第二节机械的自锁.docVIP

　第二节　机械的自锁 　1.机械自锁的概念、意义和条件 (1)机械自锁的概念 某些机械，就其结构情况分析，只要加上足够大的驱动力，按常理就应该能够沿着有效驱动力作用的方向运动，而实际上由于摩擦的存在，却会出现无论这个驱动力如何增大，也无法使它运动的现象，这种现象就叫作机械自锁。　　(2)机械自锁的意义 自锁现象在机械工程中具有十分重要的意义，主要有如下两方面：　　1)当设计机械时，为能实现预期的运动，必须避免该机械在所需的运动方向发生自锁；　　2)有些机械的工作原理就是利用了自锁的特性。　　实例 手摇螺旋千斤顶　　(3)机械自锁的条件 机械为什么会发生自锁现象呢？由前螺旋千斤顶可知如下结论：　　首先，机械发生自锁是有条件的，也是有方向性的，即机械只是在一定的受力条件和受力方向下发生自锁，而在另外情况下却是可动的；　　其次，机械发生自锁的实质是机械中所含的运动副发生了自锁。　　那么，运动副发生自锁的条件又是什么?　　1)移动副的自锁条件：　　在移动副中，如果作用于滑块上的驱动力作用在其摩擦角之内(即驱动力的传动角 ≤摩擦角 ), 则发生自锁，这就是移动副发生自锁的条件。　　2)转动副的自锁条件：　　在转动副中，如果作用在轴颈上的驱动力为一单力F，且作用于摩擦圆之内（即驱动力对轴颈中心的力臂长度a ≤ 摩擦圆半径ρ），则发生自锁，这就是转动副发生自锁的条件。 2.机械自锁条件的确定 　 对于一个机械来说，我们可以通过分析其所含的运动副的自锁情况或从机械效率的观点分析来判断其是否自锁，也可从生产阻力方面或自锁的现象(或定义)方面分析来判断其是否自锁，故判断机械发生自锁的条件就有如下四种方法：　　1)根据机械所含运动副的自锁条件来判断其是否自锁。 因为机械的自锁实质上就是其中的运动副发生了自锁。　　2)根据机械效率小于等于零（即η ≤0）的自锁条件来判断其是否自锁。 因为当机械发生自锁时，无论驱动力如何增大都不能使机械发生运动，这实质上是驱动力所能作的功Wd总不足以克服其所能引起的最大损失功Wf 之故，根据η＝1 —Wf ／Wd知，这时，η≤0。　　3)根据机械的生产阻力小于等于零（即G≤0）的自锁条件来判断其自锁状态。 由于当机械自锁时，机械已不能运动，所以这时它所能克服的生产阻抗力G≤0。G0意味着只有当阻抗力反向变为驱动力后，才能使机械运动。故可利用当驱动力任意增大时，G≤0是否成立来判断机械是否自锁，并据以确定机械的自锁条件。　　4)根据作用在构件上的驱动力的有效分力小于等由其所引起的同方向上最大摩擦力（即Ft≤Ffmax）的自锁条件来判断其自锁状态。　　为了判断一个机构是否会自锁？和在什么条件下发生自锁？需根据具体情况，视方便程度来决定用上述哪种方法进行分析。现　　通过如下例子来加以说明。　　例5―2 斜面压榨机构的自锁条件确定　　例5―3 偏心夹具的自锁条件确定　　例5―4 凸轮机构推杆自锁条件的确定 思考题 1.所谓自锁机构是否就是不能运动的机构？　　2.作用在转动副中的轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗？　　3.对于机械自锁时，其效率η≤0应如何理解? 　　4.机构正、反行程的机械效率是否相同? 其自锁条件是否相同? 为什么？