自锁与增力机构.ppt

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1、机械自锁和增力机构Rev.A日期:7/21‘06教材编号: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讲師: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☆学習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

2、要是消除了沿X、Y、Z轴三个方向各自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、先举个例子说明:一个物体1在另一个斜面物体2上滑动F1FF2下滑力F1=F*SinA压力F2=F*CosA摩擦力F3=F2*u=F*CosA*uF3F1时物体发

3、生自锁,即F*CosA*u>F*SinA,发生自锁条件是:TgA*u>1物体1物体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,

4、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,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:所能引的摩擦力为六、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

5、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、超过由它所产生的摩擦阻力。h0当h=0时,机械处于临界自锁状态;当h<0时,其绝对值越大,表明自锁越可靠。驱动力所作的功,总是小于或等于由它所产生的摩擦阻力所作的功。1)当逆着载荷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的输入功率大于或等于载荷Q和摩擦副产生的损失功率。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的输入功率和载荷Q产生的功率大于或等于摩擦副产生的损失功率。QF1F2FmcFxh六、发生自锁的条件(续)1

7、)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)为什么螺纹在振动的情况下会发生松动?原因在于现实中的内外螺纹,其表面不是绝对光滑,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。在单一的轴向力的作用下,是不会发生松动的六、发生自锁的条件(续)2)斜面压榨机六、

8、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。本单元的学习主要内容有:1.杠杆机构.2.楔形

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