第三章 摩擦问题简介课件.ppt

教学目的和要求 本章主要以摩擦定律为基础，着重研究有摩擦存在时的平衡的分析方法，并重点分析静滑动摩擦力的情况。同时结合工程实际，介绍了摩擦角和自锁现象，以及滚动摩擦的概念。 教学重点 摩擦的分类和基本概念； 静滑动摩擦定律； 有滑动摩擦时的平衡问题的分析方法与解题步骤。 教学难点 滑动摩擦产生的原因和摩擦力的方向的判断； 有滑动摩擦时的平衡问题； 自锁条件的判定； 滚动摩擦的形成原理。 什么是摩擦力？ 本章小结 1.相互接触的两物体之间有相对滑动的趋势，但仍保持相对静止时，彼此作用着阻碍相对滑动的阻力，这种摩擦称为静摩擦。相应的阻力称为静滑动摩擦力，简称静摩擦力。 2.静滑动摩擦定律：最大静摩擦力的大小与法向约束反力成正比，即 3.考虑有摩擦问题时要注意其自身的特点。 4.当两物体作相对滚动时，它们在接触点处或接触线上也存在着摩擦，这就是滚动摩擦。 5.滚动摩擦阻力偶矩只能在一定范围内改变，其变化范围为： 滚动摩擦阻力偶矩的最大值与正压力成正比，即： 谢谢大家！ * * 第一节 滑动摩擦 第二节 有滑动摩擦时的平衡问题 第三节 滚动摩擦 第三章 摩擦问题简介 . 引入——生活中无处不在的摩擦力 一个物体在另一个物体表面有相对运动（或者相对运动趋势）时，在两个物体的接触面会产生一种阻碍相对运动（或者相对运动趋势）的力这种力叫做摩擦力。 ①静止： 1.定义 相互接触的两物体之间有相对滑动的趋势，但尚保持相对静止时，彼此作用着阻碍相对滑动的阻力，这种摩擦称为静摩擦，相应的阻力称为静滑动摩擦力，简称静摩擦力。 第一节 滑动摩擦 一、静滑动摩擦力 （f s— 静滑动摩擦系数） 2.状态 ②临界：（将滑未滑） . 例： （1）两物体之间直接接触且相互挤压发生弹性形变。 （2）两物体之间接触面必须粗糙。 （3）两物体之间要有相对滑动。 3.产生条件 大小： （平衡范围）满足 静摩擦力特征 方向：与物体相对滑动趋势方向相反 定律： 静摩擦系数的大小与接触物体的材料、接触面的粗糙程度、温度、湿度等情况有关，而与接触面积的大小无关。一般材料的值可在机械工程手册中查到。 4. 特征 二、摩擦角与自锁现象 1.摩擦角 当摩擦力达到最大值 时其全反力与法线的夹角 叫做摩擦角。 2.计算 3.自锁 1）定义 当物体依靠接触面间的相互作用的摩擦 力 与正 压力的合力（即全反力）作用线在静摩擦角范围内变化，此时可以认为物体自己把自己卡 紧，无论外力多大都不会松开，这种现象称为自锁。 当 时，永远平衡（即自锁） 2）自锁条件 自锁条件： 螺 旋 3）自锁应用举例 两物体接触面间有相对滑动而表现出的摩擦称为动滑动摩擦(简称动摩擦) 。 大小： （无平衡范围） 动摩擦力特征：方向：与物体运动方向相反 定律： 动滑动摩擦系数的大小除与两物体接触面的材料及表面情况有关外，还与两物体间的相对运动速度有关。在一般的工程中，精度要求不高时可近似认为动摩擦系数与静摩擦系数相等。 二、动滑动摩擦力 材料名称 静摩擦系数 动摩擦系数 无润滑 有润滑 无润滑 有润滑 钢—钢 0.15 0.1～0.12 0.09 0.05～0.1 钢—铸铁 0.3 ? 0.18 0.05～0.15 钢—青铜 0.15 0.1～0.15 0.15 0.1～0.15 铸铁—铸铁 ? 0.18 0.15 0.07～0.12 皮革—铸钢 0.3～0.5 0.15 0.3 0.15 橡皮—铸铁 ? ? 0.8 0.5 木材—木材 0.4～0.6 0.1 0.2～0.5 0.07～0.15 常用材料的滑动摩擦系数 第二节 有滑动摩擦时的平衡问题 考虑摩擦问题时的解题特点： （1）问题中含有可能发生相对滑动的摩擦面。 （2）受力图中应包括摩擦力，摩擦力沿滑动面切向，指 向与物体运动趋势相反。 （3）两物体接触面间的摩擦力，也是相互作用的作用力与 反作用力。 （4）考虑可能发生滑动的临界状态，并由此判断摩擦力指向。 （5）列平衡方程求解时，有补充方程，为滑动接触面上的法向约束力。 例1 制动装置如图所示。己知载荷Q=1000N。制动轮与制动块之间的摩擦系数fs=0.4，制动轮半径R=20cm，鼓轮半径r＝10cm，其他尺寸为a＝100cm，b＝20cm，e＝5cm。问：制动力至少需多大才能阻止重物下降？ 解 当鼓轮刚停止