机械自锁现象的原理与应用
机械自锁的现象的分析及应用
机械自锁的现象的分析及应用作者：林桂冬康鑫陈国健来源：《西部论丛》2017年第01期摘要：机械的自锁的现象是无论驱动力多么大，都不能超过由它所产生的摩擦阻力，也无法使机械运动。
在机械中有时应避免出现自锁，而有些机械要利用自锁进行工作。
关键词：机械自锁；自锁应用；自锁现象分析1.机械自锁现象的原理自锁现象在机械工程中具有十分重要的意义。
例如手摇螺旋千斤顶，当转动手把将物体撑起后，应保证不论物体的重量多大，都不能驱动螺母反转，导致物体自行降落下来。
也就是要求该千斤顶在物体的重力作用下，必须具有自锁性。
这种利用自锁性的例子，在生活中就有很多，例如：碰锁斜面顷角要大于自锁角避免自锁。
开叉的木锁（木楔子）顷角要小于自锁角形成自锁，各种机关扣，一次性上紧扣，只进不退的扣全自动铅笔就用的这个原理。
机械效率η=Wr/Wd=（Wd一Wf）/Wd=1-Wf/Wd当η=0时，机械处于临界自锁状态；当η2.分析（是否）自锁的方法2.1从效率观点判断当机械出现自锁时，无论驱动力多大，都不能运动。
从能量的观点来看，就是：驱动力所做的功永远小于等于由其引起的摩擦力所做的功即：η≤0。
当η≤0时，将会出现自锁的现象。
说明：η≤0时，机械已不能动，外力根本不做功η已失去一般效率的意义。
2.2从生产阻力方面判断η=G/G0≤0==>G≤0上式说明当生产阻力反向而变成驱动力之后，才能使机械运动。
上式可作为是否自锁及出现自锁条件的依据。
2.3根据不同的场合，应用不同的机械自锁判断条件：▲驱动力落在摩擦锥或摩擦圆之内；▲令η≤0；▲令生产阻力G≤0；▲驱动力在运动方向上的分力F≤F摩擦力。
3.机械自锁现象的分析：图4.6（a）所示的平面滑块机构中，设此时滑块不会发生侧倾。
若已知生产阻力Q和驱动力P的作用方向和作用点以及滑块1的运动方向。
运动副中的摩擦系数f和力Q的大小均已确定。
试求此机构所组成的机器机械自锁的条件。
解：本机构为只含移动副的机构，因已知f，故φ=arctanf.取滑块1为分离体，因滑块不发生倾侧，其上只作用三个力P、Q和R21，其中总反力R 的作用线与相对运动速度V12的方向成90+φ的钝角，并通过P和Q作用线的交点M。
机械原理自锁范文
机械原理自锁范文机械原理自锁是指当机械装置处于一些特定的位置或状态时，能够通过自身的结构设计实现锁定或保持的状态。
在机械设计中，自锁被广泛应用于各种机械装置和机构中，它在保证工作安全性和稳定性的同时，还能避免意外操作导致装置失效。
实现机械原理自锁主要依靠以下几种机械原理：1.楔形原理：楔形原理是最常见的一种实现自锁的机械原理。
它依靠楔形结构的斜面来实现锁定或保持的状态。
当装置处于运行状态时，斜面上的力会推动楔形物体向前移动，产生良好的固定效果；而当装置需要停止或保持其中一种状态时，斜面上的力会垂直于楔形物体，使其与周围结构形成一个锁定力。
这种原理通常在各类夹具、刀具和剪切装置等中被广泛应用。
2.摩擦原理：摩擦原理是另一种实现自锁的机械原理。
利用摩擦力的特性来保持装置的位置或状态。
当需要保持装置运行时，相关部件之间的摩擦力足够大，能够抵抗外力的影响，从而保持装置位置的稳定性；而当需要停止或保持一定状态时，改变相关部件的接触面积或者提高相关部件之间的摩擦系数，可以实现锁定效果。
这种原理常用于各类制动器、离合器和联轴器等机械装置中。
3.止动原理：止动原理是一种支撑和保持装置位置或状态的机械原理。
它主要通过设置止动装置或结构来实现。
当装置需要保持位置时，止动装置或结构会处于一个特定的位置，起到锁定效果；而当需要改变装置位置时，去除止动装置或结构，机械装置就可以自由运动。
这种原理常用于各种导向装置、滑轨和齿轮传动等机械机构中。
4.线性锁定原理：线性锁定原理是一种通过独特线性结构来实现自锁的机械原理。
