楔形块受力分析

liu0239 · 发表于 2013-8-1 16:13:40

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本帖最后由 liu0239 于 2013-8-1 16:22 编辑

如图，不考虑黄色与地面摩擦力，红色与右限位摩擦力，红色，黄色之间摩擦力。已知垂直方向向红色施加3000N的力，横向向黄色施加1000N的力。问，当A多大角度时能保证黄色可继续将红色向上托起。
红色物体重量不考虑。

a114977445 · 发表于 2013-8-2 10:16:47

自锁原理！

gaoyns · 发表于 2013-8-2 10:25:03

在黄色楔块斜面上的与斜面平行分力F1与红色楔块斜面上与斜面平行的分力F2相等时，达到平衡。当F1>F2时，黄色楔块就能沿斜面推进，将红色楔块向上托起。
平行于黄色斜面的力F1=1000 sinA
平行于红色斜面的力F2=3000 cosA
当F1>F2时， 1000 sinA>3000 cosA sinA/cosA>3 tanA>3
即 A>71.57°时，红色楔块可被托起。

liu0239 · 发表于 2013-8-2 11:54:35

gaoyns 发表于 2013-8-2 10:25 static/image/common/back.gif! J/ N3 Y& m% t; v
在黄色楔块斜面上的与斜面平行分力F1与红色楔块斜面上与斜面平行的分力F2相等时，达到平衡。当F1>F2时，黄色 ...

换句话说，只要是这种楔形机构，A大于71.57°，侧向输出力会在垂直方向增大三倍？

gaoyns · 发表于 2013-8-2 15:56:27

liu0239 发表于 2013-8-2 11:54 static/image/common/back.gif$ K6 x& e- z/ P& m" Q% Z
换句话说，只要是这种楔形机构，A大于71.57°，侧向输出力会在垂直方向增大三倍？

随着角A的增大，这个倍数也跟着增大，不止是3倍：
在tanA>5 A>78.69° 时，垂直输出力就增大到5倍。
在tanA>10 A>84.3° 时，垂直输出力就增大到10倍。

WANGYIZHW · 发表于 2013-8-2 18:41:07

根据材料选择摩擦系数，查阅机械手册即可

hhq426 · 发表于 2014-2-2 10:13:00

本帖最后由 hhq426 于 2014-2-3 10:10 编辑

摩擦系数一般不应该忽略，如果两零件(加上固定支座应该是3个零件)的材料分别是钢材，其摩擦系数是7度角，而该结构的当量摩擦系数应该是两倍的摩擦角，即14度。

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