第08章-机械中的摩擦及机械效率

8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦 2）槽面摩擦
N
Q 2 cos
滑块两侧面受到的总摩擦力为：
Ff 2F ' f 2 f N
当量摩擦系数： f v
f Q cos
f cos
当量摩擦角： jv arctgfv
Ff f v Q
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦 例：机床滑板的运动方向垂直于纸面。接触面间的滑动摩擦系数为 f = 0.1。 试求滑板的当量摩擦系数 fv的大小。
( N1 N 2 )sin30 N 3 Q l ( N1 N 2 )sin30 l N 3 N1 N 2
因为
a j12 j13
所以机构不满足自锁条 件，无法使得工件1保持 夹紧状态。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 例3：偏心夹具的工作原理是：当偏心轮手柄上加驱动力后，偏心轮 绕偏心轴转动，从而偏心轮压紧工件。图（a）所示的工作过程中，压紧 工件后，撤去偏心轮手柄上的驱动力，被压紧的工件不松开（自锁）；而 图（b）所示的工作中，压紧工件后，撤去偏心轮手柄上的驱动力，被压 紧的工件自动松开。 试给出偏心夹具具有自锁性应满足的条件。
F f 21 N 21 f N 21 f N 21
tgj

j arctan f
Ff 21 f N21 f Q tanj Q
P tan Q
Q 给定后，就可求得最大静摩 擦力 Ff21 ；但分力P 的大小还取决 于传动角。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
百度文库
(a)
(b)
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解： 动画（a）中当手柄转到某一角度夹紧工件后撤除，工件给偏 心轮的总反力R21作用与摩擦圆之外，所以机构不自锁。将手柄的转角加 大，再夹紧工件后撤除，工件给偏心轮的总反力R21作用与摩擦圆之内， 所以机构自锁，如动画（b）所示。
8.1.3 转动副中的摩擦
M f R R r sin j
sin j tanj f
r f
常值
摩擦圆：以轴心 O为圆心，以 为ρ半径所作的圆。
M f R Q
转动副中全反力R必定切于摩擦圆。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.3 转动副中的摩擦
足工作要求。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解 a.斜面压力机1受力分析（斜面倾角a 较小）
a j12 j13
a j12 j13
斜面自锁条件
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解 b.斜面压力机2受力分析（斜面倾角a 较大）
8.1.1 研究运动副中摩擦的目的和基本力学原理
基本力学原理:
Ff f N 。 1）摩擦库伦定理：
2）若一物体只受两个力，则此两力必定共线。 3）若一物体只受三个力，则此三力必定汇交一点。 4）一物体所受的驱动力与其运动方向一致，所受的摩擦与其运动方向相反。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解： b.曲柄的受力分析
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解： c.滑块的受力分析
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 例2：两台同类型的斜面压力机。当在滑块1上施加向左的推动力 F 时，滑块2上升并将物件4压紧，由此产生压紧力Q 。当物件4被压紧达到 要求后，撤去F 力，该机构应该具有自锁性。试分析两台压力机是否满
1)平面摩擦 T分解为两力F和Q：
T F Q
P —— 沿着滑块速度v12方向的分力 Q —— 垂直滑块速度v12方向的分力 全反力R21
R21 N 21 Ff 21
N21 —— 法向反力 Ff21 —— 机架作用于滑块的摩擦力
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦
1)平面摩擦 摩擦角j ：全反力R21 与法向反力N21 之间的夹角。
N1 N 2 N 3
Q 2
机床滑板所受的摩擦力为：
F f ( N1 N 2 N 3 ) 3 f Q 2
fv
3 f 0.15 2
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.3 转动副中的摩擦
滑动摩擦力Ff 对中心O 产生 的摩擦力矩 Mf为：
M f Ff r
8.1 运动副中的摩擦与自锁
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Theory of Machines & Mechanisms
第8章 机械中的摩擦 与机械效率
作者：郭卫东 樊文贵
科学出版社高等教育出版中心
王家俊
第8章 机械中的摩擦与机械效率
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运动副中的摩擦与自锁
机械效率与自锁
斜面传动与螺旋传动的机械效率
8.1 运动副中的摩擦与自锁
1）当合成的Q力恰好与全反力R共线
时，轴作等速转动或静止不动。
2）当增大M 时，合成力平移至R 的 右侧，轴作加速运动。 3）当减小M 时，合成力平移至R 的 左侧位置，轴作减速转动或静止不动。
自锁条件：当外力的合力作用在转动副的摩擦圆内时，无论合力有 多大，轴都无法转动。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦
1)平面摩擦
j 滑块加速运动
j 滑块等速运动或静止
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.2 移动副中的摩擦
1)平面摩擦
j 滑块减速运动或静止
（1）无论推动力T有多大，都无法使滑块运动的现象称为自锁。 （2）力学本质：推动力T 在滑块运动方向的分力F 始终小于滑块所受的摩擦力。 （3）出现自锁现象的几何条件称为自锁条件： < j 。
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用
例1：已知各构件的尺寸，各转动副的半径及其相应的摩擦系数。在 曲柄AB上作用有驱动力偶矩M1 ，滑块上作用有工作阻力P 。确定机构 各运动副中全反力作用线的位置。
8.1 运动副中的摩擦与自锁
8.1.4 考虑运动副摩擦的机构力分析与摩擦的应用 解： a.连杆的受力分析