它通过设计线性结构中的轨迹，使得机械装置在特定位置时，能够达到锁定状态。
这种原理常用于各种滑块、导向装置和滑轮传动等机械结构中。
总结起来，机械原理自锁是通过设计装置的结构来实现的。
通过充分利用各种机械原理，可以使装置在特定位置或状态下具有锁定或保持的效果，从而确保其正常工作和运行的安全和稳定性。
这些机械原理的应用广泛，不仅可以提高机械装置的使用寿命，还能够避免由于操作失误或外力干扰导致的事故和损失。
§5—2机械的自锁
2、从生产阻力方面来判断 、 由于当自锁时，机械已不能运动，所以这时所求得的 生产阻抗力G将小于或等于零，即： G≤０ ——自锁条件 说明：G<0，意味着只有当该阻抗力反向 反向而变为驱动力后， 反向 才能使机械运动。
▲
注意： 注意：
1）机械通常可以有正行程 反行程 正行程和反行程 正行程 反行程之分，正、反行程的 效率η 、η′一般不相等（η≠η′），一般有： ①η>0、η′>0（正、反行程都能运动）； ②η>0、η′<0（正行程运动、反行程自锁）。 在设计机械时，应使其正行程的η>0，而反行程的η 则根据使用场合既可使其大于0，也可使其小于0。 我们把反行程能自锁的机械称为自锁机械（从机构 角度来看，它本应是能运动的）。常应用于夹具、起重 装置、压榨机、蜗轮蜗杆等机械中。 2）自锁机械在正行程中的η一般都较低（η<50％），因此 在传递动力时，只宜用于传递功率较小的场合。
图5-8 b)
图5-8 a)
由正弦定理： Ｒ32／sin(90°+ψ)= F／sin(α-2ψ) ∴ F =Ｒ32 sin(α-2ψ)／cosψ Ｒ23／sin(90°-ψ)= G／sin(90°-α+2ψ) ∴ G =Ｒ23cos(α-2ψ)／cosψ ∵Ｒ32=Ｒ23 ∴G = F cot (α 2ψ) 或 F = G tan (α 2ψ) G (α-2ψ) (α-2ψ) 令ψ=0，得： G 0= F cotα ∴ η′= G0/G = tan(α-２ψ) / tanα ∴ 反行程自锁条件： η′≤0（或F ≤0 ） tan(α-２ψ) ≤0 α-２ψ≤０ α≤２ψ
▲ 运动副自锁的原因及条件为 运动副自锁的原因及条件为： 1）单移动副 单移动副：驱动力作用在摩擦角之内，即β≤ψ ； 单移动副 2）单转动副 单转动副：作用在轴颈上的驱动力为一单力F，且作 单转动副 用在摩擦圆之内，即a ≤ ρ 。
力学中的自锁现象及应用
力学中的自锁现象及应用摘要自锁现象是力学中的特殊现象，在生活和工业生产当中应用广泛，论文对力学自锁现象的定义、产生原因及生活工程中的实际应用进行了总结和研究，了解了自锁现象产生的机理和生活中常见自锁现象的实质，明确了自锁现象是高技术机械的基础利用自锁原理可以设计一些机巧的机械、自锁现象有利有弊，破坏了自锁条件即可解除不需要的自锁及利用自锁原理设计的机械能够解决很多实际问题。
通过对力学自锁现象的研究和应用分析，深入的了解力学中的自锁现象，为自锁现象更为广泛的应用于实际打下理论基础。
关键词: 自锁现象；自锁条件；自锁应用1 引言力学是物理学的一个分支。
它记述和研究人类从自然现象和生产活动中认识及应用物体机械规律的历史。
我国古代春秋时期墨翟及其弟子的著作《墨经》(公元前4~公元前3世纪) 中，就有涉及力的概念，对杠杆平衡、重心、浮力、强度、刚度都有叙述。
东汉《尚书纬·考灵曜》、《论衡》等古籍中也零星有力学知识记载。
宋代李诫在《营造法式》中指出梁截面高与宽之比以3:2为好。
沈括则在《梦溪笔谈》记载了频率为1:2的琴弦共振，既固体弹性波的空腔效应等力学知识。
可看出作者谓造诣高深。
另一方面：秦代李冰父子在四川岷江，领导人民建造的惠及今人的世界级水利工程，都江堰。
约建于591~599年的赵州桥，跨度37.4米，采用拱券高只有7米的浅拱；1056年建成的山西应县木塔，采用筒式结构和各种斗拱，900多年来经受过多次地震的考验。
