机械的效率及自锁

《机械的效率及自锁》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、青岛农业大学侯明亮houmingliang@163.conCompositionPrincipleandStructuralAnalysisofMechanisms机械中的摩擦、机械效率和自锁基本要求：1、熟练掌握移动副、螺旋副、转动副中摩擦问题的分析和计算方法。2、熟练掌握机械效率的概念及效率的各种表达式，掌握机械效率的计算方法。3、正确理解机械自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法。4、了解提高机械效率的途径及摩擦在机械中的应用本章的重点:1、物体所受总反力方向的确定。2、移动副、转动副中摩擦问题的分析

2、方法。3、自锁现象和自锁条件的判断本章的难点:关于自锁条件的判断主要内容：1几种常见运动副中摩擦问题的分析。2考虑摩擦时机构的受力分析。3机械效率的计算。4自锁现象及机构产生自锁的条件。5-1研究摩擦的目的摩擦的优缺点：摩擦引起能量损耗，降低机械的效率。摩擦引起磨损，降低零件的强度、缩短机械的寿命，降低机械的运动精度。摩擦发热，造成机械卡死。利用摩擦工作，如带传动、摩擦离合器、制动器等。研究摩擦的目的：尽量减少其不利影响，充分发挥其有用的方面。5.1.1移动副中的摩擦1）平面摩擦滑块与平面构成的移动副，

3、滑块在驱动力F的作用下向左移动。驱动力F的分解构件1对滑块2的反力：总反力R的方向：称为摩擦角，摩擦角的大小由摩擦系数决定，与驱动力F的大小和方向无关。总反力的方向与滑块2的相对运动方向成2）斜面摩擦如图所示，滑块位于倾角为α的斜面上，Q为作用在滑块上的铅垂载荷（包括滑块的自重），为接触面的摩擦角。现讨论滑块沿斜面匀速运动时所需的水平驱动力滑块沿斜面上升现设滑块在水平驱动力F作用下沿斜面等速上升斜面对滑块的总反力为R，它与滑块运动方向成，根据平衡条件得作力多变形，得滑块沿斜面下滑现设滑块在水平力F’作用

4、下沿斜面等速下滑，斜面对滑块的总反力为R’，它与滑块运动方向成，根据平衡条件得作力多变形，得应当注意：在下滑时，Q为驱动力。F’为正值，是阻止滑块1加速下滑的阻抗力；F’为负值，其方向与图示方向相反，F’是驱动力，其作用是促使滑块1沿斜面2等速下滑。3）槽面摩擦如图所示，楔形滑块A置于夹角为2α的槽面B上，Q为作用于滑块上的铅垂载荷（包括滑块自重），接触面间的摩擦系数为。现设滑块受水平驱动力F作用沿槽面作匀速滑动，其接触面上的摩擦力应如何计算？当量摩擦角：当量摩擦系数：当量摩擦系数相当于把楔形滑块视为平

5、面滑块时的摩擦系数。由于大于，故楔形滑块摩擦较平滑块要大，因此常常利用楔形增大所需的摩擦力。V带传动、三角螺纹联接即为其应用的实例。影响当量摩擦系数的因素：１）接触面的几何形状。２）摩擦系数5.1.2螺旋副中的摩擦研究螺旋副时的假定：１）螺母与螺柱间的压力Ｑ作用在螺旋平均半径ｒ０的螺旋线上。２）螺旋副中力的作用与滑块和斜面间力的作用相同。这样就可以把平均半径处的螺旋线展开在平面上，将空间问题化为平面问题来研究。1.矩形螺纹螺旋副中的摩擦力矩Ｍ可用假想作用在螺纹平均半径ｒ０处的水平力Ｆ代替，即拧紧螺母时，

6、相当于滑块沿斜面上升：松开螺母时，相当于滑块沿斜面下滑：Ｍ‘为正值，为阻止螺母加速松退的阻力矩；Ｍ‘为负值，即为放松螺母所需的驱动力矩。2.三角形螺纹螺旋副中的摩擦研究非矩形螺纹时，可把螺母在螺柱上的运动近似地认为是楔形滑块沿槽面的运动，而斜槽面的夹角可认为等于β为非矩形螺纹的半顶角。则当量摩擦系数为：则当量摩擦角为：拧紧力矩：防松力矩：5.1.3转动副中的摩擦转动副按载荷作用情况不同分为两种。１）轴颈摩擦：当载荷垂直于轴的径向的转动副摩擦２）轴端摩擦：当载荷平行于轴的几何轴线的转动副摩擦轴颈摩擦轴端摩

7、擦１、轴颈摩擦现设轴颈Ａ受驱动力矩Ｍ的作用作等速回转，根据平衡条件知，轴承Ｂ对轴颈Ａ所有法向反力Ｎ和摩擦力Ｔ合成后的总反力ＲＢA必与Ｑ等值反向，ＲＢＡ与Ｑ必组成一对力偶Ｍｆ，力偶矩Ｍ与Ｍｆ等值反向，力偶臂为：因为：则：摩擦力矩：当量摩擦系数：由前面的知识知：力偶臂为：摩擦园：以力偶臂为半径的圆。摩擦园半径：力偶臂ρ在对机构进行受力分析时，需要确定转动副中的总反力，总反力的方位可根据如下三点确定：①在不考虑摩擦力的情况下，根据力的平衡条件，确定不计摩擦力时的总反力的方向；②考虑摩擦时，总反力应与摩擦圆相切

8、；③轴承B对轴颈A的总反力对轴颈中心之矩的方向必与轴颈A相对于轴承B的相对角速度的方向相反。2、轴端摩擦当轴端在止推轴承上旋转时，接触面间将产生摩擦力。摩擦力对轴回转轴线之矩即摩擦力矩环形微面积环形微面积上所受的正压力摩擦力为轴端所受的摩擦力矩A新轴端可认为整个轴端接触面上的压强处处相等上式可分两种情况讨论。B跑合轴端经过一段时间工作后的轴端。轴端与轴承接触面的压强不再处处相等，而更符合轴端中心处的压强非常大，极易压溃，故对于载荷较大的通常