文档介绍：第五章机械中摩擦和机械效率
§5-1 研究机械中摩擦的目的
§5-2 运动副的中摩擦
§5-3 机械的效率
§5-4 机械的自锁
青岛科技大学专用潘存云教授研制
§5-1 研究机械中摩擦的目的
摩擦产生源-运动副。
摩擦的缺点:
优点:
研究目的:
研究内容:
;
发热↑
效率↓
磨损↑
→强度↓
→精度↓
→寿命↓
利用摩擦完成有用的工作。
如摩擦传动(皮带、摩擦轮)、
离合器(摩托车)、
制动器(刹车)。
减少不利影响,发挥其优点。
→润滑恶化
→卡死。
青岛科技大学专用潘存云教授研制
v21
2
1
§5-2 运动副中摩擦
低副-产生滑动摩擦力
高副-滑动兼滚动摩擦力。
一、移动副的摩擦
1. 移动副中摩擦力的确定
由库仑定律得: F21=f N21
运动副中摩擦的类型:
Q-铅垂载荷,
Q
摩擦系数
摩擦副材料
静摩擦
动摩擦
无润滑剂
有润滑剂
无润滑剂
有润滑剂
钢-钢
钢-铸铁
钢-青铜
铸铁-铸铁
铸铁-青铜
青铜-青铜
皮革-铸铁或钢
橡皮-铸铁
P
P-水平力,
N21
N21-法向反力
F21
F21-摩擦力
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F21=f N21
当材料确定之后,F21大小取决于法向反力N21
而Q一定时,N21 的大小又取决于运动副元素的几何形状。
槽面接触:
结论:不论何种运动副元素,有计算通式:
θ
θ
Q
1
2
N”21
N’21
Q
1
2
F21=f N’21 + f N”21
△N21
平面接触:
N’21 = N”21 = Q / (2sinθ)
矢量和:N21=Σ△N21
理论分析和实验结果有: k =1~π/2
F21=f N’21
F21= f N21
Q
N21
N21=-Q
F21=f N21= f Q
F21
柱面接触:
=-Q
N’21 +N”21= -Q
N”21
N’21
Q
θ
代数和:N’21= Σ|△N21|
1
2
N21
= ( f / sinθ)• Q
= fv Q
=f k Q
= fv Q
= fv Q
fv-称为当量摩擦系数
=kQ
>|N21|
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Q
P
v21
2
1
非平面接触时,摩擦力增大了,为什么?
应用:当需要增大滑动摩擦力时,可将接触面设计成槽面或柱面。如圆形皮带(缝纫机)、三角形皮带、螺栓联接中采用的三角形螺纹。
是 f 增大了?
原因:是由于N21 分布不同而导致的。
对于三角带:θ=18°
θ
θ
总反力为法向反力与摩擦力的合成:
R21=N21+F21
R21
N21
F21
tgφ= F21 / N21
φ-摩擦角,
φ
方向:∠R21V12 =(90°+φ)
以R21为母线所作圆锥称为摩擦锥
,总反力恒切于摩擦锥
fv= f
= fN21 / N21
=f
不论P的方向如何改变,P与R两者始终在同一平面内
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a)求使滑块沿斜面等速上行所需水平力P
b)求使滑块沿斜面等速下滑所需水平力P’
作图
作图
若α>φ,则P’为阻力;
根据平衡条件:P + R + Q = 0
大小:? ? √
方向:√√√
1
2
Q
α
R
N
F21
n
n
v
P
R
P
Q
得: P=Qtg(α+φ)
1
2
Q
α
N
F21
n
n
v
P’
R’
Q
P’
R’
α
φ
α-φ
α
φ
α+φ
根据平衡条件: P’+ R’+ Q = 0
若α<φ,则P’方向相反,成为驱动力。50分
得: P’=Qtg(α-φ)
大小: ? ? √
方向:√√√
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二、螺旋副中的摩擦
螺纹的牙型有:
矩形螺纹
三角形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
15º
30º
3º
30º
螺纹的用途:传递动力或连接
从摩擦的性质可分为:矩形螺纹和三角形螺纹
螺纹的旋向:
右旋
左旋
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式中l-导程,z-螺纹头数,p-螺距
螺旋副的摩擦转化为=>斜面摩擦。
拧紧时直接引用斜面摩擦的结论有:
假定载荷集中在中径d2 圆柱面内,展开
d1
d3
d2
Q
πd2
l