汉代张衡创造了复杂精密的浑天仪和地动仪；三国时的马钧创造了指南车和离心抛石机]1[。
从中可看出中国先人对力学的认识是深刻，对力学的运用是充满令人敬佩的智慧的。
在近代和现代，力学随着研究内容的深入和研究领域的扩大逐渐形成各个分支，近年来又出现了跨分支、跨学科综合研究的趋势。
周培源有言：力学不独在物理学中占极重要的地位，并且对于天文学及各种工程学皆有极大的贡献。
天文学中的天体力学，即解释各行星围绕太阳运动的学问，是一种根据于力学各定律的计算，它的理论结果和天文测量甚为吻合。
力学中的自锁现象及应用
1 摘要：自锁现象是力学中的一种特有现象，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强，这种现象在生产和生活中广泛存在，并根据自锁原理开发了大量的工具器械。
教学中要注意挖掘生活中鲜活的例子，有助于培养学生学习物理的兴趣。
力学中有一类现象称为“自锁现象”，利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，广泛应用于工农业生产中，在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。
一、自锁（定）现象1．什么是自锁现象一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁（定）现象。
出现自锁现象的原因是，自锁条件满足时，最大静摩擦力会随外力的增大而同比例增大。
2．几种简单的自锁现象（１）水平面上的自锁现象如图1，重力为G 的物体，放置在粗糙的水平面上，当用适当大小的水平外力（如F 1）推它时，总可以使它动起来。
但当用竖直向下的力去推（如F 2），显然它不会动。
即使F 2的方向旋转一个小角度（如F 3），就算用再大的力它也不一定会运动。
只有当力的方向与竖直方向的夹角超过某一角度值时（如F 4），才可能用适当的力将它推动，而小于这一角度，无论用多大的力都不可能推动它。
这一现象称为静力学中的“自锁现象”。
这是因为所施力的水平分力在增大的同时，正向下的压力也同比例的增大。
前者引起物体有运动趋势，后者提供最大静摩擦的条件保障。
满足什么条件才会发生自锁现象呢？这里先了解“摩擦角”概念。
当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ（中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别），则最大静摩擦力为f M ＝μF N 。
如图2中，水平面对物体的作用力F ′（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直方向的夹角α，满足μα==NF f tan 。
α称为摩擦角，无论支持力F N 如何变，α保持不变，其大小仅由摩擦因数决定。
自锁现象及其应用
自锁现象及其应用赵轩中国地质大学（武汉）工程学院摘要：在力学中有这样一类现象，当物体的某一物理量满足一定的条件时,无论施加多大的力，都不可能让它与另一物体之间发生相对运动，我们将这一现象称为“自锁”。
而在工程实际中，经常会见到“卡住”现象的发生，例如维修汽车时所用的千斤顶,但有时需要防止“卡住”现象的发生，如在使用变速器时，若发生“自锁”，则变速器就不能正常工作。
我们必须先将“自锁”的原理搞清楚，才能将其更好地运用到生活中去。
关键字：自锁现象;自锁条件;摩擦角；应用1。
自锁现象1.1自锁现象的定义物体受静摩擦力作用而静止,当用外力试图使这个物体发生运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易发生运动,即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁现象。
