第五章摩擦PPT讲稿.ppt
第五章摩擦第1页，共52页，编辑于2022年，星期三摩擦摩擦滑动摩擦滑动摩擦滚动摩擦滚动摩擦静滑动摩擦静滑动摩擦动滑动摩擦动滑动摩擦静滚动摩擦静滚动摩擦动滚动摩擦动滚动摩擦摩擦摩擦干摩擦干摩擦湿摩擦湿摩擦摩擦学摩擦学第2页，共52页，编辑于2022年，星期三5-15-1滑动摩擦滑动摩擦静滑动摩擦力的特点静滑动摩擦力的特点方向：沿接触处的公切线，方向：沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向；与相对滑动趋势反向；大小：大小：（库仑摩擦定律）（库仑摩擦定律）第3页，共52页，编辑于2022年，星期三大小大小：（对多数材料，通常情况下）（对多数材料，通常情况下）动滑动摩擦力的特点动滑动摩擦力的特点方向方向：沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向；沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向；第4页，共52页，编辑于2022年，星期三1 1 摩擦角摩擦角-全约束力全约束力物体处于临界平衡状态时，全约束物体处于临界平衡状态时，全约束力和法线间的夹角力和法线间的夹角-摩擦角摩擦角摩擦角和自锁现象摩擦角和自锁现象5-25-2全约束力和法线间的夹角的正切等于静滑动摩全约束力和法线间的夹角的正切等于静滑动摩擦系数擦系数摩擦锥摩擦锥第5页，共52页，编辑于2022年，星期三2 2 自锁现象自锁现象第6页，共52页，编辑于2022年，星期三3 3 测定摩擦系数的一种简易方法，斜面与螺纹自锁条件测定摩擦系数的一种简易方法，斜面与螺纹自锁条件斜面自锁条件斜面自锁条件第7页，共52页，编辑于2022年，星期三螺纹自锁条件螺纹自锁条件第8页，共52页，编辑于2022年，星期三 仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面基本相仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面基本相同同2 2 严格区分物体处于临界、非临界状态；严格区分物体处于临界、非临界状态；3 3 因因 ，问题的解有时在一个范围内，问题的解有时在一个范围内1 1 画受力图时，必须考虑摩擦力；画受力图时，必须考虑摩擦力；考虑滑动摩擦时物体的平衡问题考虑滑动摩擦时物体的平衡问题5-35-3几个新特点几个新特点第9页，共52页，编辑于2022年，星期三静滚动摩阻（擦）静滚动摩阻（擦）滚动摩阻（擦）的概念滚动摩阻（擦）的概念5-45-4第10页，共52页，编辑于2022年，星期三最大滚动摩阻（擦）力偶最大滚动摩阻（擦）力偶第11页，共52页，编辑于2022年，星期三滚动摩阻（擦）系数滚动摩阻（擦）系数，长度量纲，长度量纲的物理意义的物理意义第12页，共52页，编辑于2022年，星期三使圆轮滚动比滑动省力的原因使圆轮滚动比滑动省力的原因处于临界滚动状态处于临界滚动状态处于临界滑动状态处于临界滑动状态一般情况下，一般情况下，或或混凝土路面混凝土路面例：某型号车轮半径例：某型号车轮半径，或或第13页，共52页，编辑于2022年，星期三求：求：物块是否静止，摩擦力的大小和方向物块是否静止，摩擦力的大小和方向已知：已知：。