《机械的摩擦与效率》PPT课件

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1、11.1机械中的摩擦11.2机械效率和自锁11.3提高机械效率的途径11.4摩擦在机械中的应用第11章机械的摩擦与效率11.1机械中的摩擦摩擦的缺点效率↓；磨损→强度↓→精度↓→寿命↓；发热→润滑恶化→卡死；摩擦的优点利用摩擦完成有用的工作；如：摩擦传动(皮带、摩擦轮)、摩擦离合器、制动器；研究机械中摩擦的主要目的和内容主要目的----寻找提高机械效率的途径；主要内容运动副中的摩擦分析；低副----滑动摩擦；高副----滑动+滚动摩擦考虑摩擦时机构的受力分析；机械效率的计算；自锁现象及其发生的条件；11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦1)平面摩擦滑块与平面构成的移动副，滑块

2、在自重和驱动力的作用下向右移动；摩擦力：F21=fN21v12QN2112F21FQ：铅垂载荷；N21：法向反力；F：水平驱动力；楔形面接触N21/2QθθθN21/22)槽面摩擦平面接触：N21=Q；F21=fN21=fQ；楔形面接触：2(N21/2)sinθ=Q；N21=Q/sinθ；F21=fN21=fQ/sinθ；F21=feQ当量摩擦系数：fefe=f/sinθ11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦1)平面摩擦滑块与平面构成的移动副，滑块在自重和驱动力的作用下向右移动；摩擦力：F21=fN21v12QN2112F21FQ：铅垂载荷；N21：法向反力；F：水平驱动力；

3、2)槽面摩擦平面接触：N21=Q；F21=fN21=fQ；pr圆柱面接触Qfe=fk圆柱面接触：N21=kQ；k----接触情况系数≥1≈1（点、线接触）k=π/2（半圆周均匀接触）=1~π/2（其余情况）F21=fN21=fkQ；F21=feQ当量摩擦系数：fe11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦半圆周均匀接触N21=prπN21=kQ；prπ=k2prk=π/2；圆柱面接触Qpr11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦槽面摩擦结论(1)引入当量摩擦系数后，移动副中的摩擦力可统一写成：F21=feQ平面接触时：fe=f楔形面接触时：fe=f/sinθ(θ楔形角的一半

4、)圆柱面接触时：fe=kf(2)相同的外载荷，槽面接触比平面接触的摩擦力大；当需增大滑动摩擦力时，可将接触面设计成楔形面或圆柱面；如圆形皮带(缝纫机)、三角带、螺栓联接中采用的三角螺纹；对三角带：θ=18°，fe=3.24f11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦3)斜面摩擦总反力：运动副中法向反力和摩擦力的合力，用R表示；R21=N21+F21N2112v12F21R21φQ摩擦角：总反力R与法向反力N之间的夹角，用φ表示∵tanφ=F21/N21=fN21/N21=f∴φ=arctanf当量摩擦角：φe=arctanfe总反力R方向的确定在接触点处与公法线呈φ角；方向与v指

5、向相反；11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦3)斜面摩擦等速上升：F=Qtan(α+φ)FQαφv12R21FQR2121α+φ等速上升11.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦3)斜面摩擦等速上升：F=Qtan(α+φ)F’QR21F’Qαφv12R2112α-φ等速下滑等速下滑：F’=Qtan(α-φ）当α>φ，F’为正，阻止滑块1加速下滑；Q为驱动力；若α<φ，F’为负，图上的F’应反向，成为驱动力；斜度较小，滑块都不会自动下滑，需要F’推动才能下滑。例题：F为驱动力，求图示机构中力Q与F的关系。F/sin(α+2φ)=R32/sin(900-φ)R23/sin(

6、900+φ)=Q/sin(900-α-2φ)所以：F/sin(α+2φ)=Q/sin(900-α-2φ)整理：F=Qcot(α+2φ)解题方法：1.画出各移动副的总反力2.分别取2和3为脱离体作力多边形3.用正弦定理列式求解R12FQ23αR13FQR12900-φR32α+2φR23900-α-2φR13900+φR32R231v23v21v3111.1机械中的摩擦11.1.1移动副中的摩擦α900+φα+2φ900-α-φφR12R32四边形内角和=36011.1机械中的摩擦11.1.2螺旋副中的摩擦螺杆和螺母构成的运动副螺母：轴向载荷Q，转矩M；-----滑块受力F牵引沿斜面运

7、动；矩形螺纹螺旋副中的摩擦1)矩形螺纹螺旋副将螺纹中径d2圆柱面展开，斜面升角：tanα=l/πd2=zp/πd2；l—导程；z—螺纹头数；p—螺距；螺纹拧紧：螺母在F和Q的联合作用下，逆Q向上运动；F=Qtan(α+φ)；拧紧力矩M=Fd2/2=Qtan(α+φ)d2/2螺纹拧松螺母在F和Q的联合作用下，顺Q向下运动；F’=Qtan(α-φ)；拧紧力矩M’=F’d2/2=Qtan(α-φ)d2/211.1机械中的摩擦p11.1.2螺旋副中的摩擦2)三角形