自锁

机械在给定方向的驱动力作用下,由于摩擦原因无论驱动力多大都不能使机械产生运动的现象。在图1中,作用在滑块A上的驱动力P,其倾角为α,水平分力PXPsinα,摩擦力F=PXf/tgα,式中f为摩擦系数,=arc tgf称为摩擦角,以2为锥顶角的圆锥称为摩擦锥。若驱动力P作用在摩擦锥面内,即αPXF,则不论驱动力多大,滑块都静止不动,这就是自锁。若驱动力作用在摩擦锥面上,即αPX=F,这时处于临界状态,滑块将保持原来的等速运动或静止不动。以力偶驱动构件转动时不会有自锁问题。但以不通过回转轴线的力驱动构件转动时,就有可能产生自锁现象(图2)。力P可看作是大小和方向均相同的径向力与力偶Μ=Pe的合成。力偶Μ驱动构件回转,同时由于径向力的作用在转动副中引起与P相等的总反力R,回转构件所受的摩擦力矩 Μf=f0Rr=f0Pr,式中f0为当量摩擦系数,若令f0r=公式 符号,则Μf=P公式 符号。以转动副轴心为圆心,以公式 符号为半径的圆,称为摩擦圆。驱动力P作用线如在摩擦圆外,则PeP公式 符号,转动件加速转动;如切于摩擦圆,此时PeP公式 符号,则处于平衡;如与摩擦圆相割,此时PeP公式 符号,则自锁。

图1 图2

因为简单机构的机械效率计算公式通常是按最大摩擦力导出的,故自锁条件可由效率等于或小于零来确定,例如滑块沿斜面下滑的效率为:η=tg(λ-公式 符号)/tgλ。由η≤0,可定出自锁条件为λ公式 符号