高中斜面摩擦力分析在機構(gòu)自鎖中應(yīng)用實例解析

房欣馳

摘要：高中斜面摩擦力分析力學是力學知識點的一個重要內(nèi)容，由于最大靜摩擦力的存在，使兩個接觸面之間可以實現(xiàn)自鎖功能。結(jié)合高中階段摩擦力分析的情況，我發(fā)現(xiàn)實際工程中很多實例都與自鎖息息相關(guān)。本文總結(jié)了摩擦力分析在機構(gòu)自鎖的應(yīng)用實例，并進行了力學分析。

關(guān)鍵詞：斜面摩擦力;機構(gòu)自鎖;受力分析

摩擦力的定義為阻礙物體相對運動（或相對運動趨勢）的力，故摩擦力的方向總與物體相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反。摩擦分為靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦三種形式。摩擦力在生活和工程中起著無足輕重的作用。沒有摩擦力，日常生活中的走路、吃飯、洗衣服交通工具行走以及坐立等都無法實現(xiàn)。在工程實際中，很多都需要摩擦力才能完成，例如，砂輪、爬梯子、修理工具等。下面我從摩擦力形成自鎖的成因，以及生活和工程應(yīng)用中的幾個實例進行分析，希望能引起大家對摩擦力的興趣，讓摩擦力更多更好的為大家服務(wù)。

一、摩擦力自鎖的形成原理

二、摩擦自鎖在生活中的例子

摩擦自鎖在生活中例子非常多，也給我們帶來了極大方便。例如，自鎖工具、自鎖拖把、自鎖式尼龍扎帶（如圖2）。這些例子都是利用斜面自鎖原理做成的。圖中斜面的傾角均滿足接觸面之間的摩擦系數(shù)大于tanθ。這些應(yīng)用實例鼓勵我們利用自鎖原理發(fā)明更多的生活用品，提供更多的便利。

三、摩擦自鎖在工程施工中應(yīng)用的例子

摩擦自鎖在很多工程施工中都有著重要應(yīng)用，為安全施工提供了很多技術(shù)支持。在很多工程中需要運轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動到一定位置固定不動，不能因為載荷的改變而做任何運動，以保障施工安全。為了實現(xiàn)機械的安全固定，人們發(fā)明了自鎖棘輪（如圖3）。[2]依靠其他方法很難滿足棘輪運轉(zhuǎn)后的固定，采用斜面自鎖機構(gòu)后，棘輪不會發(fā)生退回倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，保證了棘輪運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和安全性。為了保證套筒的固定穩(wěn)定性，人們采用了自鎖套筒，外套筒和內(nèi)軸之間由斜面組成，斜面的傾角滿足自鎖的條件。在特種重載工程車輛的調(diào)平衡時，為了保證調(diào)平達到所需要精度，要求液壓千斤頂必須長時間地穩(wěn)定支撐車輛的重量，并能在任意高度上鎖緊，人們發(fā)明了內(nèi)漲式機械鎖緊機構(gòu)。[3]

四、結(jié)論

本文詳細分析了斜面摩擦自鎖的原理，并對生活和工程中目前存在的自鎖結(jié)構(gòu)進行了解析。通過分析和解析，可以激發(fā)同學們對摩擦自鎖的興趣，引導(dǎo)同學們設(shè)計更多、更好的自鎖工具和設(shè)備。

參考文獻：

[1]理論力學與機械原理.上海機械制造學校，人民教育出版史，1998-7.

[2]成大先.機械設(shè)計手冊：第1卷[M].北京：化工工業(yè)出版社，2008.

[3]孫利生.一種帶輔助支撐的大載荷內(nèi)脹式機械鎖緊液壓缸[J].液壓與氣動，2004（8）：61-62.