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1、制动力矩为：Pl - ONJH=PlOL = PlHLOLOH - OL蹄式制动器制动力矩的计算(正弦分布)一、固定支点蹄式制动器制动力矩的计算1、紧蹄合力作用 线最大面压线合力作用点与 鼓心连线I压力中心圆蹄式制动器设计计算简图O鼓心；H固定支点；C合力作用点设：摩擦角Y一合力作用点线和包角平分线的夹角3 最大面压线和包角平分线的夹角对固定支点H取力矩平衡得：Pl = FJHPljH从图中可见：OL =cos 0ON = OC sin 5 = OZ sin 5 cos ye为合力作用线与最大面压线的夹角0=5-(rn-Y)ON OZ cos y sin 5cos0 cos5 - -y)2、松
2、蹄合力作用点与 鼓心连线合力作用线包角平分线压力中心圆蹄式制动器设计计算简图制动力矩为：Pl - ONJH二 PlOL 二 PlHLOLOH + OL图中的符号同紧蹄对固定支点H取力矩平衡得：PlPl = FJHF 二-JH=Pl= PlOH 耳 OLOLOH - nOL从图中可见：OL二一cos 0ON = OC sin 5 = OZ sin 5 cos ye为合力作用线与最大面压线的夹角65+o-yON OZ cos y sin 5 cos 0 cos5 +（-y）相比上两种情况的计算公式，我们可以写成通式：OZ cosy sin5OL =- cos5 一（-y）对紧蹄取为正 n= + 1
3、对松蹄取为负n= l上面所讨论的两种情况都是：包角平分线比最大面压线靠近固定支点；下面来看看包角 平分线比最大面压线远离固定支点。蹄式制动器设计计算简图从上图可见：cos 0e为最大面压线与合力线的夹角9 = 5+o y（式 2）OZ cos Y sin 8cos8 +（ 一丫）相比式1和式2可知，对包角平分线比最大面压线远离固定支点的情况，只要取3和Y 为负带入式 1 即可。同时从公式分析可知：当0、Z相同时松蹄：+s和一Y时，0L等于紧蹄：一3和一Y时的0L松蹄：一3和一Y时的0L等于紧蹄：+3和+丫时的0L另外，从图中也可看出：对 OL 普遍式可化为：OZcosY sin8CyL cos
4、o - 一丫）OZcosY sin8cos8 cos（一Y） + sin8 sin（ -y）OZ cos yycos -y） + y sin（一y）OZ cos yycos y cos w + sin sin y + y sin cos y - y cos sin yOZycos w + sin tan y + y sin w-y cos tan yOZ Hcos + H sin + tan y (sin 一 H cos4sin * + si和 R H:* - sin *cos w + H sin + tan (sm - H cos )* + sin*4sin Rh4cos w + *Hsin
5、 w + sin * cosw + Hsin*sinw-*Hsinw+sin*sinwH+*sinwtanw-sin*sinwtanw4sin RHcosw(*+sin*)+2Hsin*sinw+sinwtanw(* -sin*)从上式中可看出：OL= f（H*）对紧蹄卩取正值，对松蹄以一卩代入对包角平分线比最大面压线远离固定支点情况，以一3代入。由于OL计算式计算起来比较麻烦，故把在各包角和3下，紧松蹄的OL值用电子计 算机算出列出表格如下：从表格数据分析可知：1、OL值随卩增加而增加；2、OL值随包角增加而增加；3、对紧蹄OL值随3减小而增加，即摩擦衬片带移离固定支点0L值增加。对松蹄OL
6、 值随3增加而增加，即摩擦衬片带移近固定支点OL值增加。从制动力矩计算公式中可知：0L值增加则制动力矩M增加。因此随着卩和包角增加， 则制动力矩增加。同时对紧蹄，如摩擦衬片带移离固定支点则制动力矩增加，而对松蹄，如 摩擦衬片带移近固定支点则制动力矩增加。4、对紧蹄如0L值0H,则制动力矩M值为负出现自锁，对松蹄即使0L值0H,也不 会出现自锁，即松蹄不会自锁。补充分析：（一）包角增加则OZ增加和r（r =* - sin * + sin *tanw） 增加。1. OZf=OLf2. rf相当于转过一个角度，当r为负时使0L（,当r为正时使OLf（应该说明的是 这仅是在一定的范围内是正确的，当ON
7、丄合力作用线时将出现相反情况），对松蹄 则相反。3. 一般情况f =OZ f,对紧蹄在一3大时可能出现相反情况。松蹄在+3大时可 能出现相反情况。在紧蹄在3大时或松蹄在一3大时，也能出现相反情况。（二）3f =r f3变化相当于r变化，也即相当于e变化。1）|f I =0C f =使0;2）3f=3-rf= 使0C与OH夹角（即0C转向OH线）=使0L（对紧蹄）使OLf（对松蹄） 故一般情况对紧蹄=OL ；对松蹄=OL f对紧蹄在3区、松蹄在3区出现反常情况。 、浮动支点蹄式制动器制动力矩的计算：蹄式制动器设计计算简图设过鼓心o点垂直p的线为纵坐标，过o点平行p的线为横坐标。 设：摩擦角；Y合
