理论力学5 摩擦.ppt

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1、第五章摩擦§5–1摩擦现象§5–2滑动摩擦§5–3具有滑动摩擦的平衡问题§5–4滚动摩擦习题课1静力学前几章我们把接触表面都看成是绝对光滑的，忽略了物体之间的摩擦，事实上完全光滑的表面是不存在的，一般情况下都存在有摩擦。§5-1引言平衡必计摩擦摩擦的原因和作用：有利：摩擦传动、制动、调速、夹卡等不利：机器发热、摩损、降底效率、影响精度等。接触面的不光滑和接触面间的分子吸引力。2当物体沿支承面运动时，由于接触面对运动产生了阻力，使物体沿支承的运动受到阻碍，这种现象就叫摩擦。把对运动产生的阻力就称为摩擦力。一摩擦现象、摩擦力二摩擦的分类摩擦滑动摩擦滚动摩擦静滑动摩

2、擦动滑动摩擦按物体间的运动状态分滑动摩擦是物体间相对运动为滑动时或有滑动趋势时的摩擦；滚动摩擦是物体间相对滚动时或具有滚动趋势时的摩擦；静力学静力学1、定义：相接触物体，产生相对滑动趋势时，其接触面产生阻止物体运动的力叫静滑动摩擦力。（就是接触面对物体作用的切向约束反力）2、临界状态——将滑未滑§5-2滑动摩擦一、静滑动摩擦力静摩擦力的最大值记为：F变化范围是：fs为静滑动摩擦系数fs只与材料和表面情况有关，与接触面积大小无关。其中：4静力学3特征大小：随主动力的变化而变化，由平衡条件求得，满足：方向：与滑动的趋势相反，具有约束反力的性质。４全约束力：法向约束力

3、和切向静摩擦力的合力５静摩擦角①定义：当摩擦力达到最大值时其全反力　　与法线的夹角叫做摩擦角。②计算：5静力学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。②自锁条件：6静摩擦锥临界平衡时，全反力的作用线可形成一个以接触点顶点，以全反力为母线的锥面，这个锥面就是摩擦锥。7自锁现象即：对于主动力作用线在摩擦角内，不论合力多大，物体总是处于平衡状态。630ºPP15ºFR思考:物块重P，受力为P，摩擦角=200此时为300，问物块是否静止？合力作用线为15º<20º,故静止静力学静力学摩

4、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，f=tga,(该两种材料间静摩擦系数)③自锁应用举例8二、动滑动摩擦力静力学大小：（无平衡范围）动摩擦力特征：方向：与物体运动方向相反定律：（f'只与材料和表面情况有关，与接触面积大小无关。）1、定义：相接触物体，产生相对滑动时，其接触面产生阻止物体运动的力叫动滑动摩擦力。（与静滑动摩擦力不同的是产生了滑动）2、特征增大摩擦力的途径为：①加大正压力N,②加大摩擦系数f9静力学§5-3考虑滑动摩擦时的平衡问题考虑摩擦时的平衡问题，一般是对临界状态求解，这时可列出的补充方程。其它解法与平面任意力系相同。只是平衡

5、常是一个范围。第一类问题：FFmax，,物体处于静止状态，已知主动力求约束力，与一般平衡问题无异。第二类问题：平衡问题—临界运动趋势；不平衡问题—滑动或翻倒，F＝Fmax1、确定平衡位置；2、确定各主动力之间的关系。10仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面基本相同．几个新特点：2严格区分物体处于临界、非临界状态；3因，问题的解有时在一个范围内．1画受力图时，必须考虑摩擦力；静力学[例1]已知：物块重为G，放在倾角为的斜面上，它与斜面间的摩擦系数为fs，当物体平衡时，试求水平力Q的大小。解：分析知Q太大，物块会上滑Q太小，物块会下滑。（1）有上滑趋势时

6、Fy=0FN-Gcos-Qsin=0FN=Gcos+Qsin补充方程：Ffs·FNFNFxyFx=0Qcos-Gsin-F=0F=Qcos-Gsin静力学FNFxy（2）有下滑趋势时Fy=0FN-Gcos-Qsin=0FN=Gcos+QsinFx=0Qcos-Gsin+F=0F=-Qcos+Gsin静力学补充方程：Ffs·FN+GQFR二几何法：FNFxyQQ静力学-QFRGFNFxyQGQGQ的范围为：静力学[例2]梯子长AB=l，重为P，若梯子与墙和地面的静摩擦系数fS=0.5,

7、求a多大时，梯子能处于平衡？解：FNAFNB分析梯子,画受力图Fy=0FNB-FA=0Fx=0FNA+FB-P=0补充：FA=fS·FNAFB=fS·FNBFNB=FAFB=fS·FA=fS2·FNA静力学注意：由于a不可能大于900，所以梯子平衡倾角a应满足FNAFNB静力学[例3]制动器构造及尺寸如图，已知制动块与轮表面的摩擦因数为fS，求制动轮逆钟向转动时所需的力F1的最小值。BOAabcF1O1rRWWFO1xFO1yFNFmaxF1FmaxF‘NFOxFOy解：1）以轮为研究对象，受力如图静力学F1FmaxF‘NFOxFOy2）再取制动杆为对象，

8、受力如图静力学abldA