机械原理自锁

根据具体情况，可选择以下方法判断机械自锁: 1)根据机构中运动副的自锁条件来确定。对于单自由度的机构，当机构中某一运动副发生自锁，那么该机构也必发生自锁。运动副的自锁条件为: (a)移动副的自锁条件为驱动力作用于摩擦角之内，即β?φ，其中β为传动角; (b)转动副的自锁条件为驱动力作用于摩擦圆之内，即a?ρ，其中a为驱动力臂长; (c)螺旋副的自锁条件为螺旋升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角，即α?φ。 2) 根据机械效率小于或等于零来确定，即η?0，但此时η已没有一般效率的意义，而只表明机械自锁的程度。 3) 根据生产阻力Q小于或等于零来确定，Q?0意味着只有当生产阻力反向变为驱动力后，才可使机械运动，实际上此时机械已发生自锁。 4) 根据自锁的实质来确定，即根据作用在构件上的驱动力的有效分力总是小于或等于由其所 引起的同方向上的最大摩擦力来确定。 例题1 图示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件1和1,预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具，3为楔块，若已知各接触面间的摩擦系数均为f,试确定此夹具的自锁条件。 此题是判定机构的自锁条件，下面选用多种方法求解。 解法1 根据反行程时η,?0的条件来确定。 反行程时(楔块3退出)取楔块3为分离体，其受工件1(及1,)和夹具2作用的反作用力R和R 1323以及支持力P ,各力方向如图a所示，根据楔块3的平衡条件，作封闭三角形如图c所示。 反行程时R为驱动力,由正弦定理可得 23 当φ=0(不考虑摩擦)时，得理想驱动力为: 于是得此机构反行程的机械效率为 即: 令，可得自锁条件为。 解法2 根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。 根据楔块3的力三角形(图c)，由正弦定理有 若楔块3不自动松脱，则应使P?0，即得自锁条件为α?2φ。 解法3 根据运动副的自锁条件确定。 由于工件被夹紧后P力就被撤消，故楔块3的受力如图b所示，楔块3就如同一个受到R(此时为驱23动力)作用而沿水平面移动的滑块。故只要R作用在23摩擦角φ之内，楔块3即发生自锁。 R与垂直方向之间的夹角是α-φ,要使R作用在摩2323擦角φ之内,即 α-φ?φ 所以,楔块3发生自锁的条件是: α?2φ 例题2: 图示为一平底直动推杆盘形凸轮机构,设不计凸轮1与推杆2之间的摩擦,凸轮给推杆的力F垂直于平底. 已知:F与推杆导路之间偏距 e,推杆2与导槽3之间摩擦系数f. 问:为保持推杆2不自锁,导槽3长度应满足何种条件? 解:推杆2受驱动力F作用使其逆时针方向偏转,且有向上运动的趋势;导槽3给推杆2的反力R"和R'如3232图所示.本题欲求推杆2不自锁的条件,即η>0,应用公式: 假设作用于推杆2上的阻力为Q,根据力的平衡条件可得下列方程组: 将代入并解上述方程组得: 当不考虑摩擦时,f=0,理想驱动力为 机构的机械效率为: 机构不发生自锁的条件是: 即: