自锁与增力机构

增力器原理
增力器是一种能够增加力量的装置，它可以通过改变力的方向或大小来增加力的作用效果。

增力器原理是基于物理学的力学原理，通过合理设计和利用杠杆、滑轮、斜面等简单机械原理来实现增力的效果。

在日常生活中，我们经常会遇到需要用到增力器的情况。

比如，我们在使用门吸的时候，利用门吸的原理可以轻松地关闭门。

这就是利用了增力器原理，通过改变力的方向和大小来达到增加力的效果。

在工程领域，增力器原理也被广泛应用。

比如，建筑工地上的起重机就是利用了滑轮原理来增加力的作用效果，从而实现了将重物吊起的功能。

又如，汽车的离合器和刹车系统也是利用了增力器原理，通过改变力的大小和方向来实现车辆的加速和减速。

在体育运动中，运动员也会利用增力器原理来提高自己的力量。

比如，举重运动员在举重的时候会利用杠杆原理来增加力的作用效果，从而举起更重的重量。

总的来说，增力器原理是一种基于物理学原理的力学装置，通过改变力的大小和方向来实现增加力的效果。

它在日常生活、工程领域和体育运动中都有着广泛的应用，为我们的生活和工作带来了便利和效率。

通过深入理解和利用增力器原理，我们可以更好地发挥力量，实现更多的可能性。

机构运动创新设计实验一、实验目的：1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。

二、实验设备及工具：1、创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。

设备名称：ZBS-C 机构运动创新设计方案实验台，实验台组件清单如下：ZBS-C机构运动创新方案设计实验台组件清单1）齿轮：模数2，压力角20°，齿数为28、35、42、56，单级齿轮传动可实现四种基本传动比，中心距组合为：63、70、77、84、91、98；2）凸轮：基圆半径20㎜，升回型，从动件行程为30㎜；从动件采用对心滚子从动件；为保证凸轮和从动件始终保持接触，还提供了弹簧使其产生力锁合。

3）齿条：模数2，压力角20°，单根齿条全长为400㎜；4）槽轮：4槽槽轮；4工位；5）拨盘：可形成两销拨盘或单销拨盘；6）主动轴：轴端带有一平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转或移动副）；7）从动轴：轴端无平键，有圆头和扁头两种结构型式（可构成回转副或移动副）；8）转动副轴（或滑块）：用于两构件形成转动副或移动副；9）复合铰链Ⅰ（或滑块）：用于三构件形成复合转动副或形成转动副+移动副；10）复合铰链Ⅱ（或滑块）：用于四构件形成复合转动副；11）主动滑块插件：插入主动滑块座孔中，使主动运动为往复直线运动；12）主动滑块座：装入直线电机齿条轴上形成往复直线运动；13）活动铰链座Ⅰ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动-移动副；14）活动铰链座Ⅱ：用于在滑块导向杆(或连杆)以及连杆的任意位置形成转动副或移动副。

增力机构——增力夹紧装置张浩（苏州大学机电工程学院08材料班学号：0829401080）摘要：在生活和生产当中，我们经常会遇见这样的情况：我们需要用比较小的输入力来换得较大的输出力。

当然，我们可以借用机械的优点，但很多情况下，我们只能通过人或者比较简单轻小的机械来提供输出力。

所以我们需要设计一些机构来实现大的输出力。

通常我们常见的增力机构有很多种，如：杠杆增力机构、斜面滑块增力机构、液气压增力机构、丝杠螺母增力机构等。

我们生活中最常用的应该是杠杆增力机构了，但是这里设计的机构有所不同，虽然也运用了杠杆原理，但比杠杆来的更加小巧实用，可以满足很多生活生产情况，方便应用。

关键词：增力、杠杆原理、增力角Force Amplifier——Force Clamping DeviceAbstract:Among the life and production, we often encounter such a situation: we need a relatively small input power in exchange for a larger output force. Of course, we can draw on the advantages of machinery, but in many cases, we are only using a small or relatively simple mechanical to provide light output power. So we need to design a number of agencies to achieve large output power. Force usually common there are many organizations, such as: lever force amplifier, slope slider force amplifier, the liquid pressure force amplifier, screw nut Force organizations. We live in the most commonly used by power sector should be leveraged, but there are different body design, although use of leverage, but leverage to the more compact than the practical, to meet a lot of living and production conditions to facilitate the application.Keywords: Force,Leverage,Force angle一、概述“工欲善其事，必先利其器”，这是我国古代劳动人民在生产时间中对于工具重要性所作的结论。

夹持装置中的增力机构不同的增力机构，由于结构形式的不同，其力传递效率、自锁程度以及其他技术性能都存在着一定的差异。

目前，机械中较为常用的增力机构主要有基于长度效应、角度效应、面积效应的增力机构以及其他一些组合增力机构等等2.1一次增力机构2.1.1.1杠杆机构在长度效应装置的逻辑分类体系中，杠杆机构不是通常意义上的杠杆，而是一类与普通杠杆具有相同增力特性的装置的总称。

它包括平面杠杆，即一般所谓的杠杆机构和轮轴杠杆机构。

轮轴杠杆机构的种类太多，为了研究的方便，本文只涉及轮轴杠杆机构最常出现的形式——同轴杠杆机构。

由于在增力系数的计算方面，平面杠杆机构和同轴杠杆机构都可以直接用公式i=nl1/l2来求解，所以把它归为一类，总称杠杆机构。

(1)同轴杠杆机构同轴杠杆机构是轮轴机构中作用构件绕在同一轴转动的装置，可以看作是杠杆的一种变形机构，其力传递实质是杠杆效应。

同轴杠杆包括常见的齿轮机构、挠性机构、间歇机构和摩擦传动机构等，它们的特点是都可以分解出主动臂和被动臂，而其旋转轴就相当于普通杠杆机构的支点。

它们的增力系数的计算公式都可以由下式得出：i=nLl1/l2式中：nL——同轴机构主动臂；l1——同轴机构被动臂；l2——同轴杠杆传递效率。

（2)平面杠杆机构利用杠杆使原动力转变为夹紧力的机构称为平面杠杆机构。

平面杠杆机构一般不能自锁，所以大多和斜楔、螺栓、凸轮组合使用，或以气压或液压作为夹紧动力源。

平面杠杆机构结构紧凑，并且容易变换作用力的方向，因此在复合夹紧机构中应用十分广泛。

这种杠杆机构有三种形式，结构如图所示。

一般杠杆机构的支点在杠杆的受力点和夹紧点之间，因此它的增力系数和行程比有时大于1，有时等于1，有时则可能小于1；恒增力杠杆机构的主动臂l1总大于被动臂l2因此它的增力系数i永远大于1，而行程比i则小于1。

杠杆原理作为一种省力原理，一直贯穿于我们的生活当中，从新石器时代的简单器具一直贯穿到现在仍然在使用的复杂器具。

前言随着电子产品零件微小化之趋势，机构设计越来越多样化,常常会用自锁和增力的机构, 认识与应用已是不可或缺，为加强自动化设计职系人员掌握自锁和增力知识，合理利用自锁和增力机构故开设此课程。

Page:2/31Page:3/31课程目标本课程的目标是通过对自锁与增力机构原理的介绍,使学员对于此类机构从原理上有进一步的了解,并通过典型的机构介绍,可以使学员在以后的工作中可以有所借鉴。

在本次课程中，你将学习到………1.自锁机构的原理2.自锁机构发生的条件3.典型的增力机构…理想机械：不存在摩擦的机械。

：理想机械中，克服同样的生产阻力Q，Page:9/31垂直分力P n：所能引的摩擦力为六、发生自锁的条件1. 滑块实例滑块1与平台2 组成移动副。

P 为作用于滑块1上驱动力，b 为力P 与滑块1和平台2接触面的法线nn 之间的夹角， 为摩擦角。

力P 分解为水平分力P t 和垂直分力P n ， 有效分力P t ：推动滑块1 运动的分力。

b b tg n t P sin P P 当b 小于 时，max F t P -----------自锁现象tg n P F max 滑块1不会发生运动uPn F *max六、发生自锁的条件（续）2. 转动副实例力P为作用在轴颈上的单一外载荷。

当力P 的作用线在摩擦圆之内（a<r）时 力P 对轴颈中心的力矩M = Pa力P本身所能引起的最大摩擦力矩M f = R r = P r a<r M< M f不论力P 如何增大，也不能驱使轴颈转动。

------自锁现象Page:10/31的作用下向下运动时：载荷Q为驱动力aQ F1Fmc Fxh六、发生自锁的条件（续）2）斜面压榨机Page:15/31Page:16/31应满足的条件：r 1s s 2/)sin (1 D AC s )sin( e OE s r2/)sin ()sin( D e 由几何关系得：（1）将s 、s 1的值带入(1)式可得偏心夹具的自锁条件为：六、发生自锁的条件（续）5. 结论1）所谓机械具有自锁性，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。

机械原理-平面机构的力分析、效率和自锁第三讲平面机构的力分析、效率和自锁平面机构的力分析知识点：一、作用在机械上的力1．驱动力：定义：驱使机械运动的力特征：该力与其作用点速度的方向相同或成锐角，其所作的功为正功，称为驱动功或输入功。

来源：原动机加在机械上的力2．阻抗力：定义：阻止机械产生运动的力称为阻抗力特征：该力与其作用点速度的方向相反或成钝角，其所作的功为负功，称为阻抗功。

分类：生产阻力（有效阻力）：有效功（输出功）有害阻力：非生产阻力：损失功二、构件惯性力的确定（考的较少）1、一般力学方法(1) 作平面复合运动的构件对于作平面复合运动且具有平行于运动平面的对称面的构件（如连杆2），其惯性力系可简化为一个加在质心S2 上的惯性力F I2和一个惯性力偶矩M I2, 即F I2 = －m2a S2 , M I2 = －J S2α2也可将其再简化为一个大小等于F I2，而作用线偏离质心S2一距离l h2的总惯性力F′I2,l h2 = M I2/ F I2F′I2对质心S2之矩的方向应与α2的方向相反。

(2) 作平面移动的构件如滑块3，当其作变速移动时，仅有一个加在质心S3上的惯性力F13＝－m3a S3。

(3) 绕定轴转动的构件如曲柄1，若其轴线不通过质心，当构件为变速转动时，其上作用有惯性力F I1＝－m1a S1及惯性力偶矩M I1＝－J S1α1，或简化为一个总惯性力F′I1；如果回转轴线通过构件质心，则只有惯性力偶矩M I1＝－JS1α1。

