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返回機(jī)械的自鎖
5-2機(jī)械的自鎖1.機(jī)械的自鎖(1)自鎖現(xiàn)象
某些機(jī)械,就其機(jī)械而言是能夠運(yùn)動(dòng)的,但由于摩擦的存在,
卻會(huì)出現(xiàn)無(wú)論驅(qū)動(dòng)力如何增大,也無(wú)法使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
5-2機(jī)械的自鎖1.機(jī)械的自鎖(2)自鎖意義
設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí),為使機(jī)械能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng),避免機(jī)械在所需的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生自鎖;有些機(jī)械的工作需要具有自鎖的特性,(3)自鎖條件機(jī)械發(fā)生自鎖實(shí)質(zhì)上是機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)副發(fā)生了自鎖。如手搖螺旋千斤頂。
5-2機(jī)械的自鎖(1)從運(yùn)動(dòng)副發(fā)生自鎖的條件來(lái)確定原因機(jī)械的自鎖實(shí)質(zhì)就是其中的運(yùn)動(dòng)副發(fā)生了自鎖。
手搖螺旋千斤頂支座1螺桿2托盤3重物4螺母5螺旋副手把6FGG螺旋副2.機(jī)械自鎖條件的確定當(dāng)α≤φv時(shí),其螺旋副發(fā)生自鎖,則此機(jī)械也必將發(fā)生自鎖,
故其自鎖條件為α≤φv。
5-2機(jī)械的自鎖(2)從生產(chǎn)阻力G≤0的條件來(lái)確定
當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí),無(wú)論驅(qū)動(dòng)力如何增大,機(jī)械不能運(yùn)動(dòng),這時(shí)能克服的生產(chǎn)阻力G≤0。支座1螺桿2托盤3重物4螺母5螺旋副手把6FGG螺旋副2.機(jī)械自鎖條件的確定G≤0意味著只有阻抗力反向變?yōu)轵?qū)動(dòng)力后,才能使機(jī)械運(yùn)動(dòng),此時(shí)機(jī)械已發(fā)生自鎖。
5-2機(jī)械的自鎖
阻抗力矩小于零
手搖螺旋千斤頂自鎖要求M′≤0,即
tan(α-φv)≤0故此千斤頂自鎖條件為α≤φv。
支座1螺桿2托盤3重物4螺母5螺旋副手把6FGGM′反行程:
驅(qū)動(dòng)力為G,阻抗力矩為M
,′M=Gd2tan(α-φv)/2′
則2.機(jī)械自鎖條件的確定
5-2機(jī)械的自鎖(3)從效率η≤0的條件來(lái)確定
當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí),無(wú)論驅(qū)動(dòng)力如何增大,其驅(qū)動(dòng)力所作的功Wd總是不足以克服其引起的最大損失功Wf,η=1-Wf/Wd≤0
故
手搖螺旋千斤頂其反行程的效率為η′=G0/G=tan(α-φv)/tanα2.機(jī)械自鎖條件的確定
5-2機(jī)械的自鎖2.機(jī)械自鎖條件的確定(4)從自鎖的概念或定義的角度來(lái)確定
當(dāng)生產(chǎn)阻力G一定時(shí),驅(qū)動(dòng)力F任意增大,即F→∞,或驅(qū)動(dòng)力F的有效分力Ft總是小于等于其本身所能引起的最大摩擦力,即Ft≤Ffmax此時(shí),機(jī)械將發(fā)生自鎖。
5-2機(jī)械的自鎖
手搖螺旋千斤頂其反行程驅(qū)動(dòng)力與阻抗力矩的關(guān)系為M/G=d2tan(α-
φv)/2′當(dāng)M′一定,G→∞時(shí),則
tan(α-φv)=0又因機(jī)械自鎖時(shí),其摩擦力一方應(yīng)大于或等于驅(qū)動(dòng)力一方,故知其自鎖的條件為α≤φv。即
α=φv
5-2機(jī)械的自鎖F例1移動(dòng)副摩擦角為φ。則Ft=Fsinβ=FntanβFfmax=Fntanφ當(dāng)β≤φ時(shí),有Ft≤Ffmax設(shè)驅(qū)動(dòng)力為F,傳動(dòng)角為β,φFtFnFRFfmax舉例
5-2機(jī)械的自鎖F例1移動(dòng)副φFtFnFRFfmax舉例
即當(dāng)β≤φ時(shí),無(wú)論驅(qū)動(dòng)力F如何增大,其有效分力Ft總小于驅(qū)動(dòng)力F本身所引起的最大摩擦力Ffmax,因而總不能推動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng),即為自鎖現(xiàn)象。
5-2機(jī)械的自鎖F例1移動(dòng)副φFtFnFRFfmax舉例
結(jié)論:移動(dòng)副發(fā)生自鎖的條件為:在移動(dòng)副中,如果作用于滑塊上的驅(qū)動(dòng)力作用在其摩擦角之內(nèi)(即β≤φ
),則發(fā)生自鎖。
5-2機(jī)械的自鎖例2轉(zhuǎn)動(dòng)副設(shè)驅(qū)動(dòng)力為F,力臂長(zhǎng)為a,
當(dāng)F作用在摩擦圓之內(nèi)時(shí)(即a≤ρ),則M=aF≤Mf=FR
ρ=F
ρ
摩擦圓半徑為ρ,aρFR=F舉例即F
任意增大(a不變,也不能使軸頸轉(zhuǎn)動(dòng),
即發(fā)生了自鎖現(xiàn)象。
5-2機(jī)械的自鎖例2轉(zhuǎn)動(dòng)副aρFR=F舉例結(jié)論作
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