例例5-15-1第14页，共52页，编辑于2022年，星期三物块处于非静止状态物块处于非静止状态向上向上而而(向上)解：解：取物块，画受力图，设物块平衡取物块，画受力图，设物块平衡第15页，共52页，编辑于2022年，星期三已知：已知：水平推力水平推力 的大小的大小求：求：使物块静止，使物块静止，例例5-25-2第16页，共52页，编辑于2022年，星期三画物块受力图画物块受力图推力为推力为 使物块有上滑趋势时，使物块有上滑趋势时，解：解：第17页，共52页，编辑于2022年，星期三设物块有下滑趋势时，推力为设物块有下滑趋势时，推力为 画物块受力图画物块受力图第18页，共52页，编辑于2022年，星期三解解:物块有向上滑动趋势时物块有向上滑动趋势时用几何法求解用几何法求解第19页，共52页，编辑于2022年，星期三利用三角公式与利用三角公式与物块有向下滑动趋势时物块有向下滑动趋势时第20页，共52页，编辑于2022年，星期三求：求：挺杆不被卡住之挺杆不被卡住之 值值.已知：已知：不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量；不计凸轮与挺杆处摩擦，不计挺杆质量；例例5-35-3第21页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：取挺杆，设挺杆处于刚好卡住位置取挺杆，设挺杆处于刚好卡住位置.挺杆不被卡住时第22页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：用几何法求解用几何法求解第23页，共52页，编辑于2022年，星期三已知：物块重已知：物块重 P,鼓轮重心位于鼓轮重心位于 处处，闸杆重量不闸杆重量不 计计，各尺寸如图所示各尺寸如图所示.例例5-45-4求求：制动鼓轮所需铅直力制动鼓轮所需铅直力 .第24页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：分别取闸杆与鼓轮分别取闸杆与鼓轮设鼓轮被制动处于平衡状态设鼓轮被制动处于平衡状态对鼓轮，对鼓轮，对闸杆，对闸杆，且且而而解得解得第25页，共52页，编辑于2022年，星期三（2 2）能保持木箱平衡的最大拉力）能保持木箱平衡的最大拉力.（1 1）当）当D处拉力处拉力 时，木箱是否平衡时，木箱是否平衡?求求：已知：已知：均质木箱重均质木箱重例例5-55-5第26页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：（1 1）取木箱，设其处于平衡状态）取木箱，设其处于平衡状态.而而因因木箱不会滑动；木箱不会滑动；又又木箱无翻倒趋势木箱无翻倒趋势.木箱平衡木箱平衡第27页，共52页，编辑于2022年，星期三（2 2）设木箱将要滑动时拉力为）设木箱将要滑动时拉力为又又设木箱有翻动趋势时拉力为设木箱有翻动趋势时拉力为最大拉力为最大拉力为第28页，共52页，编辑于2022年，星期三求：作用于鼓轮上的制动力矩求：作用于鼓轮上的制动力矩.例例5-65-6各构件自重不计；各构件自重不计；已知已知：第29页，共52页，编辑于2022年，星期三（a）(b)解：解：分析分析O1AB,画受力图画受力图分析分析DCE,画受力图画受力图第30页，共52页，编辑于2022年，星期三(c)(d)分析分析O2K，画受力图画受力图分析分析O1D,画受力图画受力图第31页，共52页，编辑于2022年，星期三分析鼓轮，画受力图分析鼓轮，画受力图第32页，共52页，编辑于2022年，星期三已知：抽屉尺寸已知：抽屉尺寸a，b，fs（抽屉与两壁间），不（抽屉与两壁间），不 计抽屉底部摩擦计抽屉底部摩擦；例例5-75-7求：求：抽拉抽屉不被卡住之抽拉抽屉不被卡住之e 值。值。第33页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：取抽屉，画受力图，设抽屉刚好被卡住取抽屉，画受力图，设抽屉刚好被卡住抽屉不被卡住，抽屉不被卡住，.第34页，共52页，编辑于2022年，星期三求：保持系统平衡的力偶矩求：保持系统平衡的力偶矩 .已知：已知：各构件自重不计，各构件自重不计，尺寸如图；尺寸如图；例例5-85-8第35页，共52页，编辑于2022年，星期三(a)(b)设设 时，系统即将逆时针方向转动时，系统即将逆时针方向转动解：解：画两杆受力图画两杆受力图.