楔塊自鎖計算

聯合艦隊

如圖所示，滾動軸承固定不動，楔塊水平運動。默認為兩者之間的摩擦系數為0.1，會不會自鎖呢？哪位大俠幫忙計算一下，謝謝！

MATRIXIV

大力出奇跡

前景錢

自鎖不是靠摩擦力吧？

聯合艦隊

前景錢 發表于 2019-1-14 10:54
自鎖不是靠摩擦力吧？

不依靠摩擦力，那依靠什么力來自鎖？

LiNing_jrjub

你說的這個自鎖，應該是指楔塊無論速度多大，都不會沿著滾動軸承沖出去。我們來簡化一下模型。1.可以把滾輪軸承看成也是120°的斜面固定塊（摩檫力和接觸面積大小無關）。2.然后把樓主畫的示意圖，順時針旋轉90度，就變成了一個物體放在斜面上，依靠“自重（也就是水平推力）”，是否會打滑的問題了。此時，斜向上分力為sin30°*F=0.5F。斜向下摩檫力為0.1（摩擦系數）*cos30°*F≈0.1732F。故得出結論，不能自鎖，只要水平推力足夠，楔塊會沿著滾動軸承飛出去。C:\Users\dell\Desktop\微信圖片_20190114135124

LiNing_jrjub

樓主所說的自鎖，應該是指，不管水平速度多大，楔塊都不會沿著滾動軸承飛出去，這里的滾動軸承提供的摩擦力，是沿斜面向上的，所以說只要速度足夠，楔塊肯定會沿著滾動軸承飛出去的。我們這里需要把滾動軸承換作固定斜面，接著繼續討論。
那么現在我們現在可以簡化一下樓主的模型。1.將滾動軸承換成120°的斜面固定塊，摩擦系數也是0.1。
                                                                      2.將樓主畫的示意圖，順時針轉動90°。
這樣的話，整個問題就轉化成了一個物體放在斜面上，物體會不會沿著斜面下滑的問題了。
接下來就是初中物理計算了。
設初始力為F，則，沿斜面向下的分力為sin30°*F=0.5F
                             沿斜面向上的摩擦力為0.1*cos30°*F=0.1732F
沿斜面向下的力 > 沿斜面向上的力。所以，此模型不能實現自鎖

聯合艦隊

LiNing_jrjub 發表于 2019-1-14 14:11
樓主所說的自鎖，應該是指，不管水平速度多大，楔塊都不會沿著滾動軸承飛出去，這里的滾動軸承提供的摩擦力 ...

可是滾動軸承是會旋轉的，您這計算的是純滑動摩擦。我們之所以這里用了滾動軸承，就是害怕自鎖。好比如放一個方塊在斜面上，不會滑落，可是放一個等重量的球，就從斜面上滾下去。

江小哥

斜面自鎖不都是摩擦力大于分力嘛。搞不懂為啥是軸承。基本上都是u=sin a 是臨界點吧。

LiNing_jrjub

聯合艦隊 發表于 2019-1-14 14:24
可是滾動軸承是會旋轉的，您這計算的是純滑動摩擦。我們之所以這里用了滾動軸承，就是害怕自鎖。好比如放 ...

我認為，如果是滾動軸承的話，那就肯定不會自鎖，只要楔塊有斜度。因為，按照你的模型，滾動軸承旋轉是自由的，不存在摩擦力這一說，水平推力產生的分力是向上的，向下的力只有重力，不可能會自鎖的。
你這個結構，會對設備產生很大的沖擊力。可以考慮把斜面的斜度搞大一點，減小沖擊力。
以上是個人見解，有不對的地方還請指正。

聯合艦隊

江小哥 發表于 2019-1-14 14:30
斜面自鎖不都是摩擦力大于分力嘛。搞不懂為啥是軸承。基本上都是u=sin a 是臨界點吧。

因為軸承把滑動摩擦轉化為滾動摩擦，摩擦力大大減小，以防自鎖。