联合舰队 发表于 2019-1-14 09:56:21

楔块自锁计算


如图所示,滚动轴承固定不动,楔块水平运动。默认为两者之间的摩擦系数为0.1,会不会自锁呢?哪位大侠帮忙计算一下,谢谢!

MATRIXIV 发表于 2019-1-14 10:35:50

大力出奇迹

前景钱 发表于 2019-1-14 10:54:18

自锁不是靠摩擦力吧?

联合舰队 发表于 2019-1-14 10:55:22

楔块自锁

前景钱 发表于 2019-1-14 10:54
自锁不是靠摩擦力吧?


不依靠摩擦力,那依靠什么力来自锁?

LiNing_jrjub 发表于 2019-1-14 13:52:44

你说的这个自锁,应该是指楔块无论速度多大,都不会沿着滚动轴承冲出去。我们来简化一下模型。1.可以把滚轮轴承看成也是120°的斜面固定块(摩檫力和接触面积大小无关)。2.然后把楼主画的示意图,顺时针旋转90度,就变成了一个物体放在斜面上,依靠“自重(也就是水平推力)”,是否会打滑的问题了。此时,斜向上分力为sin30°*F=0.5F。斜向下摩檫力为0.1(摩擦系数)*cos30°*F≈0.1732F。故得出结论,不能自锁,只要水平推力足够,楔块会沿着滚动轴承飞出去。C:\Users\dell\Desktop\微信图片_20190114135124

LiNing_jrjub 发表于 2019-1-14 14:11:25

楼主所说的自锁,应该是指,不管水平速度多大,楔块都不会沿着滚动轴承飞出去,这里的滚动轴承提供的摩擦力,是沿斜面向上的,所以说只要速度足够,楔块肯定会沿着滚动轴承飞出去的。我们这里需要把滚动轴承换作固定斜面,接着继续讨论。
那么现在我们现在可以简化一下楼主的模型。1.将滚动轴承换成120°的斜面固定块,摩擦系数也是0.1。
                                                                      2.将楼主画的示意图,顺时针转动90°。
这样的话,整个问题就转化成了一个物体放在斜面上,物体会不会沿着斜面下滑的问题了。
接下来就是初中物理计算了。
设初始力为F,则,沿斜面向下的分力为sin30°*F=0.5F
                           沿斜面向上的摩擦力为0.1*cos30°*F=0.1732F
沿斜面向下的力 > 沿斜面向上的力。所以,此模型不能实现自锁



联合舰队 发表于 2019-1-14 14:24:49

LiNing_jrjub 发表于 2019-1-14 14:11
楼主所说的自锁,应该是指,不管水平速度多大,楔块都不会沿着滚动轴承飞出去,这里的滚动轴承提供的摩擦力 ...

可是滚动轴承是会旋转的,您这计算的是纯滑动摩擦。我们之所以这里用了滚动轴承,就是害怕自锁。好比如放一个方块在斜面上,不会滑落,可是放一个等重量的球,就从斜面上滚下去。

江小哥 发表于 2019-1-14 14:30:57

斜面自锁不都是摩擦力大于分力嘛。搞不懂为啥是轴承。基本上都是u=sin a 是临界点吧。

LiNing_jrjub 发表于 2019-1-14 14:32:36

本帖最后由 LiNing_jrjub 于 2019-1-14 14:39 编辑

联合舰队 发表于 2019-1-14 14:24
可是滚动轴承是会旋转的,您这计算的是纯滑动摩擦。我们之所以这里用了滚动轴承,就是害怕自锁。好比如放 ...
我认为,如果是滚动轴承的话,那就肯定不会自锁,只要楔块有斜度。因为,按照你的模型,滚动轴承旋转是自由的,不存在摩擦力这一说,水平推力产生的分力是向上的,向下的力只有重力,不可能会自锁的。
你这个结构,会对设备产生很大的冲击力。可以考虑把斜面的斜度搞大一点,减小冲击力。
以上是个人见解,有不对的地方还请指正。


联合舰队 发表于 2019-1-14 14:38:45

江小哥 发表于 2019-1-14 14:30
斜面自锁不都是摩擦力大于分力嘛。搞不懂为啥是轴承。基本上都是u=sin a 是临界点吧。

因为轴承把滑动摩擦转化为滚动摩擦,摩擦力大大减小,以防自锁。
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