【正文】 58 圖示的斜面壓榨機(jī)，若在滑塊 2上施加一定的驅(qū)動(dòng)力 F，即可推動(dòng)構(gòu)件 3移動(dòng)并將物體 4壓緊。設(shè) G為被壓緊的物體對(duì)滑塊 3的反作用力，各接觸面的摩擦系數(shù)均為 。試求：力 F撤去后使機(jī)構(gòu)自鎖時(shí)，滑塊 1的傾角的取值范圍。 f farcta n?? 03212 ??? RR FFF 02313 ??? RR FG? ????cos2sin32??RFF? ????cos2cos23??RFG? 解 由摩擦系數(shù)，得摩擦角 ?滑塊 2與構(gòu)件 3的力矢量方程式 3223 RR FF ? ? ??? 2tan ?? GF ? ? 02tan ?? ??0?F令生產(chǎn)阻力 ?? 2?即機(jī)構(gòu)自鎖的條件為 ? 值得注意的是， 圖示的斜面壓榨機(jī)，要求在力 G的作用下自鎖，滑塊 2不能松退，但在力 F的作用下滑塊 2可向左移而將物體 4壓緊，力 F反向也可使滑塊 2松退，即在力 F的作用下壓榨機(jī)是不自鎖的。因此，一個(gè)自鎖機(jī)構(gòu)，只是對(duì)于滿足自鎖條件的驅(qū)動(dòng)力在一定運(yùn)動(dòng)方向上的自鎖；而對(duì)于其它外力，或在其它運(yùn)動(dòng)方向上則不一定自鎖，這就是自鎖的方向性。 ? 問(wèn)題：自鎖機(jī)械在自鎖方向上是否一定就不能運(yùn)動(dòng)？ 167。 55提高機(jī)械效率的措施 ? 影響效率的主要因素是摩擦損耗，故提高效率可采取如下措施： 盡量簡(jiǎn)化機(jī)械系統(tǒng) ? 落地扇的主運(yùn)動(dòng)為葉輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)為搖頭的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)通過(guò)蝸桿與齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，輔助運(yùn)動(dòng)由雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。大齒輪同時(shí)充當(dāng)搖桿的角色，還輸入動(dòng)力。整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙、新穎。 ? 臺(tái)扇的主運(yùn)動(dòng)也為葉輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但輔助運(yùn)動(dòng)為導(dǎo)流板的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分別由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，效率更高。 ? 分析與比較： ? 落地扇和臺(tái)扇的設(shè)計(jì)都很精巧，落地扇巧妙地利用雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)搖頭轉(zhuǎn)向，而 臺(tái)扇是在風(fēng)產(chǎn)生后，對(duì)風(fēng)的方向進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)思想更加新穎、巧妙 。 ? 落地扇采用蝸桿蝸輪、齒輪傳動(dòng)和雙搖桿機(jī)構(gòu)和離合器進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高、效率低； ? 臺(tái)扇對(duì)導(dǎo)流板進(jìn)行控制，更符合未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì) 。并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，尺寸小，效率更高。 ? 由以上分析可見(jiàn)， 采用對(duì)機(jī)械的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，以最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)滿足工作要求，使功率傳遞通過(guò)最小的運(yùn)動(dòng)副，能大幅度地提高機(jī)械效率，降低成本。 選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式 ? 不同運(yùn)動(dòng)副的效率不同，在滿足使用功能的前提下，盡量采用效率高的運(yùn)動(dòng)副。轉(zhuǎn)動(dòng)副的效率比移動(dòng)副高，且配合精度也高。 盡量減少構(gòu)件的尺寸 在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下，不要盲目增大構(gòu)件尺寸。如軸頸的尺寸越大，摩擦園半徑越大，產(chǎn)生的摩擦阻力越大。 盡量減少運(yùn)動(dòng)副中的摩擦 ? 用平面摩擦代替槽面摩擦； ? 用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦； ? 用矩形螺旋傳動(dòng)代替三角形螺旋傳動(dòng)； ? 采用潤(rùn)滑劑； ? 合理選擇運(yùn)動(dòng)副元素的材料。 167。 55 摩擦在機(jī)械中的應(yīng)用 摩 擦 離 合 器 摩 擦 制 動(dòng) 器 依靠摩擦力使頂尖柄鎖緊在頂尖座內(nèi)。 超 越 離 合 器 V 帶 傳 動(dòng) 本章小結(jié) 1 運(yùn)動(dòng)副中的摩擦 ① 移動(dòng)副總反力的方位。方位包括力的方向和作用點(diǎn)。 ② 槽面摩擦，當(dāng)量摩擦系數(shù)的定義，影響因素。 ③ 螺旋副摩擦，擰緊力矩，擰松力矩和放松力矩的計(jì)算公式，在各種情況下的驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力。 ④ 轉(zhuǎn)動(dòng)副，徑向軸承總反力的方位、摩擦阻力矩的計(jì)算；摩擦園、摩擦圓半徑。 止推軸承摩擦阻力矩的計(jì)算。 2 機(jī)械的效率 機(jī)械效率的表達(dá)式：功、功率、力、力矩的表達(dá)式。理想機(jī)械、理想驅(qū)動(dòng)力、理想驅(qū)動(dòng)力矩的概念。 機(jī)組的效率，串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)機(jī)組。 3 機(jī)械的自鎖 自鎖的定義，自鎖產(chǎn)生的條件，應(yīng)注意自鎖的方向性。 4 提高機(jī)械效率的措施。 ? 思考題 1 如何確定移動(dòng)副中總反力的方位？移動(dòng)副中的總反力與接觸面的夾角始終為摩擦角或當(dāng)量摩擦角嗎？ 2 何謂當(dāng)量摩擦系數(shù)？影響當(dāng)量摩擦系數(shù)的因素有哪些？槽面接觸的摩擦系數(shù)大于平面接觸的原因是因?yàn)槠淠Σ料禂?shù)較大嗎？ 3 三角形螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)如何確定？螺旋副的擰松力矩、擰緊力矩的計(jì)算公式如何？該計(jì)算公式中，何為驅(qū)動(dòng)力？何為生產(chǎn)阻力？ 4 何謂理想機(jī)械？何謂理想驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩？何謂理想生產(chǎn)阻力或生產(chǎn)阻力矩？在利用力或力矩形式的效率表達(dá)式時(shí)，如何確定理想驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩？ 5 串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率如何計(jì)算？影響串聯(lián)、并聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率的主要因素是什么？ 6 何謂自鎖？自鎖產(chǎn)生的條件有哪些？如何利用這些條件判斷機(jī)構(gòu)是否自鎖？自鎖在實(shí)際工程中具有哪些應(yīng)用？ 7 機(jī)構(gòu)自鎖是否意味著該機(jī)械在自鎖方向上就一定不能運(yùn)動(dòng)？ 8 何謂摩擦圓，影響摩擦圓大小的因素有哪些？ 9 如何確定徑向軸承總反力的方位？如何確定兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向？ 10 重點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副總反力方位的確定。 制作： 侯明亮 侯明亮 侯明亮 F = 0 死點(diǎn) 自鎖