1.2几种简单自锁现象（1）水平面内的自锁现象如图1，重力为G的物体，放置在粗糙的水平面上，用适当大小的水平外力推它时，总可以使它动起来.但当用竖直向下的外力去推它，物体则不会发生运动.即使的方向旋转一个小角度变成来推，物体也不一定会运动。
只有当力的方向与竖直方向的夹角超过一定角度变成时，用适当的力推动，物体才可能运动，而小于这一角度时，无论用多大的力都不可能推动它。
图1（2)竖直面内的自锁现象如图2，重力为G的物快紧靠在竖直粗糙的墙壁上,在适当大的外力作用下，可以保持静止。
当外力大到重力可以忽略不计时，无论用斜向上的力，还是用斜向下的力作用于物快上时，物体都将会保持静止.与水平面不同的是，竖直面保证物体静止的最小力的条件有所不同。
当用斜向上的力维持物体平衡时,不一定满足自锁条件，而若用斜向下的力使物体平衡,一定满足自锁条件，否则不可能处于平衡。
图2（3）斜面内的自锁现象对于粗糙斜面上的物体，沿适当的角度施加适当大小的力也会出现自锁现象。
这种情况介于水平面和竖直面两种类型之间，这里不做赘述.1。
3自锁发生的条件（1）摩擦角以水平面内处于平衡的物体进行分析，当有摩擦时,支撑面对平衡物体的约束反力包含两个分量：法向分量和切向分量（即静摩擦力）.这两个分量的合力称为支撑面的全约束反力，简称全反力，它的作用线与接触面的公法线成一偏角α,。
生活中的自锁原理
生活中的自锁原理
自锁是一种常见的安全机制，它在生活中的许多设备和用品中被广泛应用。
自锁的基本原理是通过设计一种机械或电子装置，当特定条件满足时，可以自动锁定，防止意外发生或不正确的使用。
一个常见的例子是汽车的安全带。
汽车安全带上通常装有一种称为“惰行锁”的装置。
当驾驶员坐在座位上并插上安全带时，
安全带会紧绷，这是惰行锁的触发条件之一。
同时，汽车还配备了一个引擎点火开关和一组电子传感器。
当点火开关打开时，引擎开始工作，并激活传感器。
一旦安全带被插入并拉紧，传感器会向惰行锁发送信号，将其锁定。
这样，即使驾驶员意外打开安全带（如要离开车辆），安全带也不会松开，保持驾驶员的安全。
另一个例子是家居生活中的柜门锁。
柜门上安装有一种称为“自锁扣”的装置。
当柜门关闭时，锁扣会自动跳出，固定柜门，确保柜门紧闭。
这样，在柜门关闭后，不需要额外的锁或工具来固定柜门。
自锁原理的另一个常见应用是自行车的踏板。
自行车踏板通常装有一种称为“反向链条装置”的机械装置。
当骑行者踩踏踏板时，踏板会带动链条转动，推动自行车前行。
而当骑行者停止踩踏时，反向链条装置会立即锁定住踏板，防止踏板自行后退，从而确保骑行者的安全和乘坐舒适。
总的来说，自锁机制广泛应用于各个领域的生活用品和设备中。
它通过设计特定触发条件和机械或电子装置，确保设备在特定状态下自动锁定，提高安全性和便利性。
自锁现象的原理、应用与避免
中国地质大学（武汉）作业题目理论力学论文课程名称理论力学任课教师万珍珠学号 20141002513 姓名王庆涛学院数学与物理学院专业数学与应用数学自锁现象的原理、应用及避免摘要：自锁现象是力学中的一种特有现象，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强，这种现象在生产和生活中广泛存在，并根据自锁原理开发了大量的工具器械。
教学中要注意挖掘生活中鲜活的例子，有助于培养学生学习物理的兴趣。
力学中有一类现象称为“自锁现象”，利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，广泛应用于工农业生产中，在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。
