汽車運(yùn)動構(gòu)件的摩擦分析

1、項目一 力學(xué)知識 任務(wù)三 o 任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入 o 任務(wù)要求任務(wù)要求 o 基本知識基本知識 o 任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 任務(wù)任務(wù)3 汽車運(yùn)動構(gòu)件的摩擦分析汽車運(yùn)動構(gòu)件的摩擦分析 汽車行駛的基本原理是將發(fā)動機(jī)發(fā)出汽車行駛的基本原理是將發(fā)動機(jī)發(fā)出 的動力傳遞給驅(qū)動輪，使其與地面之間產(chǎn)的動力傳遞給驅(qū)動輪，使其與地面之間產(chǎn) 生驅(qū)動力，實(shí)質(zhì)上驅(qū)動力就是一種摩擦力；生驅(qū)動力，實(shí)質(zhì)上驅(qū)動力就是一種摩擦力； 摩擦式離合器是汽車的一個重要部件，用摩擦式離合器是汽車的一個重要部件，用 來切斷或傳遞發(fā)動機(jī)動力。摩擦力具有使來切斷或傳遞發(fā)動機(jī)動力。摩擦力具有使 汽車平穩(wěn)起步、換擋平穩(wěn)及防止傳動系統(tǒng)汽車平穩(wěn)起步、換擋平穩(wěn)及防

2、止傳動系統(tǒng) 過載等功用。過載等功用。v形帶傳動、汽車制動器、形帶傳動、汽車制動器、 螺紋連接等都是利用摩擦力進(jìn)行工作的。螺紋連接等都是利用摩擦力進(jìn)行工作的。 但是，摩擦也造成了機(jī)件磨損加快、發(fā)熱、但是，摩擦也造成了機(jī)件磨損加快、發(fā)熱、 功率損耗等不利影響。功率損耗等不利影響。 摩擦實(shí)例摩擦實(shí)例1 1 摩擦實(shí)例摩擦實(shí)例2 2 o (1) 了解摩擦的簡單原理。了解摩擦的簡單原理。 o (2) 掌握滑動摩擦和滾動摩擦的有關(guān)概念。掌握滑動摩擦和滾動摩擦的有關(guān)概念。 o (3) 掌握汽車車輪滾動摩擦的基本原理。掌握汽車車輪滾動摩擦的基本原理。 o 一、滑動摩擦一、滑動摩擦 o 二、滾動摩擦二、滾動摩擦

3、基本知識基本知識 摩擦與摩擦力摩擦與摩擦力 o 兩個相互接觸的物體存在相對運(yùn)動的趨勢或發(fā)生兩個相互接觸的物體存在相對運(yùn)動的趨勢或發(fā)生 相對運(yùn)動時，接觸面之間由于并非絕對光滑，而相對運(yùn)動時，接觸面之間由于并非絕對光滑，而 在接觸面的公切線上存在阻礙兩物體相對運(yùn)動的在接觸面的公切線上存在阻礙兩物體相對運(yùn)動的 力，這種力稱為力，這種力稱為摩擦力。摩擦力。 o 摩擦的分類：摩擦的分類： 滑動摩擦、滾動摩擦滑動摩擦、滾動摩擦 F P N 摩擦力摩擦力F: F: 方向方向: : 恒與物體相對滑動 的趨勢方向相反 大小大小: :一般狀態(tài)下由平衡方程確定,當(dāng)物體處于將動 未動的臨界狀態(tài)時,由靜滑動摩擦定律計算

4、. Fmax=Nf N:N:法相反力。法相反力。 f f : :靜滑動摩擦系數(shù)靜滑動摩擦系數(shù), ,為常數(shù)為常數(shù), ,由材料決定。由材料決定。 G 靜摩擦力靜摩擦力 F Ff f o 當(dāng)當(dāng)P P由零逐漸增加但不夠大時，物體與水平面之間由零逐漸增加但不夠大時，物體與水平面之間 產(chǎn)生了摩擦力物體不會向右滑動即產(chǎn)生了：產(chǎn)生了摩擦力物體不會向右滑動即產(chǎn)生了： o 靜摩擦力靜摩擦力兩個物體之間有相對滑動趨勢時接觸面兩個物體之間有相對滑動趨勢時接觸面 之間產(chǎn)生的摩擦力用之間產(chǎn)生的摩擦力用f f表示。由平衡條件得：表示。由平衡條件得： F F N N=G =G f f= =P P o 如果如果P P繼續(xù)增大，

5、在某一范圍內(nèi)，物體仍保持靜止繼續(xù)增大，在某一范圍內(nèi)，物體仍保持靜止 狀態(tài)，但摩擦力狀態(tài)，但摩擦力f f隨隨P P而增加。而增加。 o 靜摩擦力的規(guī)律為：靜摩擦力的規(guī)律為：靜摩擦力產(chǎn)生的條件是有切向靜摩擦力產(chǎn)生的條件是有切向 力力P P存在，物體間有相對滑動趨勢但仍靜止；存在，物體間有相對滑動趨勢但仍靜止；靜靜 摩擦力的大小可根據(jù)平衡條件確定，其方向與滑動趨摩擦力的大小可根據(jù)平衡條件確定，其方向與滑動趨 勢方向相反。勢方向相反。 最大靜摩擦力最大靜摩擦力f f axax o 最大靜摩擦力最大靜摩擦力當(dāng)當(dāng)P P增大到某一界限增大到某一界限PK PK時， 時， 物體處于將要滑動而尚未滑動的臨界狀態(tài)。

