手動(dòng)葫蘆制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)之受力分析

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圖2為手動(dòng)葫蘆制動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。由于制動(dòng)機(jī)構(gòu)起升重物時(shí)不起制動(dòng)作用,只有在停止和下降時(shí)才起作用,因此分別分析停止和下降時(shí)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力情況。

圖2(a)手拉葫蘆

圖2(b)手扳葫蘆

圖2手動(dòng)葫蘆制動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)
(a)手拉葫蘆 (b)手扳葫蘆
1.長(zhǎng)軸 2.制動(dòng)器座 3.棘輪
4.摩擦片 5.手鏈輪 6.制動(dòng)螺母

2.1 停止時(shí)
當(dāng)重物提升停止后,由重物作用使長(zhǎng)軸受到一旋轉(zhuǎn)力矩MJ,該力矩在螺紋副中產(chǎn)生摩擦力矩M1,其值為Pr0tg(A+Q)。螺紋摩擦力矩M1所產(chǎn)生的軸向力P即為制動(dòng)器座與手鏈輪(制動(dòng)螺母)間的夾緊力,該夾緊力在制動(dòng)器座與棘輪間產(chǎn)生了摩擦制動(dòng)力矩M2其值為L(zhǎng)PR1。旋轉(zhuǎn)力矩MJ由螺旋摩擦力矩M1和制動(dòng)力矩M2平衡。即:
MJ=M1+M2
=Pr0tg(A+Q)+LPR1 (1)
P=MJr0tg (A+Q)+LR1 (2)
制動(dòng)機(jī)構(gòu)的大制動(dòng)力矩M2等于兩塊摩擦片可能產(chǎn)生的大摩擦制動(dòng)力矩,即:M2=LPR1+LPR2(3)
通常用制動(dòng)機(jī)構(gòu)的大制動(dòng)力矩M2與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ的比值來(lái)反映制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)安全程度,該比值稱為 K=MZMJ=LR1+LR2r0tg(A+Q)+LR1(4)式中 A—螺紋升角
Q—螺紋當(dāng)量摩擦角
L—摩擦片的摩擦系數(shù)
ro—螺紋平均半徑
R1—制動(dòng)器座與棘輪間的有效摩擦半徑,取R1=(Q1+D2) /4
R2—手鏈輪(制動(dòng)螺母)與棘輪間的有效摩擦半徑,取R2=(D1+D3) /4
由式(4)可見(jiàn),手動(dòng)葫蘆制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)安全性與螺紋(r0、A、Q),摩擦材料(L)和制動(dòng)零件尺寸(R1、R2)有關(guān)。
2.2 下降時(shí)
要使重物下降,必須在手鏈輪(制動(dòng)螺母)上施加一旋松力矩Ms,該力矩與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ之和應(yīng)當(dāng)?shù)扔诖笾苿?dòng)力矩MZ,即:
MS+MK=MZ
MS=MZ-MJ=(K-1) MJ(5)
由式(5)可以看出,旋松力矩MS依K值大小而定, K值越大,旋松力矩MS越大。

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