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1、第四章摩擦第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 摩擦的实验曲线摩擦的实验曲线摩擦的实验曲线摩擦的实验曲线临界点临界点静摩擦力静摩擦力动摩擦力动摩擦力第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 静止平衡时的摩擦力静止平衡时的摩擦力静止平衡时的摩擦力静止平衡时的摩擦力临界点临界点静摩擦力静摩擦力动摩擦力动摩擦力静止平衡状态静止平衡状态第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 临界状态的静摩擦力临界状态的静摩擦力临界状态的静摩擦力临界状态的静摩擦力临界点临界点静摩擦力静摩擦力动摩擦力动摩擦力静止临界状态静止临界状态第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 临界状态的静摩擦力临界状态的静摩擦力临界状
2、态的静摩擦力临界状态的静摩擦力静止临界状态静止临界状态静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数的大小需要由实验测定。它与接触物体的材料和外表情况有关如粗糙度、温度和湿度等，而与接触面的面积无关。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数静滑动摩擦因数常用材料的静滑动摩擦因数常用材料的静滑动摩擦因数材料名称材料名称钢钢-钢钢0.15铝铝-低碳钢低碳钢0.61聚四氟乙烯聚四氟乙烯-钢钢 0.04镍镍-镍镍1.10铜铜 铸铁铸铁1.05第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 动滑动摩擦动滑动摩擦动滑动摩擦动滑动摩擦临界点临界点静滑动摩擦静滑动摩擦动滑动摩擦动滑动摩擦动
3、滑动摩擦动滑动摩擦m m:动滑动摩擦因数动滑动摩擦因数第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角FRA:全反力全反力当如以下图所示第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角全反力的作用线和接触面法线的夹角。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 摩擦角摩擦角摩擦角摩擦角 利用摩擦角测定静滑动摩擦因数第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 自锁自锁自锁自锁FR:所有主动力的合力.为保持物体的平衡，全反力的方向应和主动力的方向相反，作用线为同一直线，如下图。下面讨论主动力的合力与接触面法下面讨论主动力的合力与接触面法线的夹
4、角线的夹角a a 的不同情况下物体静止平衡的不同情况下物体静止平衡的可能性的可能性第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 自锁自锁自锁自锁无论主动力的合力多大，只要该合力的无论主动力的合力多大，只要该合力的作用线位于摩擦角内，那么最大静摩擦作用线位于摩擦角内，那么最大静摩擦力不会小于主动力的合力沿接触面方向力不会小于主动力的合力沿接触面方向的分量，因此物体仍然保持静止平衡而的分量，因此物体仍然保持静止平衡而不会发生滑动，这种现象称为自锁。不会发生滑动，这种现象称为自锁。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 自锁自锁自锁自锁无论主动力的合力多小，只要主动力的无论主动力的合力多小，只要主动力
5、的合力的作用线位于摩擦角范围之外，最合力的作用线位于摩擦角范围之外，最大静摩擦力就不会大于主动力合力沿接大静摩擦力就不会大于主动力合力沿接触面方向的分量。因此物体必然不能保触面方向的分量。因此物体必然不能保持静止平衡状态而发生滑动。持静止平衡状态而发生滑动。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 自锁的应用自锁的应用自锁的应用自锁的应用FRW第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 滚动阻碍滚动阻碍滚动阻碍滚动阻碍假如把轮子看成是一个理想刚体，那么不管主动力FT多小，轮子都不能保持平衡。而实际上，很多轮子在外力作用下是可以保持静止平衡的。这主要是轮子和接触面之间存在着微小的变形。第第第第4
6、4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 滚动阻碍滚动阻碍滚动阻碍滚动阻碍滚动阻碍力偶矩滚动阻碍力偶矩当当 FT 增大增大,到达临界状态到达临界状态第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 摩擦平衡问题摩擦平衡问题摩擦平衡问题摩擦平衡问题 根本步骤与不计摩擦的情况一样根本步骤与不计摩擦的情况一样.根据静摩擦或滚动阻碍的概念建立补充方程。根据静摩擦或滚动阻碍的概念建立补充方程。静摩擦力不等于最大静摩擦力。静摩擦力不等于最大静摩擦力。一般情况下，摩擦力的方向是不能任意假定的，必一般情况下，摩擦力的方向是不能任意假定的，必须根据物体的运动趋势正确判断摩擦力的方向。须根据物体的运动趋势正确判断摩擦力的方向。第第第
7、第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 例题例题例题例题 1 1 第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 假设物体有向下运动的趋势，那么画出其受力分析图:摩擦力计算的结果是合理的，并且其方向与受力分析图上的方向一样。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 假如静滑动摩擦因数等于 0.1:根据平衡方程结果说明物体不能保持静止，摩擦力的计算结果是不合理的。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 例题例题例题例题 2 2 Known:b,d,求攀登电线杆时用的套钩不至于滑下时人的重力 W 和电线杆中心线的间隔 l 满足的条件。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解
8、方法方法方法方法 11 临界状态:套钩的受力分析图假设 A,B 两处到达最大静摩擦力，联立上面的平衡方程得到经判断:第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 方法方法方法方法 22 利用摩擦角临界状态的全反力第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 方法方法方法方法 22 利用摩擦角假设 l b/(2ms)，FRA,FRB 必然位于摩擦角的范围之内。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 例题例题例题例题 3 3 假设系统处于平衡状态，计算 Q的最大载荷值。第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 画出A物块和B轮的受力分析图摩擦力 FSA 和 FSB 一般不会同时到达最大静摩擦力，必须分析哪一处先到达最大静摩擦力.第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 假设 FSA 到达最大静摩擦力第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 分析B轮:结果不合理第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 FSB 到达最大静摩擦力到达最大静摩擦力第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦 解解解解 分析分析 A结果合理课后作业课后作业课后作业课后作业第第第第4 4章章章章 摩擦摩擦摩擦摩擦4-6、8谢谢！