8、力点线与包角平分线的夹角；3包角平分线与y轴的夹角； ey轴与合力线的夹角 0 = 8-（-y） n支点反力线与x轴的夹角；L支点H与p的距离；K支点H与y轴的距离；过H点作平行LL直线交x轴于H点，则OH=K+Jtan 与固定支点类似，制动力矩计算公式为M 二 Pl OL 二 PlOH - OL OH OLOL 二 OZ C0SI血 二 OZ sin5 吧二 OZ sin5 C0S + -） cosOcosOOZsin5 cosO cos（-5） -sinO sin（-5）OLcosOcos O=OZ sin 5 cos（-5） 一 sin（-5） tan O =OZ sin5 cos（-5
9、） 一OZ sin5 sin（-5）tanO从图中可见：得：tan 9 =二 PlOLK + J tan 9 OL l - k + ARl tan 耳 + J BRAR BR tan 9K + J tan 9 AR + BR tan 9PlAR BR tan 9K + (BR + J )tan 9 ARl - k + og cos-)l - k + OZ sin 8 cos-)ltan耳 + J -og sin(8 -w) ltan耳 + J -OZ sin8 sin(8 -)设 AR= OZ sin 8 cos(8 一)=OZ sin 8 cos 8 cos w + sin 8 sin =O
10、Z sin 8 cos 8 cos w + OZ sin2 8 sin wBR= OZ sin 8 sin(8 -w)二 OZ sin 8 sin 8 cos w - cos 8 sin w=OZsin28cosw-OZsin8cos8sinwl - k + ARl tan 耳 + J BROL = AR - BR tan 9 = AR - BR当浮动支点H就在x轴时，即J=0，则公式为:l k + ARl tan 耳BRAR - BR tan9M 二 Pl K AR + BR tan 9当n=90。时，即支点反力与p力平行，此时0=0o即所谓本行浮动蹄，如下图所示:31-1蹄式制动器设计计算
11、简图M = PlOL = OZ cos y sin 8OHf-OL从图中可见：Y =53OL = OZ cos(8 一)sin 8 =AR将0=0,tan 9=0代入式OL =OZ cosy sin 8cos 0中，也可得以上的计算式，故平行浮动蹄仅是浮动蹄的一个特例，而式M = PlAR 一 BR tan 0K + (BR + J)tan0 -AR是浮动蹄制动力矩普遍计算式。为了计算方便，用电子计算机将不同包角角和3角下的系数A和B的值算出，列成表格如下oz4sin 2A =sin 8 cos(8-)=今sin 8 cos 8 cos + sin2 8 sin Re + sin eB=OZs
12、in 8 sin(8 一)e4sm=Zsin28 cos一sin8 sincos8e + sin e对紧蹄为正代入，又因cos（ 6-o） 0故A为正，B值当6-o 0时为正，-30，故B值为正。对松蹄以一代入，A值为负，B值当3为正时（即包角平分线比y轴靠近浮动支点情 况）为正。对3为负时（即包角平分线比y轴远离浮动支点情况）有两种情况：紧蹄+3时A值等于松蹄一3时A值；紧蹄一3时A值等于松蹄+3时A值。紧蹄+3时B值等于松蹄一3时B值；紧蹄一3时B值等于松蹄+3时B值。蹄式制动器制动力矩的计算（均匀分布）.蹄式制动器制动力矩的计算蹄式制动器设计计算简图I 具有固定支点单蹄制动力矩的计算 可
13、以认为蹄片上的单位压力沿制动衬带长度上的分布是均匀的，按此假设所得计算结 果足够精确。以鼓中心o点为坐标原点，取蹄的支点与鼓中心的连线O O1线为y轴，y轴的垂直线 为 x 轴。制动蹄上作用着下列各力：(如上图)P作用于制动蹄末端的力；F 制动鼓对制动蹄的总反作用力；NF力沿x轴的分力；TF力沿y轴的分力；u 支点反作用力沿x轴的分力；v 支点反作用力沿y轴的分力。 制动时在制动蹄和制动鼓接触的每一微小面积上，产生法向力dN和切向摩擦力dT。dN = qbRd pdT = p dN = p qbRd P式中：q制动蹄上单位面积的压力；b制动蹄的宽度；R 制动鼓的半径； 卩一一制动蹄摩擦衬面和制
14、动鼓之间的摩擦系数。 则每一微小面积上的制动力矩为：dM = dTR = p qbR 2 d PT制动蹄上总制动力矩为：P2M = pqbR2 i dP = pqbR2(P - P ) = pqbR2PT210P1式中P 0摩擦衬面的包角。总反作用力F沿x轴的分力为：N = 一学 sin P dN + 学 cos P dT = qbR-f sin P d P + J cos P d P PiPiPiPi=qbR(cos P 一 cos P ) + p(sin P 一 sin P )2 1 2 1= qbRmm = (cos P 一 cos P ) + p(sin P 一 sin P )2 1