关键字：自锁 一、自锁（定）现象 1．什么是自锁现象一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁（定）现象。
出现自锁现象的原因是，自锁条件满足时，最大静摩擦力会随外力的增大而同比例增大。
[1]2．几种简单的自锁现象 （１）水平面上的自锁现象如图1，重力为G 的物体，放置在粗糙的水平面上，当用适当大小的水平外力（如F1）推它时，总可以使它动起来。
但当用竖直向下的力去推（如F 2），显然它不会动。
即使F2的方向旋转一个小角度（如F 3），就算用再大的力它也不一定会运动。
只有当力的方向与竖直方向的夹角超过某一角度值时（如F 4），才可能用适当的力将它推动，而小于这一角度，无论用多大的力都不可能推动它。
这一现象称为静力学中的“自锁现象”。
这是因为所施力的水平分力在增大的同时，正向下的压力也同比例的增大。
[2]前者引起物体有运动趋势，后者提供最大静摩擦的条件保障。
满足什么条件才会发生自锁现象呢？这里先了解“摩擦角”概念。
当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ（中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别），则最大静摩擦力为f M ＝μF N 。
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机械自锁现象的原理与应用
1. 什么是机械自锁现象
机械自锁现象是指在机械系统中，由于一些特殊的结构和力学原理导致的一种
现象，当外部施加的力或扭矩在一定范围内时，系统会自动产生一个内部反作用力或扭矩，使得系统处于锁定状态，不会发生进一步运动或变形。
2. 机械自锁现象的原理
机械自锁现象的原理主要涉及以下几个方面：
2.1 摩擦力和力矩平衡
在机械系统中，当存在摩擦力作用时，可以通过调节摩擦系数或施加外部力矩
来实现力矩平衡，从而使得系统处于自锁状态。
摩擦力能够抵消外部施加的力或扭矩，使得系统不发生进一步运动。
2.2 可逆装置
机械系统中常常运用可逆装置来实现自锁现象。
可逆装置在一定条件下能够使
得机械系统处于自锁状态，同时能够在需要时解锁。
这种装置通常包括螺纹、齿轮、滑块等机械结构。
2.3 惯性力和离心力
在一些旋转系统中，惯性力和离心力的作用能够导致机械系统产生自锁现象。
当旋转速度或角速度达到一定阈值时，惯性力和离心力会产生一个反向的力矩，使得系统处于自锁状态。
3. 机械自锁的应用
机械自锁现象在工程领域中有着广泛的应用，下面列举了几个常见的应用场景：
3.1 螺纹连接
螺纹连接是一种常见的机械自锁应用，它通过螺纹结构的设计，使得螺纹连接
处产生摩擦力，从而使得连接处不会松动或者自动松开。
螺纹连接广泛应用于机械设备的组装中，如螺栓连接、螺母连接等。
3.2 斜轮离合器
斜轮离合器是一种利用摩擦力实现自锁的装置，广泛应用于机械传动系统中。
斜轮离合器通过改变轮齿的接触角度，使得系统在正常工作状态下保持自锁，并能够在需要时实现解锁。
3.3 离合器
离合器是一种常见的机械自锁装置，它通过摩擦力的调节达到自锁的效果。
离合器广泛应用于汽车、机械设备等领域，在车辆行驶和机械传动过程中起到自锁的作用。
3.4 倒车挡
倒车挡是一种实现自锁的机械装置，在汽车变速器中经常使用。
倒车挡通过齿轮系的设计，使得车辆在倒车状态下能够保持自锁，避免发生滑行或自动换挡等情况。
4. 总结
机械自锁现象是机械系统中常见的一种现象，它通过一些特殊的结构和力学原理实现系统的自锁状态。
机械自锁现象的应用广泛存在于各个领域，如螺纹连接、离合器等。
了解机械自锁现象的原理和应用，对于设计和工程领域的人员具有重要意义。
我们可以通过针对不同场景和需求的设计，充分利用机械自锁现象，提高系统的安全性和可靠性。