第五章摩擦ppt課件

1、第五章 摩 擦摩擦滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦靜滑動(dòng)摩擦動(dòng)滑動(dòng)摩擦靜滾動(dòng)摩擦動(dòng)滾動(dòng)摩擦摩擦干摩擦濕摩擦5-15-1滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦0 xF0sTFFTsFF靜滑動(dòng)摩擦力的特點(diǎn)1 方向：沿接觸處的公切線，2 大?。簃ax0FFs3 NFfFsmax庫(kù)侖摩擦定律與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)反向；2 大?。篘FfFddsdff對(duì)多數(shù)資料，通常情況下動(dòng)滑動(dòng)摩擦的特點(diǎn)1 方向：沿接觸處的公切線，與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)反向；1 摩擦角RAF全約束力物體處于臨界平衡形狀時(shí)，全約束力和法線間的夾角摩擦角和自鎖景象摩擦角和自鎖景象5-25-2摩擦角ftansfNFFmaxNNsFFf全約束力和法線間的夾角的正切等于靜滑動(dòng)摩擦系數(shù)摩擦錐角f02

2、自鎖景象3 測(cè)定摩擦系數(shù)的一種簡(jiǎn)易方法，斜面與螺紋自鎖條件sfftantan斜面自鎖條件f螺紋自鎖條件f 仍為平衡問(wèn)題，平衡方程照用，求解步驟與仍為平衡問(wèn)題，平衡方程照用，求解步驟與前面根本一樣前面根本一樣幾個(gè)新特點(diǎn)2 嚴(yán)厲區(qū)分物體處于臨界、非臨界形狀；3 因 ，問(wèn)題的解有時(shí)在一個(gè)范圍內(nèi)maxFFs01 畫(huà)受力圖時(shí)，必需思索摩擦力；思索滑動(dòng)摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題思索滑動(dòng)摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題5-35-3靜滾動(dòng)摩阻擦滾動(dòng)摩阻擦的概念滾動(dòng)摩阻擦的概念5-45-40 xF0sFF0AM0FRMmax0FFsmax0MM NFfFsmaxNFMmax最大滾動(dòng)摩阻擦力偶滾動(dòng)摩阻擦系數(shù)，長(zhǎng)度量綱的物理意義使圓

3、輪滾動(dòng)比滑動(dòng)省力的緣由處于臨界滾動(dòng)形狀， 輪心拉力為1F混凝土路面mm15. 37.0sf10015. 33507 . 012RfFFs處于臨界滑動(dòng)形狀， 輪心拉力為，2FNFRF1RFFM1maxN2maxFFfFsNNFfFs2普通情況下，sfR或或sfR某型號(hào)車輪半徑，mm450R那么21FF 或21FF 求： 物塊能否靜止，摩擦力的大小和方向030sin30cos, 0oosxFPFF030cos30sin, 0ooNyFPFF解：取物塊，設(shè)物塊平衡知：,N1500P,2 . 0sf,18. 0df：N400F例5-1N1499NF物塊處于非靜止形狀,N8 .269NddFfF向上Ns

4、FfFmaxN8 .299而解得：N6 .403sF(向上)推力為 ， 解：使物塊有上滑趨勢(shì)時(shí)，1F知：.,sfP程度推力 的大小求： 使物塊靜止，F(xiàn)例5-2畫(huà)物塊受力圖,0 xF0sincos11sFPF(1),0yF0cossin11NFPF(2)解得：PffFsssincoscossin111NsSFfF(3)設(shè)物塊有下滑趨勢(shì)時(shí)，推力為，2F畫(huà)物塊受力圖：PffFsssincoscossin2, 0 xF0sincos22sFPF(1), 0yF0cossin22NFPF(2)22NssFfF(3)12sincoscossinsincoscossinFPffFPffFssss假設(shè).,0t