2、质量代换法（记住定义和条件）1．基本定义：（1）质量代换法：按一定条件将构件质量假想地用集中于若干个选定点上的集中质量来代替的方法叫质量代换法。

（2）代换点：选定的点称为代换点。

（3）代换质量：假想集中于代换点上的集中质量叫代换质量。

2．应满足条件（1）代换前后构件的质量不变。

（2）代换前后构件的质心位置不变。

（3）代换前后构件对质心的转动惯量不变。

机械原理何为机构的自锁机构的自锁是指在机械原理中，当外界力F或者负载扭矩M作用下，使机构中某一运动副的运动达到限制，从而防止机构的意外运动。

机构的自锁是一种保护装置，可以防止意外事故的发生，并且提高机构的安全性能。

机构的自锁可以分为静态自锁和动态自锁两种情况。

静态自锁是指机构在特定位置时，在外界力或者负载扭矩的作用下，机构中某一运动副处于一定的力矩平衡状态，从而防止机构的运动。

而动态自锁则是指机构在运动过程中，在一定条件下，使得机构中某一运动副的速度为零，从而防止机构的运动。

机构的自锁可以通过不同的原理来实现。

最常见的自锁机构之一是螺纹机构。

螺纹机构的自锁是通过螺纹副之间的摩擦力来实现的。

当外界力或负载扭矩作用于螺纹副时，由于摩擦力的作用，使得螺纹副之间的摩擦力矩大于外界力矩或负载扭矩，从而使得螺纹副产生了自锁效应，防止了机构的运动。

另一种常见的自锁机构是齿轮机构。

齿轮机构的自锁是通过齿轮副之间的齿面间隙来实现的。

当外界力或负载扭矩作用于齿轮副时，由于齿面间隙的存在，使得齿轮副之间的接触处形成了一个承载区，从而保持了自锁状态，防止了机构的意外运动。

此外，还有一些其他的机构也可以实现自锁效应。

例如，摆线机构通过曲线副之间的互联方式来实现自锁效应，旋转摩擦机构通过摩擦力来实现自锁效应。

机构的自锁在机械原理中具有广泛的应用。

首先，自锁机构可以在机械设备中起到保护作用。

例如，在工程机械中，通过设置自锁机构，可以防止设备在运行过程中由于外界力或负载扭矩的作用而产生运动，从而保护了操作员的安全。

其次，自锁机构可以改善机构的稳定性和精度。

例如，在精密仪器中，通过设置自锁机构，可以使得设备在特定位置时处于稳定状态，从而提高了测量精度。

然而，机构的自锁也会带来一些问题。

例如，设置自锁机构会增加机构的复杂度和成本；自锁机构可能会降低机构的效率，增加能量损失。

因此，在设计机械装置时，需要综合考虑自锁效应与机构性能之间的平衡。

增力机构——增力夹紧装置张浩（苏州大学机电工程学院08材料班学号：0829401080）摘要：在生活和生产当中，我们经常会遇见这样的情况：我们需要用比较小的输入力来换得较大的输出力。

当然，我们可以借用机械的优点，但很多情况下，我们只能通过人或者比较简单轻小的机械来提供输出力。

所以我们需要设计一些机构来实现大的输出力。

通常我们常见的增力机构有很多种，如：杠杆增力机构、斜面滑块增力机构、液气压增力机构、丝杠螺母增力机构等。

我们生活中最常用的应该是杠杆增力机构了，但是这里设计的机构有所不同，虽然也运用了杠杆原理，但比杠杆来的更加小巧实用，可以满足很多生活生产情况，方便应用。

关键词：增力、杠杆原理、增力角Force Amplifier——Force Clamping DeviceAbstract:Among the life and production, we often encounter such a situation: we need a relatively small input power in exchange for a larger output force. Of course, we can draw on the advantages of machinery, but in many cases, we are only using a small or relatively simple mechanical to provide light output power. So we need to design a number of agencies to achieve large output power. Force usually common there are many organizations, such as: lever force amplifier, slope slider force amplifier, the liquid pressure force amplifier, screw nut Force organizations. We live in the most commonly used by power sector should be leveraged, but there are different body design, although use of leverage, but leverage to the more compact than the practical, to meet a lot of living and production conditions to facilitate the application.Keywords: Force,Leverage,Force angle一、概述“工欲善其事，必先利其器”，这是我国古代劳动人民在生产时间中对于工具重要性所作的结论。

机械制造工艺学机械制造技术有两方面的含义：其一是指用机械来加工零件的技术，更明确的说是在一种机器上用切削的方法来加工，这种机器通常称为机床、工具机或工作母机。

另一方面是指制造某种机械的技术，如汽车涡轮机等；机械产品生产过程是指从原料开始到成品出厂的全部劳动过程，他不仅包括毛坯的制造，零件的机械加工、特种加工和热处理，机器的装配检验测试和涂装等主要劳动过程，还包括专用工具、夹具、量具、和辅具的制造，机器的包装，工件和成品的储存和运输，加工设备的维修，以及动力供应等辅助生产过程机械加工工艺过程：机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。

机械加工工艺过程的组成：1工序：一个工人在同一个工作地点对一个工件连续完成的工艺过程。

2安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。

3工位：在工件的一次安装中通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，这把每一个加工位置上的安装内容称为工位。

4工步：叫那个表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。

5走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。

机械加工工艺系统：工件、机床、工具和家具组成。

生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。

在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领N=Qn（1+a%+&%）；生产批量：指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。

n=NA/f定位：指确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸、形状和位置的要求。

夹紧：指工件在定位后将其固定，使其在加工中能承受重力、切削力等而保持定位位置不变的操作。

装夹的三种方法及特点：1夹具中装夹：将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确定工件的位置，由夹具上的夹紧装置进行夹紧。