第五章 機械中的摩擦和機械效率

1、第五章第五章機械中的摩擦和機械效率機械中的摩擦和機械效率本次課題（或教材章節(jié)題目）：機械中的摩擦和機械效率教學要求：明確研究機械中摩擦的意義，認識摩擦的復雜性和二重性，掌握移動副和轉動副摩擦及其考慮摩擦時機構受力分析的圖解法，學會用力和力矩表達機械效率及進行機構的效率和自鎖分析。重點：移動副和轉動副摩擦、當量摩擦系數(shù)：關于摩擦圓、考慮摩擦時機構受力分vf?析的圖解法，力（矩）的機械效率表達式、自鎖分析。難點：當量摩擦系數(shù)、摩擦圓、考慮摩

2、擦時機構的受力分析的圖解法vf?教學手段及教具：以黑板講授為主。講授內容及時間分配：（4學時）1、研究機械中摩擦的目的2、運動副中的摩擦3、考慮摩擦時機構的受力分析4、機械的效率5、機械的自鎖課后作業(yè)包括：當量摩擦系數(shù)、摩擦圓的概念、考慮摩擦時構件的受力方向；簡單機vf?構的自鎖分析閱讀指南對機構進行受力分析時，在很多場合下摩擦力是不能忽略的，比如：高速、精密、大功率傳動、研究機構的效率和能耗問題、機構的自鎖問題、進行制動器和離合器設計

3、等方面。統(tǒng)計分析表明導致機械失效的主要原因是由摩擦磨損造成的。本章雖然是討論考慮摩擦時機構的受力分析問題，但其討論均是建立在古典摩擦三定律基礎之上的，假定已知接觸表面的摩擦系數(shù)（或摩擦角或摩擦圓半徑）。實際上，摩擦是一個很復雜的現(xiàn)象。解釋摩擦存在的機理或理論有多種多樣，摩擦系數(shù)大小的確定與上百種因素有關。近幾十年來誕生了一門新的邊緣學科“Tribology”摩擦學，它已各種成為國際上發(fā)展最快的學科之一。它運用物理、化學、數(shù)學、力學、材料

4、科學、機械學和實際工程學等方面的綜合知識研究摩擦涉及的各種工程問題、醫(yī)學問題和從刷牙到打高爾夫球等幾乎所有的日常生活方面的問題，具有很強的社會意義和經濟意義。如果想系統(tǒng)地了解摩擦學的基本原理，具備從事這方面研究的摩擦磨損及潤滑基礎理論，可參閱：《摩擦學原理》（英）J?霍林編著，上海交通大學摩擦學研究室譯，北京：機械工業(yè)出版社1981另外一本在摩擦磨損理論和計算方面的代表性著作是：《摩擦磨損計算原理》（蘇）И?В?克拉蓋爾斯基著，汪一麟、

5、朱安仁、范明德譯，北京：：機械工業(yè)出版社1982作者是國際上具有極高聲譽。書中闡述了固體在摩擦磨損時相互作用的基本過程，說明了齒輪傳動機構、凸輪機構、摩擦離合器等多種機械的摩擦磨損的計算方法。理論上，圓柱面當量摩擦系數(shù)的選擇（對于vf轉動和移動均如此）：到此以后，不論何種摩擦系面，摩擦力均可表示成載荷與當量摩擦系數(shù)的乘積，即：vfQF??21關于當量摩擦系數(shù)：vfa)是對研究問題方便所引入的物理量，那么在研究不同摩擦表面的摩擦力時均使用

6、vfvfQF??21（與平面摩擦相同）。b)必須注意引入并非摩擦系數(shù)或者是當量載荷大小發(fā)生變化，實際是正反力大小隨接觸表面形狀vff不同而改變。c)槽面、圓柱面…摩擦力大于平面摩擦力（、相同）即接觸表面幾何形狀的改變可以使摩擦力大fQ小發(fā)生變化（V帶傳動、螺紋連接、摩擦輪傳動……）。2）移動副中總反力的確定及力分析（以斜面為例））移動副中總反力的確定及力分析（以斜面為例）圖示斜面上滑塊上：：外力：載荷：正反力：摩擦力?P?Q?N?F??