第36页，共52页，编辑于2022年，星期三又又设设 时，系统有顺时针方向转动趋势时，系统有顺时针方向转动趋势画两杆受力图画两杆受力图.第37页，共52页，编辑于2022年，星期三又系统平衡时(d)第38页，共52页，编辑于2022年，星期三求：求：使系统保持平衡的力使系统保持平衡的力 的值的值.已知：力已知：力 ，角，角 ，不计自重的，不计自重的 块间的块间的其它接触处光滑；其它接触处光滑；静摩擦因数为静摩擦因数为 ，例例5-95-9第39页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：取整体分析，画受力图取整体分析，画受力图楔块楔块 向右运动向右运动设力设力 小于小于 时，时，取楔块取楔块 分析分析 ，画受力图，画受力图第40页，共52页，编辑于2022年，星期三设力设力 大于大于 时，时，楔块楔块 向左运动向左运动取楔块取楔块 分析，画受力图分析，画受力图第41页，共52页，编辑于2022年，星期三（杆，轮间）（杆，轮间）已知：均质轮重已知：均质轮重杆无重，杆无重，时，时，例例5-105-10轮心轮心 处水平推力处水平推力 .求：求：若要维持系统平衡若要维持系统平衡轮心轮心 处水平推力处水平推力（1 1）(轮，地面间），轮，地面间），（2 2）（轮，地面间），（轮，地面间），第42页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：小于某值，轮将向右滚动小于某值，轮将向右滚动.两处有一处摩擦力达最大值，系统即将运动两处有一处摩擦力达最大值，系统即将运动.先设先设 处摩擦力达最大值，取杆与轮处摩擦力达最大值，取杆与轮.第43页，共52页，编辑于2022年，星期三第44页，共52页，编辑于2022年，星期三处无滑动处无滑动处有滑动处有滑动 处摩擦力达最大值，取杆与轮处摩擦力达最大值，取杆与轮.不变不变但但第45页，共52页，编辑于2022年，星期三对轮对轮当当 时，时，解得解得处无滑动处无滑动第46页，共52页，编辑于2022年，星期三求：求：（1 1）使系统平衡时，力偶矩）使系统平衡时，力偶矩 ；（2 2）圆柱）圆柱 匀速纯滚动时，静滑动摩擦系数的匀速纯滚动时，静滑动摩擦系数的最小值最小值.已知：已知：例例5-115-11第47页，共52页，编辑于2022年，星期三又又又又解：解：（1 1）设圆柱）设圆柱 有向下滚动趋势，取圆柱有向下滚动趋势，取圆柱设圆柱设圆柱 有向上滚动趋势，取圆柱有向上滚动趋势，取圆柱第48页，共52页，编辑于2022年，星期三系统平衡时系统平衡时（2 2）设圆柱）设圆柱 有向下滚动趋势有向下滚动趋势.则则同理，圆柱同理，圆柱 有向上滚动趋势时有向上滚动趋势时得得圆柱匀速纯滚时，圆柱匀速纯滚时，.又又只滚不滑时，只滚不滑时，应有应有第49页，共52页，编辑于2022年，星期三拉动拖车最小牵引力拉动拖车最小牵引力 （平行于斜坡）平行于斜坡）.求：求：已知：已知：其他尺寸如图；其他尺寸如图；拖车总重拖车总重 ,车轮半径车轮半径 ，例例5-125-12第50页，共52页，编辑于2022年，星期三解：解：取整体取整体（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）能否用能否用 ，作为补充方程作为补充方程?第51页，共52页，编辑于2022年，星期三取前、后轮取前、后轮（6 6）（7 7）七个方程联立解得七个方程联立解得意味什么？意味什么？若若 ，则则 ，意味什么？意味什么？若若 ，则则 ，车轮半径车轮半径 ，若拖车总重量若拖车总重量 ，在水平路上行驶（在水平路上行驶（），），牵引力为总重的牵引力为总重的1 1。第52页，共52页，编辑于2022年，星期三
