05第5章摩擦.ppt

* * 这是因为赛车的马力一般都很大!!在从静止变为加速那一瞬间迸发出的动力推动轮胎运转会造成一个相对运动！这样轮胎与地面之间就产生摩擦所以会冒烟!!并且赛车用的一般都是热熔轮胎比较软!!摩擦消耗的很厉害!所以会比普通轿车产生的多！但也有一个好处就是会增加轮胎温度!!这样会达到更好的抓地力！提高比赛成绩！ * 很多车尤其是性能车都是后轮驱动!!所以为了提供更多的摩擦力后轮的尺寸一般都要比前轮大!!前轮主要是导向作用,为了转向不费力所以前轮的摩擦力要小于后轮。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 例5-4 在用铰链O固定的木板AO和BO间放一重 W的匀质圆柱, 并用大小等于P的两个水平力P1与 P2维持平衡, 如图所示.设圆柱与木板间的摩擦系数为 fs ,不计铰链中的摩擦力以及木板的重量,求平衡时P的范围. 2d P1 P2 A B C D W O 2? 解:(1)求P的极小值 F1 F2 FN1 FN2 设圆柱有下滑的趋势,画受力图. 由对称性得: FN1 = FN2 = FN F1 = F2 = F ?Fy= 0 2Fcos? + 2FNsin? - W=0 (1) F = fs FN (2) 联立(1)和(2)式得: C D W 取OA板为研究对象画受力图.此时的水平力有极小值Pmin P1 F?N1 A C O F1? ? ?MO(F) = 0 (2)求P的极大值 当P达到极大值时,圆柱有向上滑的趋势.只要改变受力图中摩擦力的指向或改变 fs 前的符号即可. 用摩擦角?m 表示得: 当角?m等于或大于? 时,无论P多大,圆柱不会向上滑 动而产生自锁现象. §5-4 滚动摩擦 一、滚动摩阻力偶 ⒈ 实例：设在水平面上有一滚子，重量为 W ，半径为r， 在其中心 O 上作用已水平力 FT ,对其受力分析看出一个问题， 即此物体静止平衡， 但没有完全满足平衡方程： （FT↑, F ↑, F 不是固定值） FT与F形成主动力偶。是什么样的力系与该力偶平衡呢？ ⑵ 定义：在接触面上，物体受分布力的作用，这些力向 出现这种现象的原因是，实际接触面并不是刚体，它们在 ⑴ 产生原因 力的作用下都会发生一些变形，如图： 此力系向A点简化 A 点简化，得到一个力 FN 和一个矩为 M 的力偶。力 FN 可分解 ⒉ 滚动摩擦力偶 ⑵ （范围值）； ⑶ 与滚子半径无关。 滚动摩擦力偶与主动力偶（FT,F）相平衡。 为摩擦力 F 和法向反力 FN ，这个矩为 M 的力偶称为滚动摩擦力偶。 ⒊ 最大滚动摩阻力偶矩 当主动力偶矩 FT · r 增大时，滚动摩阻力偶矩M 也相应地增大，到某一极限值Mmax为止，若FT · r 再略微增大，轮即开始沿支承面滚动。此时的Mmax称为最大滚动摩阻力偶矩。 ⒋ 滚动摩阻力偶特征 ⑴ 滚阻力偶M 随主动力偶（FT , F）的增大而增大; ⒉ 关于滚动摩擦系数 d 的讨论 ⑴ 有长度量纲，单位一般用mm,cm； ⑵ 与滚子和支承面的材料的 硬度和温度有关。 ⑶ d 具有力偶臂的意义。 二、滚动摩擦定律 ⒈ 定律 滚动摩阻力偶矩的最大值 Mmax与 两个相互接触物体间的正压力（或法 向约束反力）成正比，即 从图中看出，滚动摩擦力偶Mmax 的力偶臂正是d（滚动摩擦系数），所以，d 具有长度量纲。 由于滚阻系数很小，所以在工程中大 多数情况下滚动摩擦力偶不计，即滚动摩擦忽略不计。 根据力线平移定理，将FN 和M 合成一个力F′N ，F′N=FN h B O A 放置在水平面上的圆轮，半径为 r，重为W，在轮上B点受一水平力 F 作用。已知AB = h，圆轮与水平面间的静摩擦系数 fs，滚动摩擦系数 ? 。问 F值多大才能维持圆轮的平衡？ 例5-6 F W Fs M FN 解：取轮为研究对象，受力如图 列平衡方程： ∑Fx = 0 ，F - Fs = 0 ∑Fy = 0 ，FN - W = 0 ∑MA(F) = 0 ，M - F h = 0 解得： F = Fs ；FN = W 及 M = F h ∵静摩擦力Fs 需满足 0 ? Fs ? Fmax = fs FN ∴轮不滑动的条件是：F ? fs W 又∵静滚动摩阻力偶 M 需满足