6、此時，物體處于將要滑動而尚未滑動的臨界狀態(tài)。此時， 靜摩擦力達(dá)到最大值即最大靜摩擦力，用靜摩擦力達(dá)到最大值即最大靜摩擦力，用f f axax 表示。表示。 o 實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明: :f f axax與 與N N成正比，方向仍與相對滑成正比，方向仍與相對滑 動趨勢相反，可表示為：動趨勢相反，可表示為： f f axax= = s sN N s s稱為靜摩擦因數(shù)，是大小與兩接觸物體的稱為靜摩擦因數(shù)，是大小與兩接觸物體的 材料性質(zhì)及表面狀況有關(guān)的比例系數(shù)。材料性質(zhì)及表面狀況有關(guān)的比例系數(shù)。 o 靜摩擦力的范圍是：靜摩擦力的范圍是：0 0f ff f axax 動滑動摩擦動滑動摩擦 o 當(dāng)拉力當(dāng)拉力P

7、 P稍大于稍大于PK PK后，物體開始滑動 后，物體開始滑動 o 動摩擦力動摩擦力兩相對滑動的物體接觸面間產(chǎn)生阻兩相對滑動的物體接觸面間產(chǎn)生阻 礙物體滑動的力，用礙物體滑動的力，用f f表示。表示。 o 實(shí)驗(yàn)表明，動摩擦力大小與兩接觸面間的正壓力實(shí)驗(yàn)表明，動摩擦力大小與兩接觸面間的正壓力 N N成正比，表示為：成正比，表示為： f f= =N N f f 稱為稱為動摩擦因數(shù)動摩擦因數(shù)，是與兩接觸物體材料性質(zhì)、，是與兩接觸物體材料性質(zhì)、 表面狀況以及相對滑動速度有關(guān)的比例系數(shù)。一表面狀況以及相對滑動速度有關(guān)的比例系數(shù)。一 般同一種材料的：般同一種材料的：s s 二、滾動摩擦二、滾動摩擦 一物體沿

8、另一物體的表面作相對滾動或一物體沿另一物體的表面作相對滾動或 有相對滾動趨勢時，接觸表面產(chǎn)生的摩擦。滾動比滑動有相對滾動趨勢時，接觸表面產(chǎn)生的摩擦。滾動比滑動 阻力小。阻力小。 在車輪上輪心處加一水平力在車輪上輪心處加一水平力p p 時，支承面產(chǎn)生一摩擦阻力時，支承面產(chǎn)生一摩擦阻力f f， 阻止車輪的滑動。由于阻止車輪的滑動。由于P P和和f f 構(gòu)成一對力偶，使車輪向前滾動。構(gòu)成一對力偶，使車輪向前滾動。 可見，可見，摩擦阻力摩擦阻力f f除阻止車輪滑除阻止車輪滑 動外，還有促使車輪滾動的作用動外，還有促使車輪滾動的作用。 G O B F FN N F FP P G O F FP P F F

9、f f F FN N G O B F FN N F FP P F Ff f F Ff f G O B F FN N F FP P G O B F FN N G O B F FN N F FP P m m F Ff f 滾動摩擦的規(guī)律滾動摩擦的規(guī)律 o將將N N平移到平移到B B點(diǎn)，產(chǎn)生的附加力偶為滾動摩擦力偶矩：點(diǎn)，產(chǎn)生的附加力偶為滾動摩擦力偶矩： = =N N o當(dāng)車輪平衡時，有：當(dāng)車輪平衡時，有：=0 =0 = =N N=P Pr r o隨隨p p大小而變化，當(dāng)大小而變化，當(dāng)p p增大到使車輪處于將滾面未增大到使車輪處于將滾面未 滾的臨界狀態(tài)時，也達(dá)到了最大值：滾的臨界狀態(tài)時，也達(dá)到了最大

10、值： max=max=N N o稱為滾動摩擦系數(shù)，與接觸材料性質(zhì)有關(guān)。稱為滾動摩擦系數(shù)，與接觸材料性質(zhì)有關(guān)。 o車輪滾動須克服摩擦阻力偶車輪滾動須克服摩擦阻力偶maxmax即即p pr rmmN N， 作用于車輪上的水平力應(yīng)滿足以下條件：作用于車輪上的水平力應(yīng)滿足以下條件： p p r F mN R M 滾動摩擦滾動摩擦 G F A N P 0 0 0 m Y X A P-F=0 N-G=0 -PR = 0 G P G P N M F G P F N Mmax = N 稱為滾動摩阻系數(shù)稱為滾動摩阻系數(shù), ,它具有長度的量綱它具有長度的量綱, ,也是一也是一 常數(shù)常數(shù), ,與材料有關(guān)與材料有關(guān).

11、 . M Mmax max稱為滾動摩擦阻力偶矩 稱為滾動摩擦阻力偶矩, ,簡稱簡稱滾阻力偶滾阻力偶 當(dāng)主動力當(dāng)主動力P P不足夠大時不足夠大時, ,圓輪仍圓輪仍 處于靜止處于靜止, ,當(dāng)當(dāng)P P逐漸增達(dá)到一定逐漸增達(dá)到一定 值時值時, ,輪子將處于將動未動的輪子將處于將動未動的 臨界狀態(tài)臨界狀態(tài), ,此時此時, , 力偶矩達(dá)到力偶矩達(dá)到 最大值最大值M Mmax max且有 且有: : 由于滾動摩阻系數(shù)由于滾動摩阻系數(shù)很小很小, ,因此因此, ,滾動摩阻通常忽略不計滾動摩阻通常忽略不計. . o所需器材所需器材 o 離合器總成拆裝架、世達(dá)組合工具、離合器總成拆裝架、世達(dá)組合工具、T形套形套 筒扳手、手錘、離合器拆裝專用工具等筒扳手、手錘、離合器拆裝專用工具等 o （1）拆下變速器，均勻逐步地旋松螺栓，）拆下變速器，均勻逐步地旋松螺栓， 取下（離