高中斜面摩擦力分析在机构自锁中应用实例解析

房欣驰

摘要：高中斜面摩擦力分析力学是力学知识点的一个重要内容，由于最大静摩擦力的存在，使两个接触面之间可以实现自锁功能。结合高中阶段摩擦力分析的情况，我发现实际工程中很多实例都与自锁息息相关。本文总结了摩擦力分析在机构自锁的应用实例，并进行了力学分析。

关键词：斜面摩擦力;机构自锁;受力分析

摩擦力的定义为阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力，故摩擦力的方向总与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种形式。摩擦力在生活和工程中起着无足轻重的作用。没有摩擦力，日常生活中的走路、吃饭、洗衣服交通工具行走以及坐立等都无法实现。在工程实际中，很多都需要摩擦力才能完成，例如，砂轮、爬梯子、修理工具等。下面我从摩擦力形成自锁的成因，以及生活和工程应用中的几个实例进行分析，希望能引起大家对摩擦力的兴趣，让摩擦力更多更好的为大家服务。

一、摩擦力自锁的形成原理

二、摩擦自锁在生活中的例子

摩擦自锁在生活中例子非常多，也给我们带来了极大方便。例如，自锁工具、自锁拖把、自锁式尼龙扎带（如图2）。这些例子都是利用斜面自锁原理做成的。图中斜面的倾角均满足接触面之间的摩擦系数大于tanθ。这些应用实例鼓励我们利用自锁原理发明更多的生活用品，提供更多的便利。

三、摩擦自锁在工程施工中应用的例子

摩擦自锁在很多工程施工中都有着重要应用，为安全施工提供了很多技术支持。在很多工程中需要运转轴转动到一定位置固定不动，不能因为载荷的改变而做任何运动，以保障施工安全。为了实现机械的安全固定，人们发明了自锁棘轮（如图3）。[2]依靠其他方法很难满足棘轮运转后的固定，采用斜面自锁机构后，棘轮不会发生退回倒转的现象，保证了棘轮运转的稳定性和安全性。为了保证套筒的固定稳定性，人们采用了自锁套筒，外套筒和内轴之间由斜面组成，斜面的倾角满足自锁的条件。在特种重载工程车辆的调平衡时，为了保证调平达到所需要精度，要求液压千斤顶必须长时间地稳定支撑车辆的重量，并能在任意高度上锁紧，人们发明了内涨式机械锁紧机构。[3]

四、结论

本文详细分析了斜面摩擦自锁的原理，并对生活和工程中目前存在的自锁结构进行了解析。通过分析和解析，可以激发同学们对摩擦自锁的兴趣，引导同学们设计更多、更好的自锁工具和設备。

参考文献：

[1]理论力学与机械原理.上海机械制造学校，人民教育出版史，1998-7.

[2]成大先.机械设计手册：第1卷[M].北京：化工工业出版社，2008.

[3]孙利生.一种带辅助支撑的大载荷内胀式机械锁紧液压缸[J].液压与气动，2004（8）：61-62.