自锁与增力机构

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1、机械自锁和增力机构Rev.A日期：7/21‘06教材編號：GHMB1.4.11N01B开课目的：通过该课程的学习,使自动化设计职系人员掌握自锁和增力知识，合理利用自锁和增力机构上课对象：自动化设计职系师1—师3讲师：自动化设计职系师4（含）以上资位上课时间：共2小时.课程大纲第一单元自锁机构…1hr第二单元增力机构…1hr本单元的学习目标是：☆掌握什么是自锁，合理利用自锁或避免自锁☆学习机械效率和自锁的关系☆学习自锁的应用和自锁条件第一单元：自锁机构一、什么是机械的自锁？我们知道，任何一件物体，“只要是消除了沿X、Y、Z轴三个方向各自

2、存在的一个平动和一个转动的自由度，总共6个自由度，这个物体的位置就是确定了的”。所谓机械的自锁是指：自由度F≥1，从机构结构来讲原本可以运动的机械，在驱动力任意增大的情况下，都不能使之运动的现象。机械的自锁对机械的性能有重要影响。有时我们需要克服自锁，有时我们又需要利用自锁。二、先舉個例子說明：一個物體1在另一個斜面物體2上滑動F1FF2下滑力F1=F*SinA壓力F2=F*CosA摩擦力F3=F2*u=F*CosA*uF3F1時物體發生自鎖，即F*CosA*u>F*SinA,發生自鎖條件是：TgA*u>1

3、物體1物體2A三、机械的效率或一、各种功及其相互关系驱动功Wd（输入功）：作用在机械上的驱动力所作的功。有益功Wr（输出功）：克服生产阻力所作的功。损耗功Wf：克服有害阻力所作的功Wd＝Wr＋Wf二、机械效率h机械效率是输出功和输入功的比值，它可以反映输入功在机械中有效利用的程度。理想驱动力P0：理想机械中，克服同样的生产阻力Q，所需的驱动力。四、机械效率的计算1.一般公式:理想机械：不存在摩擦的机械。理想机械的效率h0等于1，即：五、机械的自锁一、机械的自锁由于摩擦力的存在，无论驱动如何增大也无法使机械运动的现象。无论驱动力为多大，

4、它所作的功（输入功）总是刚好等于摩擦阻力所作的功，没有多余的功可以变成机器的功能，所以机器总不能不运动，即发生自锁二、自锁现象的意义1）设计机械时，为了使机械实现预期的运动，必须避免机械在所需的运动方向发生自锁；2）一些机械的工作需要其具有自锁特性。垂直分力Pn：所能引的摩擦力為六、发生自锁的条件1.滑块实例滑块1与平台2组成移动副。P为作用于滑块1上驱动力，b为力P与滑块1和平台2接触面的法线nn之间的夹角，为摩擦角。力P分解为水平分力Pt和垂直分力Pn，有效分力Pt：推动滑块1运动的分力。当b小於j时，-----------自锁

5、现象滑块1不会发生运动六、发生自锁的条件（续）2.转动副实例力P为作用在轴颈上的单一外载荷。当力P的作用线在摩擦圆之内（a

6、着载荷Q向上运动时：要施加力矩F1，克服载荷Q的分力Fmc和Fxh,F1>Fmc+FxhF1的輸入功率大於或等於載荷Q和摩擦副產生的損失功率。2）当在载荷Q的作用下向下运动时：载荷Q为驱动力F2+Fxh>Fmc,F1的輸入功率和載荷Q產生的功率大於或等於摩擦副產生的損失功率。QF1F2FmcFxh六、发生自锁的条件（续）1）螺旋千斤顶实例该千斤顶在物体重力的驱动下运动时的机械效率为：此即该千斤顶在物体重力作用下不致于自行反转的自锁条件。六、发生自锁的条件（续）為什麼螺紋在振動的情況下會發生鬆動？原因在于现实中的内外螺纹，其表面不是绝对

7、光滑，牙型角、整个螺纹副的牙型不是绝对吻合；其配合面总是“点阵”接触，遇到振动，就会产生塑性变形。它起码是不能消除内外螺纹间的径向间隙，即内外螺纹大径之间的间隙，螺纹副在横向载荷的情况下，必然出现松动失效。在單一的軸向力的作用下，是不會發生鬆動的六、发生自锁的条件（续）2）斜面压榨机六、发生自锁的条件（续）3）偏心夹具的自锁条件应满足的条件：由几何关系得：（1）将s、s1的值带入(1)式可得偏心夹具的自锁条件为：六、发生自锁的条件（续）5.结论1）所谓机械具有自锁性，是说当它所受的驱动力作用于其某处或按某方向作用时是自锁的，而在另外的

8、情况下却是能够运动的。2）判定机构是否会自锁和在什么条件下发生自锁，可根据具体情况，视方便运用分析驱动力是否作用于摩擦角之内、或驱动力所能克服的阻抗力等于小于零的方法来解决。本單元的學習主要內容有:1.槓桿機構.2.楔形