在机械原理中 什么叫自锁
自锁现象,指的是如果作用于物体的主动力的合力Q的作用线在摩擦角之内,则无论这个力怎样大,总有一个全反力R与之平衡,物体保持静止。
反之,如果主动力的合力Q的作用线在摩擦角之外,则无论这个力多么小,物体也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。物体在这种条件下的平衡现象称之自锁现象。摩擦角与自锁现象法向反力N与摩擦力F的合力R称为支持面对物体的全反力。即摩擦力F达到最大值Fmax时,这时的夹角a也达到最大值b,把b称为摩擦角。
《2》
自锁原理:
物块平衡时,静摩擦力不一定达到最大值,可在零与最大值之间变化,所以全约束力与法线间的夹角φ也在零与摩擦角之间变化。
1、推理
由于静摩擦力不可能超过最大值,因此全约束力的作用线也不可能超出摩擦角以外,即全约束反力必在摩擦角之内。由此可知:
(1)如果作用于物块的全部主动力的合力的作用线在摩擦角之内,则无论这个力怎样大,物块必保持静止。称这种现象为自锁现象。因为在这种情况下,主动力的合力与法线间的夹角小于摩擦角,因此,主动力的合力的作用线必在摩擦角之内,而全约束力的作用线也在此摩擦角之内,主动力的合力和全约束力必能满足二力平衡条件,所以物块必静止。工程实际中常应用自锁原理设计一些机构或夹具,如千斤顶、压榨机、圆锥销等,使它们始终保持在平衡状态下工作。
(2)如果全部主动力的合力的作用线在摩擦角之外,则无论这个力怎样小,物块一定会滑动。因为在这种情况下,全部主动力的合力的作用线已在摩擦角之外,全约束力的作用线不可能出现在摩擦角之外,不能满足二力平衡条件,如图所示,所以物块不会静止。应用这个道理,可以设法避免发生自锁现象。
2、条件
下面讨论斜面的自锁条件,即讨论物块A在铅直载重的作用下,不沿斜面下滑的条件。由前面分析可知,只有当时,物块不下滑,即斜面的自锁条件是斜面的倾角小于或等于摩擦角。斜面的自锁条件就是螺纹的自锁条件。因为螺纹可以看成为绕在一圆柱体上的斜面,螺纹升角θ就是斜面的倾角。螺母相当于斜面上的滑块A,加于螺母的轴向载荷,相当于物块A的重力,要使螺纹自锁,必须使螺纹的升角θ小于或等于摩擦角。因此螺纹的自锁条件也是。
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