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1、第五章摩擦1§5-1摩擦的基本概念按物体之间的润滑情况干摩擦湿摩擦按物体之间是否有相对运动动摩擦静摩擦滑动摩擦按物体之间的相对运动形式滚动摩擦第五章摩擦一、摩擦的分类2二、工程中的摩擦问题345678二、摩擦产生的条件1.条件：两个物体相互接触，并且有相对运动或相对运动趋势。2.概念：两个物体沿接触表面有相对滑动或相对滑动趋势时，在接触表面上彼此作用有阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力，称为滑动摩擦力，简称摩擦力。9摩擦按物体间的运动状态分滑动摩擦滚动摩擦静滑动摩擦动滑动摩擦一静滑动摩擦力（库仑定律）FPN§5-2滑动摩擦G摩擦力
2、Fs方向:恒与物体相对滑动的趋势方向相反大小:由平衡方程确定临界时：因此,平衡时10二、动滑摩擦力两个相互接触的物体，当其接触表面之间有相对滑动时，彼此作用着阻碍相对运动的力，这种阻力称为动滑动摩擦力，简称动摩擦力。当考虑摩擦问题时，要分清物体是处于静止、临界平衡还是滑动状态，然后再选择相应的方法来计算摩擦力。静止时：摩擦力F的大小由平衡方程决定。临界状态：摩擦力为最大值，其大小为：Fmax=fN滑动状态：摩擦力的大小为：11§5-3带有摩擦的平衡问题带有摩擦的平衡问题的解法与平面一般力系的解法基本相同，只是在分析受力时要考虑
3、摩擦力，并正确地判断出摩擦力的方向，考虑临界状态并补充摩擦定律。其结果往往有一个范围。12NF1F2GQα(1).下滑时:摩擦力朝上xy例:重为G的物体放在倾角为α的斜面上,今在该物体上作用一水平力Q,问能使该物体保持平衡时Q的范围。已知f=0.5。13NF1F2GQαxy(2).上滑时:摩擦力朝下∴Q1≤Q≤Q2得：14F§5-4摩擦角与自锁现象GP全约束反力:把全反力的最大值与法线间的夹角称为摩擦角,用表示fmax由图可知:摩擦角与摩擦系数都是表示材料表面性质的一个常量。一、摩擦角全约束反力的最大值:15二、自锁条件可能出
4、现的最大摩擦力为：由于物体静止，所以设在物体上作用一个力Q，它与接触面法线的夹角为，物体是处于静止状态。由平衡方程可求得N和F。16这种与主动力的大小无关，而只与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。17结论:如果作用于物体上的主动力的合力作用线落在摩擦角以内,则不论这个力多么大,物体都能够平衡;这种现象称为自锁现象.反之如果主动力的合力作用线落在摩擦角以外,则不论这个力多么小,物体都不能够平衡.摩擦角的概念被广泛的使用:(1)摩擦系数的测定;(2)螺旋千斤顶的自锁条件;(3)沙堆成型的过程.18测定摩擦系数的简易方法19利用摩擦
5、角测定摩擦因数20摩擦角与摩擦锥21螺旋千斤顶22摩擦自锁条件23三、考虑摩擦时物体的平衡问题仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面相同，只是必须考虑摩擦力。几个新特点：1、画受力图时，必须考虑摩擦力。2、严格区分物体是处于临界还是非临界状态。3、由于，问题的解有时在一个范围内。24RM§5-5滚动摩擦GFANPAP-F=0N-G=0-PR=0？GPGPNMF25GPFNδδ称为滚动摩阻系数,它具有长度的量纲,也是一常数,与材料有关。Mmax称为滚动摩擦阻力偶矩,简称滚阻力偶当主动力P不足够大时,圆轮仍处于静止,当P逐渐增
6、达到一定值时,轮子将处于将动未动的临界状态,此时,力偶矩达到最大值Mmax且有:由于滚动摩阻系数δ很小,因此,滚动摩阻通常忽略不计。平衡状态时：26练习题：两根同重等长的均质杆在B点绞接，C点靠在墙上，f=0.5，求平衡时的角θ=?解：研究整体，分析受力θABCPNFXAYAP再研究BC，分析受力:272.列平衡方程。1.取物块A为研究对象，受力分析如图。解:yAxαGFFNFfαAF小物体A重G=10N，放在粗糙的水平固定面上，它与固定面之间的静摩擦因数fs=0.3。今在小物体A上施加F=4N的力，α=30°，试求作用在物体
7、上的摩擦力。283.联立求解。最大静摩擦力yAxαGFFNFf因为所以作用在物体上的摩擦力为29一活动支架套在固定圆柱的外表面，且h=20cm。假设支架和圆柱之间的静摩擦因数fs=0.25。问作用于支架的主动力F的作用线距圆柱中心线至少多远才能使支架不致下滑（支架自重不计）。hdBAFx302.列平衡方程。3.联立求解。1.取支架为研究对象,受力分析如图。解析法解:FAFNBFBFNAABCFxxyhOFB补充方程31图示为凸轮机构。已知推杆和滑道间的摩擦因数为fs，滑道宽度为b。设凸轮与推杆接触处的摩擦忽略不计。问a为多大，
8、推杆才不致被卡住。baeBMdA32dAxyaOBbFNBFBFAFNAF取推杆为研究对象，受力分析如图。解:列平衡方程补充方程解得33制动器的构造和主要尺寸如图所示。制动块与鼓轮表面间的摩擦因数为fs，试求制动鼓轮转动所必需的力F1。OABCabcRO1rF1G34O1CF
