10制动机构设计.docVIP

徐 州 工 程 学 院 教 案 2011 年至 2012 年 第 一 学期 第 7 周 星期 五 课题名称（含教材章节）： 第10章 制动机构设计 教学目的和要求： 1. 了解制动器的理论分析 2. 了解带式和块式制动器的设计计算 教学重点： 带式制动器的设计计算 教学难点： 制动器的理论分析 教 学 内 容 （ 要 点 ） 1概述 2制动器的理论分析 3带式制动器的设计计算 4块式制动器的设计计算 徐 州 工 程 学 院 教 案 纸 第10章 制动机构设计 10.1概述 10.1.1制动机构的功用和基本要求 制动机构是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态功能的装置，集工作装置和安全装置于一体，是保证机器安全正常工作的重要部件。很多机械产品上采用的制动机构已发展成为制动系统，即完成制动过程中的操纵或控制部分、制动装置以及其他一些辅助设备等，组成一个完整独立的制动工作系统。例如：气动制动系统，包括气动制动器和气动操纵、控制和辅助装置；液压制动系统，包括液压制动器和液压操纵、控制和辅助装置。 某些机床在装卸工件、测量被加工面尺寸、更换刀具及调整机床时，要求机床的主运动执行件（如主轴）尽快停止运动。但是，当开停装置断开主传动链后，由于传动系统中的传动件具有惯性，运动中的执行件是逐渐减速而停止的。减少这段时间，提高机床生产率，对于经常启动与停止、传动件惯性大、运动速度较高的主传动系统，需安装制动装置。另外，机床能及时制动，还可避免事故发生和扩大、防止工件报废。 制动器的工作原理是利用摩擦力矩，使机件的动能转化为热能，使机件迅速制动。机床的制动机构应满足以下基本要求： 1)构造简单，尺寸小。 2)制动时间在可能条件下应尽量短些。 3)要保证使用安全。 为此，制动机构与开停机构必须互锁，即将离合器脱开时，制动器应制动；接通离合器前，制动器必须先断开。最简单的互锁方法是用同一个操纵机构，同时操纵离合器和制动器，如CA6140型卧式车床主轴箱内的开停离合器和制动器就是这样。 制动技术的发展，使制动系统成为集机械、电、液压、材料、计算机技术于一体的现代化装置。制动机构的设计，应考虑制动器的类型、性能如何满足配套主机的要求，以及可靠性和经济性。 10.1.2制动器的分类 制动器按驱动部件（类别）可分为机械制动器、气压制动器、液压制动器、电动制动器、人力制动器。 制动器按制动部件（组别）可分为外抱块式制动器、内胀蹄式制动器、带式制动器、盘式制动器、磁粉制动器、磁涡流制动器。各种制动器性能比较见表9.1所列。 机床常用制动器的类型、特点及应用列于表9.2之中。在满足机床使用性能要求的前提下，优先选用电机制动方式，可简化机床结构。 10.1.3安装位置 若要求电动机停止运转后才能制动时，则制动器可安装在传动链中的任何传动件上；若电动机不停止运转而进行制动时，则必须断开执行件与电动机的运动联系，此时制动器只能安装在被断开的传动链中的传动件上。 制动器若装在转速高的传动件上，所需要的制动力矩较小，制动器的尺寸也小；若装在传动链前面的传动件上，制动时的冲击力较大。因此，为了结构紧凑、制动平稳，应将制动器放在接近执行件，且转速较高、变速范围较小的传动件上。例如，CA6140型卧式车床中制动器安装在轴IV上，即安装在靠近主轴（执行件），且转速较高、变速范围较小的传动轴上。 10.1.4摩擦材料 1.摩擦材料的基本要求 制动器中的回转零件一般用钢铁制造，而与回转零件相接触起制动作用的零件，其材料一般用摩擦材料制造。该摩擦元件是制动器的主要组成部分，其性能直接影响到制动和结合过程。对摩擦材料的基本要求如下： 1)摩擦因数大而稳定，具有良好的恢复性能。 2)耐磨性好，允许压强大，又不损伤对偶材料。 3)有一定的耐油、耐湿、抗腐蚀及抗胶合性能。 4)有一定的机械强度和良好的制造工艺性。 2.摩擦材料的类别 （1）金属摩擦材料 金属摩擦材料有粉末冶金材料、铸铁、钢