摩擦与机械效率.ppt

第五章 摩擦与机械效率,教学要求教学重点与难点教学内容,教学要求,了解摩擦的概念及类型;掌握考虑摩擦时的平衡计算及自锁的条件熟悉运动副及机构中的摩擦、机械效率问题.,重点：摩擦、摩擦角、自锁、摩擦圆等概念;考虑摩擦时的平衡计算及自锁的条件。难点：运动副的摩擦。,教学重点与难点,5-1 摩擦的概念及类型5-2 运动副及机构中的摩擦5-3 机械效率与自锁,一、滑动摩擦,1、静滑动摩擦力 静滑动摩擦力就是接触面对物体作用的切向约束反力，它的方向与物体相对滑动趋势相反,即Ff=-F。,摩擦的概念及类型,2、最大静摩擦力 静摩擦力的大小介于零与最大值之间，即 0FfFmax静摩擦定律（库仑定律）:Fmax=fFN,3、动滑动摩擦力 如果F再继续增大物块将失去平衡而滑动,接触物体之间仍作用有阻碍相对滑动的阻力，这种阻力为动滑动摩擦力(动摩擦力)，用F表示。F=fFN,摩擦的概念及类型,二、摩擦角和自锁现象,1、摩擦角：全约束反力FR与公法线间的夹角的最大值m。,摩擦的概念及类型,2、自锁现象 物块平衡时，全反力必在摩擦角之内（）。Q与FR应等值、反向、共线，即,（1）如果，则无论这个力多大，物块必保持静止。此现象为自锁现象。,（2）如果，则无论这个力多小，物块一定滑动。,三、考虑摩擦时求解物体的平衡问题的特点,摩擦的概念及类型,（1）分析物体受力时，必须考虑接触面间切向的摩擦力Ff，通常增加了未知量的数目；（2）列出补充方程，即，补充方程的数目与摩擦力数目相同；（3）由于物体平衡时摩擦力有一定的范围（即），所以有摩擦时平衡问题的解也有一定的范围，而不是一个确定的值。,例 物块重G=1500N，放于倾角为30的斜面上，它与斜面间的静摩擦系数为=0.2，动摩擦系数=0.18。物块受水平力F=400N。问物块是否静止，并求此时摩擦力的大小与方向。,摩擦的概念及类型,四、滚动摩擦的概念,运动副及机构中的摩擦,一、运动副中的摩擦,1、移动副中的摩擦,运动副及机构中的摩擦,运动副及机构中的摩擦,（2）槽面摩擦（两构件双面接触）,运动副及机构中的摩擦,2、螺旋副中的摩擦,（1）矩形螺纹副中的摩擦,（2）三角形螺纹副中的摩擦,运动副及机构中的摩擦,运动副及机构中的摩擦,3、转动副中的摩擦,（2）止推轴径摩擦,运动副及机构中的摩擦,机械效率与自锁,一、机械效率,机械效率是衡量机械工作质量的重要指标。,机械效率与自锁,二、机械的自锁,机械效率与自锁,三、提高机械效率的途径,1.尽量简化机械传动系统，采用最简单的机构来满足工作要求，使功率传递通过运动副的数目越少越好。,2.选择合适的运动副形式，如转动副易保证运动副的配合精度，效率高；移动副不易保证配合精度，效率较低且容易发生自锁或楔紧等。,3.在满足强度、刚度等要求的情况下，不要盲目的增大构件尺寸。如轴颈尺寸增加会使轴颈的摩擦力矩增加，机械易发生自锁。,4.设法减少运动副中的摩擦。如在传递动力场合尽量选用矩形螺纹；用平面摩擦代替槽面摩擦；用滚动摩擦代替滑动摩擦。选用适当的润滑剂及润滑装置进行润滑，合理选用运动副的元素的材料等。,