式制动器4.5.3鼓式制动器（汽车制动器）4.5.3盘式制动器（汽车制动器）4.6制动器在汽车工程中的应用

功用:使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车;在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速;使汽车可靠地停在原地或坡道上。

行车制动装置驻车制动装置应急制动装置辅助制动装置

制动系应满足如下要求：

1）足够的制动能力。2）工作可靠。3）不应当丧失操纵性和方向稳定性。4）防止水和污泥进入制动器工作表面。

5）热稳定性良好。6）操纵轻便，并具有良好的随动性。7）噪声尽可能小。8）作用滞后性应尽可能短。9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命。10）调整间隙工作容易。11）报警装置。

制动器的结构方案分析

分领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式等几种（1）鼓式制动器鼓式盘式带式-----中央制动器磨擦副结构摩擦式液力式-----缓速器电磁式主要区别：①蹄片固定支点的数量和位置不同;②张开装置的形式与数量不同;③制动时两块蹄片之间有无相互作用。制动器效能:制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩。制动器效能因数:在制动鼓或制动盘的作用半径R上所得到摩擦力（Mμ/R）与输入力F0之比，制动器效能的稳定性:效能因数K对摩擦因数f的敏感性（dK/df）。1）领从蹄式每块蹄片都有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的同一端。凸轮或楔块式张开装置:活塞轮缸（液压驱动）平衡凸块式楔块式平衡式非平衡式制动器的效能和效能稳定性，在各式制动器中居中游;两蹄衬片磨损不均匀，寿命不同。2）双领蹄式两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的不同端。每块蹄片有各自独立的张开装置，且位于与固定支点相对应的一方。制动器的制动效能相当高;倒车制动时，制动效能明显下降;两蹄片磨损均匀，寿命相同;结构略显复杂。3）双向双领蹄式两蹄片浮动，始终为领蹄。制动效能相当高，而且不变，磨损均匀，寿命相同。4）双从蹄式两块蹄片各有自己的固定支点，而且两固定支点位于两蹄的不同端。制动器效能稳定性最好，但制动器效能最低。5）单向增力式两蹄片只有一个固定支点，两蹄下端经推杆相互连接成一体制动器效能很高，制动器效能稳定性相当差6）双向增力式制动器效能很高，制动器效能稳定性比较差两蹄片端部各有一个制动时不同时使用的共用支点，支点下方有张开装置，两蹄片下方经推杆连接成一体（2）盘式制动器钳盘式(点盘式制动器)全盘式(离合器式制动器)固定钳式滑动钳式摆动钳式浮动钳式盘式制动器有如下优点：

热稳定性好；水稳定性好；制动力矩与汽车运动方向无关；易于构成双回路制动系；尺寸小、质量小、散热良好；衬块磨损均匀；更换衬块容易；缩短了制动协调时间；易于实现间隙自动调整。制动器主要参数的确定（1）鼓式制动器主要参数的确定1）制动鼓内径D轿车：D/Dr=0.64~0.74货车：D/Dr=0.70~0.83ZBT24005-89《制动鼓工作直径及制动蹄片宽度尺寸系列》2）摩擦衬片宽度b和包角β包角一般不宜大于120°。制动衬片宽度尺寸系列见ZBT24005-89。3）摩擦衬片起始角β04）制动器中心到张开力F0作用线的距离e使距离e尽可能大,初步设计时可暂定e=0.8R左右。5）制动蹄支承点位置坐标a和c使a尽可能大而c尽可能小。初步设计时，也可暂定a=0.8R左右。(2)盘式制动器主要参数的确定1)制动盘直径D通常选择为轮辋直径70%~79%2)

制动盘厚度h实心制动盘厚度可取为10~20mm;通风式制动盘厚度取为20~50mm;采用较多的是20~30mm3)摩擦衬块外半径R2与内半径R1外半径R2与内半径R1的比值不大于1.5

4)制动衬块面积A1.6~3.5kg/cm2制动器的设计与计算

一、鼓式制动器的设计计算对于紧蹄的径向变形δ1和压力p1为：两个自由度的紧蹄摩擦衬片的径向变形规律:1.压力沿衬片长度方向的分布规律一个自由度的紧蹄摩擦衬片的径向变形规律：表面的径向变形和压力为：新蹄片压力沿摩擦衬片长度的分布符合正弦曲线规律2.计算蹄片上的制动力矩法向力