【正文】 當(dāng)改變油壓力時(shí)，正壓力 N 相應(yīng)變化，油壓值 P=0 時(shí)，即 =0，正壓力達(dá)最大值＝ ，此時(shí)為全制動(dòng)狀態(tài)。 61 盤式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 盤式制動(dòng)器工作時(shí)所需制動(dòng)力 如圖所示，活塞同時(shí)受彈簧的作用力 ，壓力油產(chǎn)生的力 ，綜合阻力 包括空行程壓縮彈簧的力 )作用，制動(dòng)狀態(tài)時(shí) 的作用力方向與 相反。制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，閘瓦壓向制動(dòng)盤的正壓力大小，決定于油缸內(nèi)工作油的壓力，當(dāng)缸內(nèi)壓力為最小值時(shí)（一般不等于零，有殘壓），彈簧力幾乎全部作用在活塞上，此時(shí)制動(dòng)盤上正壓力最大，呈全制動(dòng)狀態(tài)。60 34 盤式制動(dòng)器 液壓盤式制動(dòng)器的工作原理 （ 1） 松閘 當(dāng)壓力油充入制動(dòng)油缸，推動(dòng)活塞 10而壓縮蝶形彈簧 11，并帶動(dòng)調(diào)整螺栓 螺釘 8及柱塞 1右移時(shí)，筒體 5和閘瓦 4在回復(fù)彈簧 15 及拉緊螺栓17 的作用下也一同右移，則閘瓦離開制動(dòng)盤，呈松閘狀態(tài)。在使 用中制動(dòng)油缸可能有微量的滲油，因而要定期將塞頭 19 旋開排油。在第一次向制動(dòng)油缸充油，或在使用中發(fā)現(xiàn)松閘的時(shí)間較長時(shí)，可將放氣螺釘 8 旋松，把制動(dòng)油缸中的空氣排出，以免影響制動(dòng)油缸的正常工作。壓縮盤式彈簧來實(shí)現(xiàn)。壓向制動(dòng)盤的制動(dòng)力，由盤式彈簧產(chǎn)生。閘瓦與襯板連接，可用銅螺釘連接或用粘結(jié)劑粘貼，但大多 數(shù) 是以燕尾槽的形式將閘瓦固定在襯板上。59 調(diào)整螺栓 螺釘 蝶形彈簧 11 及彈簧套筒等。支座 14 為整體鑄鋼件，一副盤式制動(dòng)器通過支座及墊板 21用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。 液壓盤式制動(dòng)器作為最新開發(fā)出來的一種制動(dòng)器，其發(fā)展前景遠(yuǎn)大，尤其是將液 壓 — 電氣控制結(jié)合在盤式制動(dòng)器上，相信隨著液壓和電氣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)更有利于盤式制動(dòng)器的發(fā)展 . 液壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 液壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖 3— 4所示。為了使制動(dòng)盤產(chǎn)生附加變形，主軸不承受附加力，因而盤式制動(dòng)器都成對(duì)地裝設(shè)使用，每一對(duì)盤式制動(dòng)器叫做一副，根據(jù)所需制動(dòng)力矩 的大小，一臺(tái)提升機(jī)可以布置兩副、四副、或多副盤式制動(dòng)器 . 盤式制動(dòng)器與其它類型制動(dòng)器相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：因多副制動(dòng)器同時(shí)使用，即使一副制動(dòng)器失靈，也不是影響一部分制動(dòng)力矩，故可靠性高，操作方便，制動(dòng)力矩可調(diào)性好，慣性小，動(dòng)作快，靈敏度高；重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝維護(hù)方便；通用性大等。盤閘制動(dòng)系統(tǒng)包括兩部分，即盤閘制動(dòng)器和液壓站。 2)圍包角較小，因而制動(dòng)力矩較小 3)閘瓦表面的幾力分 布均勾，因而閘瓦磨損均勻。立桿 9 上下運(yùn)功時(shí)，帶動(dòng)三角杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過拉桿 5又帶動(dòng)制動(dòng)梁使閘瓦靠近或離開制動(dòng)輪。拉桿 5 的兩端為左右螺紋以調(diào)整松閘時(shí)閘瓦間隙在 1— 2mm 之間。 56 綜合式制動(dòng)器 綜合式制動(dòng)器如圖 3— 3所爾．它由 — 對(duì)制動(dòng)梁 3，活瓦塊 1，拉桿 5，二角杠桿等組成，制動(dòng)梁安裝在軸承座 10 上，在制動(dòng)梁上裝有活瓦塊 l， 4— 3 綜合式制動(dòng)器活瓦塊上裝有閘瓦 4，活瓦塊在制動(dòng)梁上可繞銷軸 2 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使閘瓦與制動(dòng)輪接觸均勻，使閘瓦瓦磨損均勻。 平移式制動(dòng)器和角移式制動(dòng)器相比、其優(yōu)點(diǎn)是：閘瓦壓力及磨損比較均勻。但是，后制動(dòng)梁由于僅由立柱 7 支承，它的平移性并不是在所有情況下部能保證。這種制動(dòng)器前后制動(dòng)梁的動(dòng)作是近似平移的．前制動(dòng)梁 10 受立柱 7和輔助立柱 5的支承．形成四連桿機(jī)構(gòu)。前、后制動(dòng) 梁用橫拉桿 11 彼此上、下連接起來，通過制動(dòng)立桿 制動(dòng)杠桿8，受工作制動(dòng)氣缸 3 或安全制動(dòng)氣缸 2的控制，工作制動(dòng)氣缸充氣時(shí)抱閘，誹氣時(shí)松閘；安全制動(dòng)氣缸與工作制動(dòng)氣缸相反．即充氣時(shí)訟間，排氣時(shí)抱閘。 2）平移式制動(dòng)器 平移式制動(dòng)器如圖 9— 30 所示。推動(dòng)前制動(dòng)梁 2 并經(jīng)拉桿 4 帶動(dòng)后制動(dòng)梁 7 繞各自軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩個(gè)閘瓦壓向制動(dòng)輪產(chǎn)生制動(dòng)。