机槭中的摩擦和机械效率 内容 概述 运动副中的摩擦和计及摩擦时的力分析 机械的效率和自锁 重点 运动副摩擦分析及其在简单机构力分析中的应 用;机械效率以及自锁条件
机械中的摩擦和机械效率 内 容 概述 运动副中的摩擦和计及摩擦时的力分析 机械的效率和自锁 重 点 运动副摩擦分析及其在简单机构力分析中的应 用；机械效率以及自锁条件
合心 §1概述 摩擦是影响杋器工作性能的重要物理现象 摩擦导致:1.磨损 零件强度下降→寿命下降 运动副间隙增大→传动精度下降 2.机械效率降低 3.发热 运动副间隙变小→卡死 措施:滚动代替滑动选用优质润滑油选用耐磨材料. 应用:皮带传动摩擦轮传动摩擦离合器制动器夹 具 摩擦是通过运动副对整个机器工作性能发生影响的
摩擦是影响机器工作性能的重要物理现象 摩擦导致：1. 磨损 零件强度下降 → 寿命下降 运动副间隙增大 → 传动精度下降 2. 机械效率降低 3. 发热 运动副间隙变小 → 卡死 措施：滚动代替滑动 选用优质润滑油 选用耐磨材料… 应用： 皮带传动 摩擦轮传动 摩擦离合器 制动器 夹 具… 摩擦是通过运动副对整个机器工作性能发生影响的 §1 概述
§2运动副中的摩擦和自锁 合心 平面移动副的摩擦 R 力分析R21=N21+F21 12 tg N R21一总反力 摩擦角 21 总反力与法线方向所夹的锐角不变 自锁条件 若P≤F21静止的滑块仍然静止 自锁 P=F sin p F=N,If=Fcos Btg sin B ≤1gq t8B≤1gq β≤q COS B 结论:当阝0时,不论多大,也无法使滑块移动→自锁
§2 运动副中的摩擦和自锁 R21 —总反力 — 摩擦角 总反力与法线方向所夹的锐角不变 R21 N21 F21 = + P = F sin f N N f N F tg = = = 21 21 21 21 tg cos sin 自锁条件 一、平面移动副的摩擦 力分析 若 P F21 静止的滑块仍然静止 F21 = N21 f = F cos tg tg tg 结论：当 时，不论F多大，也无法使滑块移动 → 自锁 R21 N21 F21 2 V12 F P Q 1 自锁
自锁条件B≤0 R F F V12 V12 不自锁 自锁(边界情况) 自锁
R21 2 V12 1 自锁条件 R21 2 V12 R21 2 V12 F F 不自锁 自锁(边界情况) 自锁 F
例:见P130图5-20已知Q,a,f 合心 求反行程自锁条件 解:根据移动副的自锁条件 β=0 c≤2 PAIr 12 R 01R21(驱动力) 12
V12 R21 Q 3 2 1 例：见P130 图5-20 已知 Q，，f 求 反行程自锁条件 解： 根据移动副的自锁条件 = - 2 V12 R21（驱动力） 1 R21 2 V12 1 P
合心 槽面移动副的摩擦 力分析 21 2N VI 2N,1 Sn 6= F cos B 2 2N,,=FCOS B sin e Q 21=2N21f=Fc0 f sin e 槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力 自锁条件 若Ft≤F静止的滑块仍然静止自锁 F2=F·sinB SIn gp B B≤0 F21=F coS B cOS
二、槽面移动副的摩擦 力分析 F N f 21 = 2 21 v F F cos f 21 = N21 1 Q 2 sin f f v = f f v 槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力 2N21 sin = F cos sin cos 2N21 = F sin 2 cos 21 21 f F = N f = F 令 若 Ft Ff 静止的滑块仍然静止 自锁 Ft = F sin tg cos sin v v f = tg 自锁条件 v Q 1 2 Fn N21 N21 2 1 Q F V12 Ft
三、转动副的摩擦(轴颈摩擦) 合心 力分析=,+ 21 2 全反力R21=√N2+F21=N 21√1+f R21-O=0 M-R →>R 或M,-Fn1…r=0 O121R = R 以轴颈中心为圆心,p为半径作的圆称为摩擦圆, p为摩擦圆半径
三、转动副的摩擦 （轴颈摩擦） Q N R21 N21 F21 力分析 = + 0 0 21 21 − = − = M R R Q d 2 2 1 2 2 1 2 R2 1 = N2 1 + F = N 1+ f 21 21 → R = F r 全反力 或 Md − F21 r = 0 r f r f f R F r v = + = = 2 21 21 1 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。 Md 12 Q O 1 2 R21 N21 F21
转动付总反力方位线的确定 Q1 Q12 R R R 1)R21与载荷Q大小相等,方向相反; 2)R21的作用线必切于摩擦圆; 3)R2产生的摩擦力矩与o12转动方向相反
1 2 Q12 R21 Q12 R21 12 2 1 Q12 R21 12 2 1 转动付总反力方位线的确定 ● 1）R21与载荷Q大小相等，方向相反； 2）R21的作用线必切于摩擦圆； 3）R21产生的摩擦力矩与12转动方向相反。
合心 自锁条件 O O h Q与M合成得 h 讨论 R 1)当h>p时,M>M→有输出功→0↑ 2)当h→p时,M。M→>保持平衡,原转动→>仍匀速转动;原静止→仍静止 3)当h<p时,Ma<M→输入功不足→0 结论:当h≤p时,不论Q多大,也无法使轴转动→自锁 转动副自锁条件h≤p R 21 移动副自锁条件β≤φ
Q与M合成得 ' Q M h d = 讨论： R21 2 1 12 Q h R21 2 1 12 Q h R21 2 1 12 Q h 1）当h>时，Md >Mf → 有输出功 → 2）当h=时，Md=Mf → 保持平衡，原转动→仍匀速转动；原静止→仍静止 3）当h<时，Md <Mf → 输入功不足 → 结论：当 h 时，不论Q´多大，也无法使轴转动 → 自锁 转动副自锁条件 h 自锁条件 移动副自锁条件 F R21
四、螺旋机构的效率和自锁 合心 螺旋副(螺母与螺杄)的相对运动→滑块沿斜面运动 假设:1)载荷分布在中线上2)单面产生摩擦力 1.斜面机构的效率和自锁 1)滑块沿斜面等速上行 力分析P+O+R21=0 P 驱动力P=Qg(a+0 Roia +o O B=O·tgo R21 效率 ga P tgla+o) 滑块沿斜面等速上行,相当于拧紧螺母 (工作行程),不要求自锁。由n)>0得 << 2
四、螺旋机构的效率和自锁 螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动 滑块沿斜面运动 假设：1）载荷分布在中线上 2）单面产生摩擦力 P Q R21 + Q P R21 V12 1.斜面机构的效率和自锁 1） 滑块沿斜面等速上行 力分析 驱动力 P + Q + R21 = 0 P = Qtg( +) P0 = Qtg 效率 ( ) 0 + = = tg tg P P 滑块沿斜面等速上行，相当于拧紧螺母 （工作行程），不要求自锁。由 >0 得 − 2 0