5、gPFfs為使物塊靜止對(duì)此題，能否有21NNFF?21SSFF?求：挺桿不被卡住之 值.a,sfdb知：不計(jì)凸輪與挺桿處摩擦，不計(jì)挺桿質(zhì)量；例5-3解得：sfba20AM0)2(bFdFbaFBNBBNsBANsAFfFFfF解：取挺桿，設(shè)挺桿處于剛好卡住位置.0 xF0BNANFF0yF0FFFBA那么：挺桿不被卡住時(shí)，sfba2.求： 制動(dòng)鼓輪所需鉛直力F.知：物塊重 P,鼓輪重心位于 處，1O閘桿分量不計(jì)，,sf各尺寸如下圖：例5-4解：分別閘桿與鼓輪設(shè)鼓輪被制動(dòng)處于平衡形狀對(duì)鼓輪，01OM0sTRFrF對(duì)閘桿，0OM0cFbFFasN且NssFfF而ssTFFPF,解得RafcfbrF

6、ss)( 2能堅(jiān)持木箱平衡的最大拉力.1當(dāng)D處為拉力 時(shí)，木箱能否平衡?求：Nk1F知：均質(zhì)木箱重,kN5P,4 . 0sf,m22 ah；o30例5-5解：1取木箱，設(shè)其處于平衡形狀.0 xF0cosFFs0yF0sinFPFN0AM02cosdFaPhFN解得N866sFN4500NFm171. 0d而N1800maxNsFfF因,maxFFs木箱不會(huì)滑動(dòng)；又,0d木箱無(wú)翻倒趨勢(shì).木箱平衡2設(shè)木箱將要滑動(dòng)時(shí)拉力為1F0 xF0cos1FFs0yF0sin1FPFN又NssFfFFmax解得N1876sincos1ssffF設(shè)木箱有翻動(dòng)趨勢(shì)時(shí)拉力為2F0AM02cos2aPhF解得N1443

7、cos22hPaF能堅(jiān)持木箱平衡的最大拉力為N1443* 對(duì)此題，先解答完2，自然有1.求：假設(shè)要維持系統(tǒng)平衡輪心 處程度推力；minF1 (輪，地面間，O3 . 0Df知：均質(zhì)輪重,N100P桿無(wú)重，,N50BF4 . 0Cf桿，輪間,lro60時(shí)，;2lCBAC例5-62 輪，地面間，輪心 處程度推力 .15. 0DfminFO解：小于某值，輪將向右滾動(dòng)，F(xiàn)角變小.DC ,兩處有一處摩擦力達(dá)最大值，系統(tǒng)即將運(yùn)動(dòng).先設(shè) 處摩擦力達(dá)最大值，取桿與輪.)(aC對(duì) 桿AB0AM02lFlFBNC得N40CDFF0 xF060cos60sinooDCNCFFFF,N40,N100DCNCNCFFFF

8、得N100NCF又NCCCCFfFFmax得N40CF對(duì)輪0OM0 rFrFDC得N6 .26F0yF060sin60cosooCNCNDFFPF得N6 .184NDF當(dāng)時(shí)，3 . 0DfN39.55maxNDsDFfF,40maxDDFNFD處無(wú)滑動(dòng)N6 .26minF)(b先設(shè) 處摩擦力達(dá)最大值，取桿與輪，受力圖不變D對(duì) 桿AB0AM02lFlFBNC得N100NCF不變NCCCCFfFFmax但對(duì)輪0OM0 rFrFDC共有 四個(gè)未知數(shù)NDCDFFFF,N62. 4F解得在 時(shí)，3 . 0Df當(dāng) 時(shí)，15. 0Df解得N4 .172NDFN86.25NDDCDFfFF.N81.47min

9、F處無(wú)滑動(dòng)C處不會(huì)先滑動(dòng).即在 時(shí)，3 . 0DfD得CDFF10 xF060cos60sinooDCNCFFFF20yF060sin60cosooCNCNDFFPF3此時(shí)NDDDFfF 4解: 物塊有向上滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，用幾何法求解例5-2.例5-7)tan(1 PF物塊有向下滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，12)tan()tan(FPFPF利用三角公式與,tansf得sincoscossinsincoscossinssssffPFffP)tan(2 PF解：tan)2(tan)2(dadab極限極限tan2極限asfa極限2sfba2極限sfba2用幾何法求解例5-3.例5-8求： 1使系統(tǒng)平衡時(shí)，力偶矩 ；BM