頂絲用來支撐調(diào)整前制動(dòng)梁，以保證制動(dòng)輪兩側(cè)的松間間隙相同。 制動(dòng)器的主要類型 塊閘制動(dòng)器 塊閘制動(dòng)器有角移式和平移式兩種。制動(dòng)裝置由工作機(jī)構(gòu)（制動(dòng)器）及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。但二者的制動(dòng)力矩則不應(yīng)疊加，以免造成過大的減速度。對(duì)于小型提升機(jī)，制動(dòng)力源可用人力；對(duì)于較大的提升機(jī)，則用重錘、彈簧、氣壓等。安全規(guī)程規(guī)定，安全制動(dòng)裝置的力源必須是重錘，但在目前提升機(jī)安全制動(dòng)的力源是彈簧而不是重錘，經(jīng)過長時(shí)間使用證明，也很可靠。因此，希望制動(dòng)器的空行時(shí)間（自斷電開始到制動(dòng)力開始產(chǎn)生的時(shí)間）不大于 秒，最好是不大于 秒。Mz MjtMjtMz 39。 制動(dòng)系統(tǒng)的要求 1）全部制動(dòng)力矩 Mz 不得小于小于提升機(jī)所允許最大靜力矩的三倍，則 2）一副制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 應(yīng)大于調(diào)繩力矩的 的 倍，即 3）安全制動(dòng)時(shí)，對(duì)于提升 重物，減速度必須小于 5米 /秒 ；對(duì)于下方重物，減速度應(yīng)大于 米 /秒 ； 4）對(duì)于摩擦式提升，安全制動(dòng)時(shí)的減速度不應(yīng)使鋼絲繩滑動(dòng)。 XKT 型、 JK 型、 GKT 型 、 JKD 型、 JKM 型、JKMD 型提升機(jī)使用液壓盤式制動(dòng)裝置。 JK 型和 HKM3 型提升機(jī)使用壓氣平移制動(dòng)裝置。 52 制動(dòng)裝置的類型 制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)分為塊閘和盤閘；傳動(dòng)裝置按傳動(dòng)能源分為油壓、氣壓及彈簧等。 6）軸的強(qiáng)度校核同軸 1 的方法相同，經(jīng)校核強(qiáng)度足夠，安全。軸環(huán)寬度 ，取。已知齒輪輪轂的寬度為 278mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。取，則，軸的 67 段左端由套筒定位，套筒長 12mm，取。 2）初步選擇軸承。半聯(lián)軸器的孔徑為 170mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為 170mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 242mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1ca AT K T? ?caT50 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12軸段左端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑；右端用軸端擋圈定位。為了使所選的 ,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 ?49 低速級(jí)軸 3 的設(shè)計(jì) 選擇材料 軸 3的材料與軸 2的材料相同 初步估算軸徑 由于軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 4）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由表查得平鍵，取長度為 180mm。 3）由低速級(jí)小齒輪的齒寬為 273mm 得。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取 h=5mm，則。軸的兩端采用深溝球軸承，顯然此軸的最小直徑在兩端的安裝軸承處，根據(jù)尺寸，由軸承產(chǎn)品目錄初步選 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 33016，其尺寸為，故，且（ 67 段左端有一個(gè)擋圈），取 (12 段右端有一個(gè)套筒 ) 2）取安裝齒輪處的軸段 23 的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。查參考文獻(xiàn) [機(jī)械設(shè)計(jì) ] 選取 ，則得： ? ?1ee Mw??????48 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸 1 的形狀如下圖，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。 5 支座反力分析 1）水平面上支反力 78 36mml ? ?6h mm?30l mm? 23 50mml ? ?16a mm?8s mm?36T mm?76Hk2 45??46 2) 垂直反力 6 當(dāng)量彎矩 1）水平彎矩 2) 垂直面彎矩 3) 合成彎矩 47 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以及單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取得 校核強(qiáng)度 按扭彎合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，由軸的結(jié)構(gòu)筒圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面 C 處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面，進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受 最 大 當(dāng) 量 彎 矩 的 截 面 的 強(qiáng) 度 ， 則 由 軸 的 強(qiáng) 度 校 核 式 其中軸為直徑 d=70mm 的實(shí)心軸，則 故軸的強(qiáng)度足夠，軸安全可靠。