摩 擦 (Friction)
当物体的接触表面不光滑时，接触面上就有摩擦。实际工程问题都存在摩擦。一般都要考虑摩擦。但当摩擦阻力不大时，或在有些工程问题中，摩擦并不起主要作用时，可忽略不计摩擦的作用。 摩擦的存在对人们既有利也有弊。 利：用于传动机械、启动或制动。 弊：消耗能量，磨损零件，降低精度和机械效率。 摩擦的分类： 滑动摩擦滚动摩擦 静摩擦动摩擦 干摩擦湿摩擦
一、滑动摩擦(Sliding Friction) 1. 静滑动摩擦力(Static Frictional Force) W = 20 KN f = 0.15 F = ? P = 5 KN P = 5 KN 4 4 3 3 W W W F=3 KN F=3.6KN F=2.4KN F= 0 F=3KN F=2.4KN Fmax是极限摩擦力 静摩擦力的大小： F是个被动力 方向： 与相对滑动的趋向相反
一、滑动摩擦(Sliding Friction) 2. 库伦摩擦定律(Coloumb’s Law of Friction) 极限摩擦力 N是法向约束力 f是静滑动摩擦系数 f由实验确定或可查工程手册得到 钢对钢: f = 0.15 ~ 0.2
一、滑动摩擦(Sliding Friction) 3. 动滑动摩擦力(Dynamic Frictional Force) f’ f v 大小： f’是动滑动摩擦系数(Coefficient of Dynamic Friction) 随相对速度的增大而减小 v 方向：与相对运动的方向相反
二、摩擦角和自锁现象 (Angle of Friction and Self-locking) 1. 摩擦角 摩擦力达到极限值时，全约束力与法向约束力的夹角m 。 W P W P=Fmax Fmax F m N R N Rmax 可用于由实验确定摩擦系数 还可用于以几何法求解有摩擦的平衡问题
二、摩擦角和自锁现象 (Angle of Friction and Self-locking) 2.利用摩擦角判断物体是否平衡的两条规律 全约束力的作用线范围 R m (1) 若某接触面上除其约束力以外的所有作用力的 合力作用线在摩擦角的范围之内，则不论此力 有多大，物体将永远平衡。－－自锁现象 螺旋千斤顶 m 一般取螺纹角为4~ 430
二、摩擦角和自锁现象 (Angle of Friction and Self-locking) 2.利用摩擦角判断物体是否平衡的两条规律 (2) 若某接触面上的除其约束力以外的所有作用力 的合力作用线在摩擦角的范围之外，则不论此 力有多小（只要不等于零），物体总不能平衡。 m m P 物体不平衡 此规律常用于判断物体是否处于平衡
三、考虑摩擦时物体的平衡问题分析 1.分析步骤(与其他的平衡问题一样) (1).选取对象； (2). 分析力； (3). 列平衡方程； (4). 求解。 2.考虑摩擦的平衡问题的三个特点： (1). 分析力时要分析摩擦力。其大小可有两种表示方法： 摩擦力 F 或 极限摩擦力 Fmax。其方向与运动趋向 相反，有时可能有两个不同的趋向。 (2). 列方程时，除平衡方程外要补充摩擦方程（摩擦定 律）， 不等式 0 F fN 或 等式Fmax= fN。 (3). 求得的结果有两种可能：平衡范围 或 临界值。
四、滚动摩阻的概念 (Concept of Rolling Resistance) 1. 滚阻力偶(Couple of Rolling Resistance) Q P A A Q P P Q R Q P M FA MA F MA N RA NA M是滚阻力偶矩 2. 滚动摩阻定律 滚阻力偶矩 Mmax是极限滚阻力偶矩 极限滚阻力偶矩 是滚动摩阻系数 单位－－mm 钢对钢 0.5mm
本章主要内容 一、滑动摩擦 1. 静摩擦力 2. 库伦摩擦定律 3. 动摩擦力 二、摩擦角和自锁现象 三、考虑摩擦时物体的平衡问题分析 四、滚动摩阻的概念