第五章 機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率

1、第五章第五章機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率本次課題（或教材章節(jié)題目）：機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率教學(xué)要求：明確研究機(jī)械中摩擦的意義，認(rèn)識(shí)摩擦的復(fù)雜性和二重性，掌握移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副摩擦及其考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)受力分析的圖解法，學(xué)會(huì)用力和力矩表達(dá)機(jī)械效率及進(jìn)行機(jī)構(gòu)的效率和自鎖分析。重點(diǎn)：移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副摩擦、當(dāng)量摩擦系數(shù)：關(guān)于摩擦圓、考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)受力分vf?析的圖解法，力（矩）的機(jī)械效率表達(dá)式、自鎖分析。難點(diǎn)：當(dāng)量摩擦系數(shù)、摩擦圓、考慮摩

2、擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析的圖解法vf?教學(xué)手段及教具：以黑板講授為主。講授內(nèi)容及時(shí)間分配：（4學(xué)時(shí)）1、研究機(jī)械中摩擦的目的2、運(yùn)動(dòng)副中的摩擦3、考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析4、機(jī)械的效率5、機(jī)械的自鎖課后作業(yè)包括：當(dāng)量摩擦系數(shù)、摩擦圓的概念、考慮摩擦?xí)r構(gòu)件的受力方向；簡(jiǎn)單機(jī)vf?構(gòu)的自鎖分析閱讀指南對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析時(shí)，在很多場(chǎng)合下摩擦力是不能忽略的，比如：高速、精密、大功率傳動(dòng)、研究機(jī)構(gòu)的效率和能耗問題、機(jī)構(gòu)的自鎖問題、進(jìn)行制動(dòng)器和離合器設(shè)計(jì)

3、等方面。統(tǒng)計(jì)分析表明導(dǎo)致機(jī)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?xí)r機(jī)構(gòu)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(chǔ)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(shí)際上，摩擦是一個(gè)很復(fù)雜的現(xiàn)象。解釋摩擦存在的機(jī)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(guān)。近幾十年來誕生了一門新的邊緣學(xué)科“Tribology”摩擦學(xué)，它已各種成為國(guó)際上發(fā)展最快的學(xué)科之一。它運(yùn)用物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料

4、科學(xué)、機(jī)械學(xué)和實(shí)際工程學(xué)等方面的綜合知識(shí)研究摩擦涉及的各種工程問題、醫(yī)學(xué)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(qiáng)的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。如果想系統(tǒng)地了解摩擦學(xué)的基本原理，具備從事這方面研究的摩擦磨損及潤(rùn)滑基礎(chǔ)理論，可參閱：《摩擦學(xué)原理》（英）J?霍林編著，上海交通大學(xué)摩擦學(xué)研究室譯，北京：機(jī)械工業(yè)出版社1981另外一本在摩擦磨損理論和計(jì)算方面的代表性著作是：《摩擦磨損計(jì)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(jī)械工業(yè)出版社1982作者是國(guó)際上具有極高聲譽(yù)。書中闡述了固體在摩擦磨損時(shí)相互作用的基本過程，說明了齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦離合器等多種機(jī)械的摩擦磨損的計(jì)算方法。理論上，圓柱面當(dāng)量摩擦系數(shù)的選擇（對(duì)于vf轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)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(dāng)量摩擦系數(shù)的乘積，即：vfQF??21關(guān)于當(dāng)量摩擦系數(shù)：vfa)是對(duì)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(shí)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(dāng)量載荷大小發(fā)生變化，實(shí)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(dòng)、螺紋連接、摩擦輪傳動(dòng)……）。2）移動(dòng)副中總反力的確定及力分析（以斜面為例））移動(dòng)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??