理论力学第五章摩擦.ppt

1 1 ①滚阻力偶M 随主动力偶（FS , F）的增大而增大; ②滚子处于将滚未滚的临界状态时，M达到最大值， 为最大滚动摩阻力偶M max,平衡范围： ③ 与滚子半径无关; ④滚动摩擦定律： ， 为滚动摩擦系数。 滚动摩阻 5-4 滚动摩阻 1 滚动摩擦系数 的说明： ①有长度量纲，单位一般用mm,cm； ②与滚子和支承面的材料的硬度和湿度等有关，与滚子的半径 无关。 ③有其物理意义： N=N 4 工程中多数情况下滚阻力偶不计，即滚动摩擦忽略不计。 （P120表5-2 几种材料的滚动摩阻系数） d 第五章结束 第5章 摩擦 * 第五章 摩 擦 1 平衡必计摩擦 ? 1 摩擦分类： 滑动摩擦 滚动摩阻 按照接触物体间可能会相对滑动或相对滚动: 根据物体间是否有良好的润滑剂: 滑动摩擦 干摩擦 湿摩擦 摩擦 滑动摩擦力—— 两个表面粗糙的物体，当其接触表面之间有相对滑动趋势或相对滑动时，彼此作用的阻碍相对滑动的阻力。 作用点： 作用于相互接触处 方向： 与相对滑动的趋势或相对滑动的方向相反 大小： 根据主动力作用的不同，分为： 静滑动摩擦力 最大静滑动摩擦力 动滑动摩擦力 （即接触面对物体作用的切向约束反力） 5-1 滑动摩擦 1 1、静滑动摩擦力： 当物体上作用一大小可变化的水平拉力P时，当拉力P由零值逐渐增加但不很大时，物体仅有相对滑动趋势，但仍保持静止。即，如图支承面对物体除有法向约束力FN外，还有一个阻碍物体沿水平面向右滑动的切向约束力，此力即静滑动摩擦力，简称静摩擦力。 一、静滑动摩擦力, 最大静滑动摩擦力 5-1 滑动摩擦 ①静止: fS — 静滑动摩擦因数 ②临界：（将滑未滑） Fmax—最大静摩擦力 静摩擦力的大小随主动力的情况而改变，但介于零和最大静摩擦力之间： 2、状态： —静摩擦定律(库仑摩擦定律) 5-1 滑动摩擦 f —动摩擦系数，f fs 二、动滑动摩擦力： 定义——当滑动摩擦力已经达到最大值时，若主动力P再继续加大，接触面之间出现相对滑动。此时，接触物体之间阻碍相对滑动的阻力，即动滑动摩擦力，简称动摩擦力。 动摩擦力的大小与接触物体间的正压力成正比： 5-1 滑动摩擦 1 1 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： 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： 三、动、静滑动摩擦力的特征总结： （动滑动摩擦力与静滑动摩擦力的区别：产生了滑动） 5-1 滑动摩擦 1 [例] 作出下列各物体的受力图 ① P 最小维持平衡状态的受力图 ① P 最大维持平衡状态的受力图 四、例题 1 一、摩擦角： 定义：当摩擦力FS 达到最大值 时，其全反力 （全约束力 ）与法线的夹角 叫做摩擦角。 摩擦角是表示材料的表面性质的量。 （顶角为 ） 5-2 摩擦角和自锁现象 f f 摩擦锥 1 1 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（即组成的全反力）自己把自己卡紧，不会松开（无论外力多大），这种现象称为自锁。 当 时，永远平衡（即自锁） ②自锁条件： 二、自锁： 全约束力必在摩擦角之内 5-2 摩擦角和自锁现象 结论： （1）如果作用于物块的全部主动力的合力 的作用线在摩擦角 之内，则无论这个力怎样大，物块必保持静止——自锁现象。 [注]：此时还有个方向问题，主动力合力的方向应与全约束反力方向相反，否则，则不会平衡，也不会自锁。 （实际中常应用该原理的机构：圆锥销、压榨机） 5-2 摩擦角和自锁现象 （2）如果作用于物块的全部主动力的合力 的作用线在摩擦角 之外，则无论这个力怎样小，物块一定会滑动。 5-2 摩擦角和自锁现象 1 1、摩擦系数的测定：OA绕O 轴转动使物块刚开始下滑时测出a角，tg a=f , f则为该两种材料间静摩擦系数。 ③自锁应用举例： 5-2 摩擦角和自锁现象 斜面自锁条件: 2、螺纹自锁： 螺纹的自锁条件就是斜面的自锁条件。 螺纹的升角 就是斜面的倾角。 斜面自锁条件: 螺纹自锁条件: 5-2 摩擦角和自锁现象 1 应用：螺旋千斤顶的自锁 1 [例] 构件1及2用楔块3联结，已知楔块与构件间的摩擦系数f=0.1,求能自锁的倾斜角a 。 解：研究楔块，受力如图 1 2 、严格区分物体处于临界、非临界状态；一般是对临界状态求解，这时可列出 的补充方程。 一、特点