高中物理自锁现象(自锁现象)

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1、由于摩擦力的存在以及驱动力方向问题，有时无论驱动力如何增大也无法使机械运动的现象称为机械的自锁。

2、 研究自锁现象的意义 设计机械时必须避免机械在所需的运动方向发生自锁； 有一些机械在设计时需要保证其具有自锁特性。

3、 发生自锁的条件： 1. 移动副自锁图示移动副，驱动力P使滑块产生运动的有效分力为水平分力Pt，即 Pt=Psinb=Pntgb垂直分力Pn使滑块1所受的最大摩擦阻力为 Fmax=Pntgf当b≤f时，则有Pt≤Fmax，即不管驱动力P如何增大，驱动力的有效分力总是小于驱动力P本身所可能引起的最大摩擦力，因而滑块1总不会发生运动，即发生了自锁现象。

4、 移动副自锁条件：驱动力作用在摩擦角内必发生自锁。

5、 2. 转动副自锁 作用在轴颈上的外载荷为P，则当力P的作用线在摩擦圆之内时，即a<ρ, 因驱动力矩M=Pa=Qa，始终小于它本身所能引起的最大摩擦力矩Mf=R21ρ=ρQ。

6、所以力P任意增大，也不能驱使轴颈转动。

7、亦即发生了自锁现象。

8、转动副自锁条件：驱动力作用在摩擦圆内必发生自锁。

9、 3. 根据效率确定自锁条件： 在机械发生自锁时，是因为驱动力所能作的功总是小于由其可能引起的最大摩擦阻力所需要的功。

10、 即当机械发生自锁时，其机械效率将恒小于或等于零，即h≤0。

11、 当η=0时机械处于临界自锁状态；若η<0，则其绝对值越大，表明自锁越可靠。

12、所以可通过机械效率的计算公式来判断机械是否发生自锁和分析自锁的条件。

13、但一定要注意：此时η已没有通常效率的意义。

14、 4. 根据所求阻抗力确定自锁条件 在机械发生自锁时，机械已不能运动，这时所求得的生产阻力Q将等于或小于零，即Q≤0。

15、 此时，只有阻抗力反向变为驱动力后机械才能运动。

16、于是可驱动力任意增大时，Q≤0是否成立判定是否自锁并确定自锁条件。

17、 5. 结论 所谓机械具有自锁性，只是说当它所受的驱动力作用于其某处或按某方向作用时是自锁的，而在另外的情况下却是能够运动的。

18、 判定机构是否会自锁和在什么条件下发生自锁，可根据具体情况，视方便运用分析驱动力是否作用于摩擦角之内。

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