理论教育 自锁现象在运动副中的应用

自锁现象在运动副中的应用

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-48所示为滑块与水平导路形成的移动副。这表明,摩擦角φm与静摩擦因数fs一样,只与运动副中两构件的材料和接触面状况有关。这种现象成为自锁。②如图3-49所示,如果作用于滑块的所有主动力的合力FQ的作用线在摩擦角φm以外,即α>φm,则不论FQ多小,导路支承面都没有能与FQ共线的全反力FR与之平衡,滑块必将滑动。

自锁现象在运动副中的应用

图3-48所示为滑块与水平导路形成的移动副。由上述可知,若滑块在驱动力和自重的作用下而处于静止,导路对滑块产生法向约束反力(正压力)和切向约束反力(摩擦力),这两个力的合力FR称为全约束反力或全反力,全反力FR与接触面公法线的夹角为φ,如图3-48(a)所示。显然,夹角φ随摩擦力的变化而变化。当滑块处于临界平衡状态时,静摩擦力达到最大值Ffmax,全反力达到最大值FRm,此时夹角φ也达到最大值φm,称为摩擦角,如图3-48(b)所示,可见即摩擦角的正切等于静摩擦因数。这表明,摩擦角φm与静摩擦因数fs一样,只与运动副中两构件的材料和接触面状况有关。

图3-48 摩擦角

实际上,摩擦角φm确定了滑块平衡时全反力作用线的范围,即全反力与接触面公法线间夹角变化的范围是

①如图3-49(a)所示,作用于滑块的所有主动力的合力FQ,只要其作用线在摩擦角φm以内,即只要主动力FQ与接触面公法线的夹角α不超过φm,则不论FQ多大,导路支承面总能产生与FQ等值、反向、共线的全反力FR与之平衡,滑块一定能保持静止。这种现象成为自锁。自锁的条件是(www.daowen.com)

图3-49 自锁现象

自锁现象在机械工程上应用较多,如螺旋千斤顶压榨机螺纹连接等的工作就利用了自锁原理。

②如图3-49(b)所示,如果作用于滑块的所有主动力的合力FQ的作用线在摩擦角φm以外,即α>φm,则不论FQ多小,导路支承面都没有能与FQ共线的全反力FR与之平衡,滑块必将滑动。在机械中,利用这个原理,如对于传动机构,可避免自锁,使机构不致卡死。

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