第五章 机械的效率和自锁

图（b）为一颚式破碎机，在破碎矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问 角应满足什么条件？经分析可得出什么结论？
【解答】（a）由于工件被夹紧后 力就被撤消，故楔块3的受力如图（a）所示，楔块3就如同受到FR23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要FR23作用在摩擦角 之内，楔块3即发生自锁。即 ，由此可得自锁条件为：
5-2.当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将做何种运动？当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩，也会发生自锁吗？
【解答】(1)外力作用在摩擦圆之外，则驱动力矩大于摩擦Leabharlann Baidu矩，轴颈将加速转动。
外力作用线与摩擦圆相切，则驱动力矩等于摩擦力矩，轴颈在轴承中处于临界自锁状态，轴颈作等速转动（如果原来轴颈是转动的）或静止不动（若轴颈原来就未转动）。
【解答】通过对串联机组及并联机组的效率计算，得出只要机组中任一机器的效率很低会使整个机组的效率极低。且串联机器的数目越多，机械效率也越低。而要提高并联机组的效率，应着重提高传递功率大的传动路线的效率。
5-5.图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩 作用下等速传动。设已知各转动副的轴颈半径 ，当量摩擦因数 ，移动副中的滑块摩擦因数 ， 。各构件的质量和转动惯量略而不计。当 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力 及机械效率。
（b）颚板3对材料的推动力 作用在料块沿固定底板4移动时的摩擦角 之内，此时料块必在固定底板4的板面上自锁。图(b)表示了料块沿固定底板4移动的极限情况下的受力图。推动力 和 均在偏转角 之后处于共线状态，有图示几何关系可得 。
外力作用线与摩擦圆相割，即驱动力小于最大摩擦力矩，轴颈发生自锁。
(2)会，当 时，发生自锁。
5-3.自锁机械根本不能运动，对吗？试举2~3个利用自锁的实例。
【解答】错误。自锁机械本身可以运动，它只有在满足自锁条件的情况下才不能运动。自锁常用于螺旋千斤顶、斜面压榨机、偏心类器具等。
5-4.通过对串联机组和并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示？
【解答】（1）根据已知条件，摩擦圆半径
计算可得图5-5（a）所示位置
（2）考虑摩擦时，运动副中的反力如图所示。
图5-5
（3）构件1的平衡条件为：
构件3的平衡条件为： 按上式作力多边形如图5-5(b)所示，有
（4）
（5）机械效率：
5-6.图示为一带式输送机，由电动机1经平带传动及一个量级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力 ，运送速度 。平带传动（包括轴承）的效率 ，每对齿轮（包括其轴承）的效率 ，运输带8的机械效率 （包括其支承和联轴器）。试求该系统的总效率 及电动机所需的功率。
【解答】（1）该系统的总效率
（2）计算电动机所需的功率
5-7.如图所示，电动机通过V带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。设每对齿轮的效率 （包括其轴承的效率在内），带传动的效率 ，工作机A、B的功率分别为 、 效率分别为 、 ，试求电动机所需的功率
【解答】依题可得
则电动机所需的功率
5-8.图（a）所示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1及 预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块。试确定其自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。