机械中的摩擦和机械效率课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械中的摩擦和机械效率,内 容,概述,运动副中的摩擦和计及摩擦时的力分析,机械的效率和自锁,重 点,运动副摩擦分析及其在简单机构力分析中的应用；机械效率以及自锁条件。,机械中的摩擦和机械效率,1,摩擦是影响机器工作性能的重要物理现象,摩擦导致：1.磨损,零件强度下降,寿命下降,运动副间隙增大,传动,精度下降,2.机械效率降低,3.发热,运动副间隙变小,卡死,措施：,滚动代替滑动 选用优质润滑油 选用耐磨材料,应用：,皮带传动 摩擦轮,传动,摩擦离合器 制动器 夹具,摩擦是通过运动副对整个机器工作性能发生影响的,1 概述,摩擦是影响机器工作性能的重要物理现象1 概述,2,2 运动副中的摩擦和自锁,R,21,总反力,摩擦角,总反力与法线方向所夹的锐角不变,自锁条件,一、平面移动副的摩擦,力分析,若 P F,21,静止的滑块仍然静止,结论：,当,时，不论F多大，也无法使滑块移动 ,自锁,R,21,N,21,F,21,2,V,12,F,P,Q,1,自锁,2 运动副中的摩擦和自锁 R21 总反力 ,3,R,21,2,V,12,1,自锁条件,R,21,2,V,12,R,21,2,V,12,F,F,自锁,自锁(边界情况),不自锁,F,R212V121自锁条件 R212V12R21,4,V,12,R,21,Q,3,2,1,例：见P130 图5-20 已知 Q，,，f,求 反行程自锁条件,根据移动副的自锁条件,解：,=,-,2,V,12,R,21,（驱动力）,1,R,21,2,V,12,1,P,V12R21Q321例：见P130 图5-20 已知 Q,5,二、槽面移动副的摩擦,力分析,N,21,1,Q,2,槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力,令,若 F,t,F,f,静止的滑块仍然静止,自锁,自锁条件,Q,1,2,F,n,N,21,N,21,2,1,Q,F,V,12,F,t,二、槽面移动副的摩擦力分析N211Q2槽面接触的摩擦力大于平,6,三、转动副的摩擦,（轴颈摩擦）,Q,N,力分析,全反力,或,以轴颈中心为圆心，,为半径作的圆称为,摩擦圆,，,为,摩擦圆半径,。,M,d,12,Q,O,1,2,R,21,F,21,N,21,三、转动副的摩擦（轴颈摩擦）QN 力分析全反力或,7,1,2,Q,12,R,21,Q,12,R,21,w,12,2,1,Q,12,R,21,w,12,2,1,转动付总反力方位线的确定,1）R,21,与载荷Q大小相等，方向相反；,2）R,21,的作用线必切于摩擦圆；,3）R,21,产生的摩擦力矩与,12,转动方向相反。,12Q12R21Q12R21w1221Q12R21w1221,8,Q与M合成得,讨论：,R,21,2,1,12,Q,h,R,21,2,1,12,Q,h,R,21,2,1,12,Q,h,1）当h,时，M,d,M,f,有输出功 ,2）当h=,时，M,d,=,M,f,保持平衡，原转动仍匀速转动；原静止仍静止,3）当h,时，M,d,0 得,四、螺旋机构的效率和自锁螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动 ,10,Q,P,R,21,V,12,P,Q,R,21,2）滑块沿斜面等速下行,力分析,维持力,效率,自锁条件,得,=,45,/2 时，,效率最高,当摩擦角不变时，,效率是升角的函数。见右图,42,由,QPR21 V12PQR212）滑块,11,2.螺旋机构的效率和自锁,反行程,矩形螺纹,正行程,三角形螺纹,松脱螺母,拧紧螺母,矩形螺纹效率高，用于传动，三角形螺纹摩擦大，效率低，自锁性好，用于联接。,结论：,2.螺旋机构的效率和自锁反行程矩形螺纹 正行程三角形螺纹松脱,12,3 机械效率和自锁,一、机械效率,1）定义,机械在一个稳定运动周期内，根据能量守恒定律可知,输入功=输出功+损失功,即 W,d,=W,r,+W,f,（5-1）,式中:W,d,输入功 W,r,输出功 W,f,损失功,在 W,d,相同的条件下 W,f,W,r,说明机械对能源的利用程度越高，即效率越高。,机械效率是衡量机械工作质量的重要指标,2）效率的几种表达方式,功,功率,（5-2,）,（5-2）,3 机械效率和自锁一、机械效率 功功率（5-2）（,13,同理,若设在同样的驱动力 P作用下,所能克服的理想生产阻力为Q,0,F 驱动力 Q 生产阻力,V,F,、,V,Q,分别为 F、Q作用点沿各自作用线方向的速度,力,理想机械中(W,f,=0，,0,=1,),设克服同样的生产阻力Q 所需要的驱动力为F,0,由,代入(P115 a)得,代入(P115 a)得,力矩,(P115 c),(P115 a),同理 若设在同样的驱动力 P作用下,所能克服的理想,14,0,W,r,0 有输出功,W,r,2.,=0,W,r,=,0,W,d,=,W,f,输入功全部用以克服摩擦力,机械原,来运转只能保持空转，机械原静止,仍只能静止不动,3.,0,W,r,0,W,d,W,f,机械原静止仍静止,原运动也将减速,最终停止运动,0 是不能使,机械启动运转的,这种现象称为机械的,自锁,自锁条件：,0,由于,=Wr/W,d,=P,0,/P,=,Q/Q,0,即,Wr,0,或,Q,0,0,二、机械的自锁,1 有如下三种情况:二、机械的自锁,15,