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1、授课题目（教学章、节或主题）：第五章 运动副和摩擦和机构效率授课方式课时（*打丿）理论课口讨论课口 实验课口 习题课口 其他口安排6教学要求：1、熟练掌握机械效率的概念及效率的各种表达形式，掌握机械效率的计算方法；2、正确理解机械自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法；3、了解提高机械效率的途径及摩擦在机械中的应用。教学重点、难点及关键知识点：重点：掌握效率的概念及计算方法，寻找提咼机械效率的途径；机械的自锁问题及 移动副自锁条件的求解是本章的难点之一，必须熟练掌握。方法及手段：板书教学为主，讲清理论，联系实际。教学基本内容（教学过程）改进设想C两物体直接接触 在机械的各运动副 摩擦W有法向力作用
2、中都有摩擦存在。作相对运动或有相 对运动的趋势摩擦是影响机械工作性能的重要物理现象。J有害（通常）减少|有利充分利用如带传动、摩擦轮、摩擦离合 k器、螺旋千斤顶中的摩擦。本章研究主要内容：1、运动副的摩擦2、与摩擦有关的效率和自锁问题。第一节运动副中的摩擦r滑动摩擦（低副）逬* Y滚动摩擦（高副）.摩擦小一、移动副的摩擦机械运转过程中，其运动副中的 摩擦力是一种有害阻力，它不仅 会造成动力浪费，从而降低机械 效率；而且会使运动副元素受到 磨损从而削弱零件的强度，降低 运动精度和工作可靠性，缩短机 械的寿命。通过合理设计，可改 善机械运转性能和提高机械效 率。研究移动副、螺旋副和转动副中的摩擦。
3、 三种情况，即平面摩擦、斜面摩擦和槽面摩擦。1、平面摩擦滑块1与水平面2构成移动副。二-Q总反力21库仑定律F = fN （大小）21 21滑块1的总反力r21(法向反力摩擦角v12水平力R = N + F21 21 21FfN丄tan e =比=21 = fNN21 21 =arctan f摩擦力，方向与v“铅垂载荷12反。滑块等速向右1、总反力R的方向恒与相对运动速度v方向成一钝角（90 +）,与叫成竝122、当移动副的几何形状改变时，会改变n 的大小，产生 较平面摩擦较大的Ff。2、槽面摩擦槽形角202 % sin e 二 QQ一 F 二 fN21 21结fvoe = arctan fV
4、V1丿无论移动副形状如何，都可看作平面摩擦引入 不同的 f o2V） f f, 常用楔槽面增大摩擦力，如V带传动、三角形螺纹联接等。但注意并非实际摩擦糸数增大，而是将增大的N21折合到f变为2、斜面摩擦1）滑块沿斜面等速上升（正行程）Q铅垂载荷；P水平驱动力；R 1滑块1所受的总反力。 21求P。P = Q tan(a +9)2）滑块沿斜面等速下降（反行程）1P 2P二、螺旋副中的摩擦Qd2JM22=斜面摩擦力的平衡方程：P + R + Q = 021作力的三角形，求解P。Q驱动力；P阻止滑块加速下滑的阻 力；R 滑块1所受的总反力。21 P + R + Q = 021P = Q tan（a
5、-9）a-90说明P0，保持匀速状态的C力；发生自锁，Q的分力不足以使滑动 R21 a-9产生，小于摩擦力，仅有运动趋势， 如想打破自锁状态，需外加驱动力P。* 表明只有工作阻力变为驱动力时，滑块才能运 动。空间运动副，其接触面是螺旋面 把空间问题转化为平面问题： 螺旋线可以展成平面上 的斜直线，螺旋副中力 的作用与滑块和斜面间 的力的作用相同。*研究螺旋副中的摩擦时，通常假设 螺旋与螺母之间的作用力Q集中在 平均半径为r2的螺旋线上。下面就矩形螺纹螺旋副中的摩擦和三 角形螺纹螺旋副中的摩擦进行研究。矩形螺纹三角形螺纹1帥疗螺绞螺弱矿；的帘擦F _ Q tan（兌 + 卩） 拧紧螺母力矩:吒放
6、松螺母力矩=M*= P1呂 Q tan( a2 22.三角形螺纹螺旋副中的摩擦面接触，的运动 V型承载 面。螺母在螺杆上的 运动近似的认为是 下侧螺纹楔形滑块沿斜槽面 上 J *、*I .Nn/20=90 -卩槽形半角;拧紧螺母力矩:放松螺母力矩:f = _ =vsin 0sin（90 - P） cos P0 = arctan f dVVM = P 2 = Q - -2t tan（a+申）22vddM = Pi Z = Q - Z tan（a-申）22v三、转动副中的摩撷转动副在各种机械应用很广，常见的有軸和轴承以及1.径向轴颈的摩擦轴颈在驱动力矩的作用下，在轴承中 等速回转。1)摩擦阻力矩M
7、 = F r = Q ff 21V不论摩擦面的几何形状如何，摩擦力均可 写成 F21=fV.Q。对圆柱面：fV=(1-1.57)f未跑合取大；跑合后取小。驱动力矩：M = R - p = Qpd 21R21轴承2对轴颈1的总反力；R21与Q等值反向，组成力偶，其力偶 矩与Md等值反向。由滚动 到原地 滑动2)摩擦圆定义:以轴心0为圆心，p为 半径作圆，称。总反力R21的确定原则:(1) 据力的平衡条件，R21与Q等值反向。(2) 总反力R21恒切于摩擦圆。(3) R对轴心O产生的力矩M 恒与方向相反，阻碍轴颈转动。 从2而可得总反力切于摩擦圆的哪一边。例曲柄滑块机构中. 原动件曲柄1驱动力矩为
8、Md生产阻力为P作用于滑块3上用一偏距为e的载荷Q代替原载 荷及驱动力矩Md，则e= p 轴颈将保持等速运动或原静止状态。ep轴颈将加速运动eJ o2dp =MfP=C-2r2RQP=C2rQP产C7IT么-2R动画演示2）跑合止推轴颈用用为倚川二手萤ZjtQ心 用在当量半径处对轴心产主的力士展栓壯适盯曰 生 :一般传盘也育“聲；2（用一严）孑汽乍泊戈心、机拙旳应合吿F 工 pv V = fijp/u or? ppo）U范會 ZD岀二以匸= pp二c竝合屈前止推.轴顼面上的圧强藏 巩曲线J旋转面规评余布、 号 fQ = QR+ r2斗養实心轴盘fQR/2 r =-|.;- pp = C * : d.-：;.；：|!/ TUAE