10、2圓柱 勻速純滾動(dòng)時(shí)，靜滑動(dòng)摩擦系數(shù)的最小值.O知：；,RP例5-90AM0sinmax1minMRFRPT0yF0cos1PFN又1max1NFM聯(lián)立解得)cos(sinminRPFT0AM0sinmax2maxMRFRPT0yF0cos2PFN又2max2NFM解： 1設(shè)圓柱 有向下滾動(dòng)趨勢(shì)，取圓柱OO設(shè)圓柱 有向上滾動(dòng)趨勢(shì)，取圓柱OO(b)(c)系統(tǒng)平衡時(shí))cos(sin)cos(sinRPMRPB2設(shè)圓柱 有向下滾動(dòng)趨勢(shì).圖bO0OM0max1 MRFs0yF0cos1PFN又1max1NFM解得cosPRFs聯(lián)立解得)cos(sinmaxRPFT同理，圓柱 有向上滾動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，圖cOR

11、fs只滾不滑時(shí)，cos1PfFfFsNss那么應(yīng)有得Rfs圓柱勻速純滾時(shí)， .Rfs拉動(dòng)拖車最小牽引力 平行于斜坡.FF求：知：其它尺寸如圖；拖車總重 ，P車輪半徑 ，,R例5-10解： 取整體0 xF0sin PFFFBsAs10yF0cos PFFBNAN20BMHPbPFhbaFANsincos)(0BAMM3BABNANBsAsMMFFFFF,七個(gè)未知數(shù).ANAFM4BNBFM5能否用 ，ANsAsFfFBNsBsFfF作為補(bǔ)充方程?取前、后輪01OM0RFMAsA602OM0RFMBsB7七個(gè)方程聯(lián)立解得)cos(sinminRPF意味什么？假設(shè) ，o90那么 ，PFmin意味什么？

12、假設(shè) ，o0那么 ，PRFmin車輪半徑 ，假設(shè)拖車總分量 ，kN40Pmm440R在程度路上行駛 ，mm4 . 40kN4 . 0440404 . 4minPRF牽引力為總重的1。求： 作用于鼓輪上的制動(dòng)力矩.知：,N200F,5 . 0sf,m5 . 022121RLOKLAODCKDOO,m75. 01BO,m11DOAC,m25. 0ED各構(gòu)件自重不計(jì)；例5-11對(duì)圖)a (01OM011BOFAOFACN300ACF得0DM0cosCDFDEFCAEKN600cosEKF得0 xF0cosEKxDFFN600 xDF得a對(duì)圖)b(b) 對(duì)圖對(duì)圖) c (01OM021121DOFDO

13、FNxDN12002NF得得對(duì)圖)d(02OM021212KOFKOFNKEN12001NF得22NssFfF11NssFfF 解得mN300MRFRFMssO12對(duì)圖) e (c)(d)(e)對(duì)此題，對(duì)圖 ，)d(0DM0211112DOFDOFxON02NF得為何？0 xF01xOF對(duì) 桿，ABO1)a (圖，sf抽屜與兩壁間，不計(jì)抽屜底部摩擦；知：抽屜尺寸 ，ba,例5-12求： 抽拉抽屜不被卡住之e值。解： 取抽屜，設(shè)抽屜剛好被卡住0 xF0NCNAFF0yF0FFFsCsA0AM0)2(ebFaFbFNCsCNAssAFfF又NCssCFfF聯(lián)立解得sfae2那么抽屜不被卡住， .s

14、fae2求：堅(jiān)持系統(tǒng)平衡的力偶矩堅(jiān)持系統(tǒng)平衡的力偶矩 . .CM設(shè) 時(shí)，系統(tǒng)即將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，1CCMM解：畫(huà)兩桿受力圖.知：,mN40AM,3 . 0sf各構(gòu)件自重不計(jì)，尺寸如圖；例5-13(a)(b)對(duì)圖 ，)(b0CM060cos60sino1o11 lFlFMsNC0AM01ANMABF對(duì)圖 ，)(a又1111NsNsssFfFfFF設(shè) 時(shí)，系統(tǒng)有順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，2CCMM畫(huà)兩桿受力圖.02ANMABF0AM對(duì)圖 ，)c(c)解得mNMC39.701又2222NsNsssFfFfFF解得mN61.492CM系統(tǒng)平衡時(shí)，mN39.70mN61.49CM0CM060cos60sino2o22lFlFMsNC對(duì)圖 ，)d(d)求：使系統(tǒng)堅(jiān)持平衡的力