理论力学简明教程 中、少学时 孟庆东 第四章 摩擦新.pptVIP

第四章 摩擦 摩擦：两相接触的物体当有相对运动或相对运动趋势时 两物体间彼此产生了相互阻碍其运动的现象。 滑动摩擦 一. 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律 分析 二.动滑动摩擦力 三.摩擦角的概念和自锁 第二节 考虑摩擦力时物体的平衡问题 解： （2）分析：为求拉动此物体所需的最小拉力FTmin ，则考虑物体处于将要滑动但未滑动的临界状态，这时的滑动摩擦力达到最大值。受力分析如图 例4-2 如图为小型起重机的制动器。已知制动器摩擦块C与滑轮表面间的滑动摩擦系数为f ,作用在滑轮上力偶的力偶矩为M,A和O分别是铰链支座和轴承。滑轮半径为r,求制动滑轮所必须的最小力Pmin。 解：当滑轮刚刚能停止转动时,P力的值最小,而制动块与滑轮之间的滑动摩擦力将达到最大值。 以制动杆AB和摩擦块C为研究对象,画出受力图 主要研究内容 滑动摩擦 考虑滑动摩擦的平衡问题 滚动摩擦简介 有害：给机械带来多余阻力，使机械发热，引起零件磨 损、噪声和消耗能量。 有利：用于传动，制动，调速等，没有摩擦，人不能走 路，车不能行驶 。 两种基本形式：滑动摩擦和滚动摩擦。 第四章 摩擦 滑动摩擦力： 两个相互接触的物体，发生相对滑动或存在相对滑动趋势时，在接触面处，彼此间就会有阻碍相对滑动的力存在，此力称为滑动摩擦力。 滑动摩擦力作用在物体的接触面处 方向沿接触面的切线方向并与物体相对滑动 或相对滑动趋势方向相反 滑动摩擦力分为静滑动摩擦力和动滑动摩擦力 根据两接触物体之间 是否存在相对运动 第一节 滑动摩擦 静滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当具有相对滑动趋势时，重量为G的物体沿接触面间所产生的摩擦力称为静滑动摩擦力。 其方向与物体相对滑动的趋势相反 第一节 滑动摩擦 在水平桌面上放一重G的物块，用一根绕过滑轮的绳子系住，绳子的另一端挂一砝码盘。 物块平衡 FT的大小就等于砝码及砝码盘重量的总和 FT使物块产生向右的滑动趋势 静摩擦力F 阻碍物块向右滑动 F=FT 当FT不超过某限度时 FT 第一节 滑动摩擦 满足 0≤Ff≤Ffmax (最大静摩擦力) 静摩擦力的大小 最大静滑动摩擦定律 Ffmax＝f sFN 比例常数fs 称为静滑动摩擦系数，简称静摩擦系数 。 大小主要取决于接触面的材料及表面状况(粗糙度、温度、湿度等)有关 ，无量纲 第一节 滑动摩擦 动滑动摩擦力：当两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间的摩擦力。 动摩擦力的方向与物体接触部位相对滑动的方向相反，大小与接触面之间的正压力成正比。 f d：动滑动摩擦系数，它主要取决于物体接触表面的材料性质与物理状态（光滑程度、温度、湿度等等），与接触面积的大小无关 。 Fd ＝f dFN 动摩擦系数f d一般小于静摩擦系数fs，但在精度要求不高时，可近似地认为二者相等 第一节 滑动摩擦 滑动摩擦力分三种情况 1）物体相对静止时(只有相对滑动趋势)，根据其具体平衡条件计算； 2）物体处于临界平衡状态时(只有相对滑动趋势)，Fs= Ffmax=fsFN ； 3）物体有相对滑动时， F=Fd= fdFN 第一节 滑动摩擦 FN Fp G Ff FR ⑴全约束反力：法向约束反力和切向的静摩擦力的合力 FR 称为支承面的全约束反力。 ⑵摩擦角 ：当摩擦力达到最大值 时其全反力 FR与法线的夹角 叫做摩擦角。 (3)摩擦系数f ：摩擦角的正切值。即： 第一节 滑动摩擦 (4)摩擦锥：如果物体与支承面的静摩擦系数在各个方向都相同，全约束反力的作用线将形成一个以接触点为顶点、顶角为 的锥面，该正圆锥面体称为摩擦锥。。 第一节 滑动摩擦 FQ FR ⑴ 自锁：若所有主动力的合力FQ的作用线位于摩擦锥范围内时，约束面必产生一个与之等值、共线、反向的全约束反力FR与之相平衡，而全约束反力FR的切向分量静滑动摩擦力永远小于等于最大静摩擦力，物体总处于平衡状态，该现象称为自锁。 ⑵ 自锁条件： 第一节 滑动摩擦 当一物体放置在倾角为α的斜面上，若物体不会因自重而下滑的现象称为斜面自锁。 斜面自锁: 斜面自锁条件:α≤φm 自锁在工程中的应用： 螺旋千斤顶在被升起的重物重力G作用下不会自动下降， 则千斤顶的螺旋升角 必须小于摩擦角 。而自卸 货车的车斗能升起的仰角必须大于摩擦角，卸货时才 能处于非自锁状态。 特点： 满足平衡条件 画受力图时必须考虑摩擦力,其摩擦力的方向 与相对滑动(或趋势)的方向相反,不可任意假设。 物体的平衡