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為 m6。 6)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位 .采用平鍵連接。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面之間的距離 ，故取 。根據(jù)實(shí)際情況取。 3)已知齒輪輪轂的寬度為 200mm，故取。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12 軸段左端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器的孔徑為 70mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為 70mm,半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 。為了使所選的 ,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。大齒輪的彎??1 480FE? ?40 曲疲勞極限 查圖 1021表選取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 選取彎曲疲勞安全系數(shù) S= ,利用公式 求得如下 : 大 齒輪的數(shù)值大 (4) 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，為保證齒輪的在使用期間能滿足壽命要求，取較大值作為設(shè)計(jì)時(shí)參考的模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值 =10mm,取分度圓直徑 2 400FE? ?1 ? 2 ?? ? FN FEF K S?? ?nmnm41 取，則 ,取 4 幾何尺寸計(jì)算 （ 1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為 616mm （ 2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 因 值改變不多 ,故參數(shù) 等不必修正 （ 3 ）計(jì)算大，小圓的基圓直徑，齒圓直徑，齒根圓直徑 ? ,HKZ???42 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 以大齒輪為例 ,因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm, 所以選擇腹板式為好 .其他有關(guān)尺寸按圖表推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) . 軸的設(shè)計(jì) 減速器高速軸 1 的設(shè)計(jì) 選擇材料 由于傳遞中小功率，軸的轉(zhuǎn)速較高，為保持尺寸穩(wěn)定性和減少熱處43 理變形可選用 40 ， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查得材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： 初步估算軸徑 由于軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 15? ??? ?131 2 1 ()t HEt dHKT ZZd ? ?? ? ? ???tK37 2）查圖 1030 選擇區(qū)域系數(shù) =。大齒輪材料選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理， HB=217～ 255，選取硬度為： 225 HBS 二者硬度差為： 35 HBS，精度等級(jí)為 7。 3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 4）齒寬系數(shù)，選 5）彈性影響系數(shù)， 6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ； 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 10）端面重合度，查得 ， ，于是 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 得 ? ?131 2 1 ()t HEt dHKT ZZd ? ?? ? ? ???tKHZ1d??EZ MPa?lim1 520MPa? ?lim 2 480 MPa? ?1 ? 2 ?1 ?? ? 2 ?? ? 12 ? ? ?? ? ?? ? ?31 （ 2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 ， 代入 的值 . 2)計(jì)算圓周速度 V 3)計(jì)算齒寬及模數(shù) 齒寬 模數(shù) 齒高 4）計(jì)算縱向重合度 5） 計(jì)算載荷系數(shù) K 經(jīng)查 課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 102 得使用系數(shù) 根據(jù) v=,7 級(jí)精? ? 1 li m 11 0 .8 8 5 2 0 4 5 7 .61HNK M P a M P aS?? ?? ? ?? ? 2 li m 22 0 .9 2 4 8 0 4 4 1 .61HNK M P a M P aS?? ?? ? ?? ? ? ? ? ?12 4 5 7 .6 4 4 1 .6 4 4 9 .622HHH M P a??? ? ?? ? ?1td ? ?H?10. 31 8 ta n 0. 31 8 1 22 ta n 15 1. 87 5d z??? ?? ?