第五章机构的效率与自锁.

2、转动副 当驱动力作用在摩擦圆以内时， （到转动中心的距离为a,a≤) 此时：Md=F*a Mf=FR* 因 ：FR =F, a≤ 故： Md ≤ Mf 机构发生自锁
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三、自锁的几种确定方法
机械自锁的本质是其中的运动副发生了自锁 1.驱动力在摩擦锥（圆）以内

例：判断右图斜面楔块机构的自锁条件（即撤去外力F 后，楔形块2不向右移动） 撤去外力F后，使楔形块 向右滑动的驱动力为FR32， 欲使机构自锁， 则：-≤ ≤ 2

3 、利用效率≤0（驱动力所作的功不足克服其所引起的最 大损失功 因驱动力G=FR32 G=FR32 = F sin(90+) /sin(-2) =F cos / sin(-2) G0 = F / sin = G0/G = (F/sin)/(Fcos /sin(-2)) = sin(-2)/ (sin cos ) ≤0 sin(-2) ≤0 -2≤0 即自锁条件为 ≤ 2
2、驱动力F ≤0（即必须加一个反向的作用力才能将楔形块 拉出 对上例中楔形块2，F+FR12+FR32=0 利用正弦定律： F/sin(-2)= FR32 /sin(90+) = FR12 /sin(90-+) 因为 F ≤0 所以 sin(-2) ≤0 即自锁条件为： ≤ 2
3）混联系统

§5-2机构的自锁
一.定义 由于摩擦力的存在,使机构无论在多大的驱动力的作用 下都无法运动的现象,称为自锁. 例: 1、螺旋千斤顶 A 旋转螺母，使重物上升 B 撤去旋转力F，则无论 重物多重，都不能使螺 母反转，使重物下降。 - - - - - -可利用的自锁
二、自锁的条件
1、移动副 分析右图所示滑块机构，要使滑块 向右滑动或有向右滑动的趋势， 则：Ff<Ft 因 Ft=Fsin Fn=Fcos Ff=Fn tg= F cos tg 有 F sin> F cos tg tg > tg 故 > 反之，当≤时，无论作用在滑 块上的力有多大，Ff≥Ft，机构自锁， 也即当驱动力作用在摩擦锥内时， 机构自锁。
2、偏心夹具 求当撤去力F后，夹具不自动松开的条件。 解：夹具自锁， FR23必须在摩擦圆内，则有s-s1≤ , 由图：s=OE=e*sin(-),s1 =AC=(Dsin )/2, 故该夹具的自锁条件为：e*sin(-)- (Dsin )/2 ≤
3、凸轮机构中的推杆
求该凸轮机构避免发生自锁的条件 解：对推杆进行力分析，有 FN1=FN2 对A点取矩： FN1*l=F*L 要使推杆1不发生自锁，必须满足： F>Ff1+Ff2=2fFN1=2fFL/l L>2fL
正行程：η= F0/ F =tgα/tg（ α +φ） 反行程：η= F0/ F = tg（α- φ）/tgα
F为驱动力 G为驱动力
表5-1简单传动机构和运动副的效率
系统效率的计算 1）串联系统 η= η1 η2 η3 η4¨¨ ηk

2）并联系统
η=（P1 η1+ P2 η2 ¨¨ + P k η k ）/ （ P1 + P2 ¨¨ + P k ）
计算公式：
η= Pr /Pd =G vG/（F vF） 设： η0=1的理想机械 η0=1= G vG/ （F0 vF） 则有： η= F0/ F 或η= M0/ M
（F0/ M0不考虑摩擦时的理想驱动力/矩）
斜面机构的效率
正行程：F=G*tg（α+ φ） (F为驱动力) 反行程 F’=G*tg（α- φ） （G为驱动力)
第五章 机械的效率与自锁
§5-1 机械的效率
机械的输出功与输入功之比，称为机械效率。 机械运转时：Wd=Wr+Wf （Wd---输入/驱动功，Wr ---输出/有效功 ，Wf ---损失功） 机械效率 η= Wr /Wd =1- Wf / Wd = Pr /Nd =1- Pf / Nd （用功率表示）
4、利用力学的方法 ∑Fx ≤0 ∑Fy =0 FR32 * sin(-)- FR12 sin ≤0 FR32 * cos(-)- FR12 cos =0 tg(-) ≤ tg 即自锁条件为 ≤ 2
例：1、斜面压榨机 求机构在撤去力F后，机构的自锁条件 解：F= FR32 * sin(-2)/ cos ，G= FR23 * cos(-2)/ cos FR32 = FR23 ， F= Gtg (-2), F ≤0 ,即自锁条件为 ≤ 2