机械的效率和自锁

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1、§3－4综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复杂机构进行速度分析P14vC§4－1概述§4－3机械的效率和自锁§4－2运动副中的摩擦第四章机械的效率和自锁1.摩擦对机器的不利影响（有害阻力）1）造成机器运转时的动力浪费机械效率2）使运动副元素受到磨损零件的强度、机器的精度和工作可靠性机器的使用寿命3）使运动副元素发热膨胀导致运动副咬紧卡死机器运转不灵活；4）使机器的润滑情况恶化机器的磨损机器毁坏。第四章运动副中的摩擦和机械效率§4-1概述如带传动、摩擦离合器、螺旋千斤顶中的摩擦等。2

2、.摩擦对机器的有利影响为了提高机械效率：减少有害摩擦，充分利用有用摩擦。第四章运动副中的摩擦和机械效率3.研究内容1）几种常见运动副中摩擦的分析；2）考虑摩擦时机构的受力分析；3)“自锁”现象及自锁发生的条件。§4-2运动副中的摩擦滑动摩擦（低副）滚动摩擦（高副）—摩擦小三种情况，即平面摩擦、斜面摩擦和槽面摩擦。研究移动副、螺旋副和转动副中的摩擦。一、移动副的摩擦1、平面摩擦滑块1与水平面2构成移动副。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦总反力摩擦角库仑定律滑块1的总反力★总反力R21的方向恒与

3、相对运动速度方向成（90°+）R21N21F212V12PG1第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦2、斜面摩擦1）滑块沿斜面等速上升（正行程）+PGR21G——铅垂载荷；P——水平驱动力；R21——滑块1所受的总反力。求P。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦2）滑块沿斜面等速下降（反行程）G——驱动力；P’——阻止滑块加速下滑的阻力；R21’——滑块1所受的总反力。-P’GR21’第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦->0，说明P′>0，保持匀速状态的力；-

4、0，P′<0,Q的分力不足以使滑动产生，只有工作阻力变为驱动力时,滑块才能运动。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦3、槽面摩擦楔形滑块槽形角2当量摩擦系数当量摩擦角fVf,常用楔槽面增大摩擦力，如V带传动、三角形螺纹联接等。但注意并非实际摩擦系数增大，而是将增大的N21折合到f变为fv。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦两构件沿圆柱面接触N21是沿整个接触面各处反力的总和。整个接触面各处法向反力在铅垂方向的分力的总和等于外载荷G。N21>G取N21=kG（k≈1～1.57）ƒv

5、------当量擦系数摩擦力标准式:不论两运动副元素的几何形状如何，两元素间产生的滑动摩擦力均可用通式：来计算。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦二、螺旋副中的摩擦当螺杆和螺母的螺纹之间受有轴向载荷时，拧动螺杆或螺母，螺旋面之间将产生摩擦力。下面就矩形螺纹螺旋副中的摩擦和三角形螺纹螺旋副中的摩擦进行研究。空间运动副,其接触面是螺旋面。把空间问题转化为平面问题：螺旋线可以展成平面上的斜直线，螺旋副中力的作用与滑块和斜面间的力的作用相同。斜面摩擦研究螺旋副中的摩擦时,通常假设作用力集中在中径d2的

6、圆周上。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦逆G力等速向上，相当于斜面摩擦正行程。1.矩形螺纹螺旋副中的摩擦拧紧螺母力矩：放松螺母力矩：第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦拧紧力矩：2.三角形螺纹螺旋副中的摩擦=90°-——槽形半角；放松力矩：第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦三、转动副中的摩擦第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦1.径向轴颈的摩擦Md12O1R21F21N21G根据轴颈1的受力平衡有：以轴颈中心为圆心，为半径作的圆称为摩擦圆，为摩擦圆半径。

7、2总反力R21的确定原则：（1）据力的平衡条件，R21与G等值反向。（2）总反力R21恒切于摩擦圆。（3）R21对轴心O产生的力矩Mf恒与方向相反，阻碍轴颈转动。从而可得总反力切于摩擦圆的哪一边。Md12GO12R21F21N21第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦例：已知曲柄滑块机构中，原动件曲柄1，驱动力矩为Md，生产阻力P作用于滑块3上，各回转副摩擦圆半径均为若不计各构件的重力和惯性力，试分析在图示位置时作用在连杆2上的力的位置与方向。第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦1

8、）在不计摩擦时，各转动副中的作用力应通过轴颈中心构件2为二力杆,不考虑摩擦时，作用线通过A、B转动中心由机构的运动情况连杆2受拉力。二力杆(受拉)第四章运动副中的摩擦和机械效率运动副中的摩擦2）当计及摩擦时，作用力应切于摩擦圆。分析：转动副A处：构件2、1之间的夹角逐渐减小w21为顺时针方向2受拉力作用力R12切于摩擦圆上方。在转动副B处：构件2、3之间的夹角逐渐增大w23为顺时针方向。R32切于摩擦圆下方。构件2在R12、R32