机件原理Ⅱ第12章随堂讲义学用本.DOC

第12章　制動器 (重要觀念 1. 需瞭解制動器的用途。2. 需瞭解制動器之種類、構造與其原理。3. 需瞭解制動器的材料與計算。 (重點整理 12-1　制動器用途 1. 制動器又稱為　煞車　，係藉由機件間之　摩擦力　、流體的　黏滯力　或電磁之　阻尼力　，以調節運動中之機件速度或使其減速停止之裝置，其中流體的　黏滯力　及電磁之　阻尼力　僅能減緩機件之運動而無法完全停止，若欲迅速停止，則需使用機械式制動器。 2. 制動器為吸收運動機件的　動能　或　位能　轉換成　熱能　之裝置，所以制動器在設計時，需考慮　散熱　之因素。 12-2　制動器的種類及構造 1. 制動器依其制動方式可分為三大類，分別為　機械式　制動器、　電磁式　制動器及　流體式　制動器。 2. 機械式制動器係利用兩機件間之摩擦力而產生制動力，使運動中之機件減速或停止運動，依其制動部分之構造可分為： (1) 塊狀制動器：如圖(1)所示，其主要是由產生摩擦力之煞車塊體、被制動之鼓輪及用來加壓之槓桿所組成。 設T：扭矩、F：塊狀物與鼓輪間之摩擦力、N：塊狀物與鼓輪間之正壓力、?：摩擦係數、r：鼓輪半徑，則： a. 制動扭矩　流體式　。 b. 制動力（摩擦力）　流體式　。 塊狀制動器又可以分為單塊制動器與雙塊制動器兩種： a. 單塊制動器：如圖(1)所示，此種制動器只適用於較小軸徑之處，不適合大動力之煞車。 b. 雙塊制動器：如圖(2)所示，此種制動器於制動時有兩塊制動器同時作用，而產生較大之制動力及平衡力。 圖(2) 圖(3) (2) 帶狀制動器：如圖(3)所示，為最常用之制動器之一，主要由煞車帶、鼓輪與槓桿連件所組成。其制動原理為：當制動槓桿受力時，拉緊煞車帶，使其包住轉動中之鼓輪，產生摩擦力而使轉動鼓輪減速或停止。 當P＝0或負值時，煞車帶與鼓輪接觸，無需藉外力即有煞車作用之情形稱為　自鎖　。為增加制動效果，可在煞車帶之內側使用摩擦係數較大之材料為內襯，或增加皮帶與鼓輪間之　接觸角　。 設F1：帶之緊邊張力、F2：帶之鬆邊張力、e：自然對數底數(2.718)、?：摩擦係數、?：帶與鼓輪間之接觸角、r：鼓輪半徑、T：扭矩、F：制動力（有效挽力），則： a. 制動扭矩　流體式　。 b. 制動力（有效挽力）　流體式　。 c. 　流體式　。 (3) 內靴式制動器：可分為兩類，分別為機械式與液壓式： a. 機械式內靴制動器：如圖(4)(5)所示，當作用力施加於腳踏板時，利用油壓缸之活塞桿來推動制動靴，使其被迫抵住鼓輪，使得靴與鼓輪發生摩擦而產生制動效果，為目前　汽車　最常使用之制動器。 圖(4) 圖(5) (4) 圓盤制動器：於旋轉軸上裝有高強度與較厚之圓盤，隨同輪軸一起旋轉，當煞車時液壓缸對圓盤施力，使其圓盤與摩擦材料產生摩擦力而使其停止轉動。 3. 電磁式制動器：利用　電磁原理　產生制動，其可做　較長時間　之制動與容易變換制動力為其優點，主要分為兩類，分別為　摩擦式　電磁制動器與　非摩擦式　電磁制動器。　非摩擦式　電磁制動器是將機械之　動　能轉換成　磁　能，再轉換成　熱　能散去，以達成制動效果。 4. 流體式制動器：係利用液體之　黏滯阻力　，代替機械式摩擦力，以　減緩運動速度　，一般可分為　液體　和　氣體　兩種。此種制動器只能作為 　減速　之用，無法完全停止，常用於礦場或油田等處，作為運輸或是鑽油井設備之煞車器。 12-3　制動器的材料 1. 制動器在作用時，會將動能轉換成熱而散發，所以制動之效果會受散熱情況好壞影響甚大，故在設計制動器時，　散熱　問題為主要考慮因素。所以制動器之材料須具備　高耐蝕性　、　耐磨性　、　耐高溫　、　較高摩擦係數　與　良好散熱性　，以增加制動器壽命。 (自我練習　題前加註「※」表示有難題解析 （ ） . 關於制動器下列敘述何者正確？　(A)接觸面上的材料摩擦係數應較小　(B)能使機件加速運動　(C)其設計主要考慮散熱能力　(D)（ ） 2. (A)帶狀制動器　(B)塊狀制動器　(C)內靴式油壓制動器　(D)（ ） . 下列何者非制動塊所具有的性質？　(A)摩擦係數大　(B)散熱性佳　(C)耐磨損　(D)重量輕。 （ A ） . 一般俗稱煞車的裝置是指　(A)制動器　(B)聯結器　(C)連桿機構　(D)離合器※（ ） . 如圖(1)之單塊制?＝0.2，若輪鼓作順時針旋轉，則制動作用力P為若干kg？　(A)57.6kg　(B)62.8　(C)31.4　(D)80.1（ B ） 6. 汽車制動器之材料通常以　(A)塑膠　(B)石綿　(C)黃銅　(D)鑄鐵　為主。 （ A ） 7. 制動器以何種原理來調節機件運動速度？　(A)吸收動能或位能轉變為熱能　(B)吸收熱能轉變為位能　(C)吸收熱能轉變為動能　(D)吸收電能轉變為動能。 ※（