摩擦力基本概念.

1、1教材版本01教材編號限閱等級 一般 口限閱限閱人員：審核:編製:劉小明CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved此次培訓必訓人員需要了解的內容此次培訓必訓人員需要了解的內容: 本單元分為5大部分，讀完本單元後，對下列內容應有所了解：(1)摩擦力的定義(2)物體間產生摩擦力必须要具备的条件 (3)摩擦力種類(4)滑動摩擦力基本計算(5)如何增加和減小摩擦力CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved此次培訓目的及預期達到的效果此次培訓目的及預期達到的效果:通過此次培訓，希望大家對摩擦的本质

2、，摩擦系數，摩擦定律有所了解，在知道如何增大和減少摩擦力的基礎上，在機台設計和現實生活當中能正確運用。CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved摩擦力之定義：摩擦力之定義：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时。就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。 物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件: 第一,物体间相互接触、挤压 第二,接触面不光滑 第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right res

3、erved摩擦分類摩擦分類滑動摩擦滾動摩擦靜摩擦CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved(1)滑動摩擦：滑動摩擦：定义定义:当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。大量实验表明,滑动摩擦力的大小只跟正向力大小、接触面的粗糙程度相关。正向力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。 (2)靜摩擦：靜摩擦：定义定义:静摩擦是由两个相互静止的物体相互作用产生的。 (2)滾動摩擦：滾動摩擦：定义定义:一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦

4、”。 CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved日常生活和生產中常見滑動摩擦和滾動摩擦日常生活和生產中常見滑動摩擦和滾動摩擦CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved摩擦定律：摩擦定律： a.摩擦力與接觸面之面積大小無關，但與接觸面之性質有關。b.摩擦力與正向力成正比，但摩擦係數不因正向力之增減而變化。c.動摩擦係數小餘最大靜摩擦係數。d.改變運動方向，會增大摩擦力。速度越高，則動摩擦係數越小。f.溫度之變化對摩擦力之影響甚小。CopyRight2004 LOTES Co., Ltd.

5、All right reservedCopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved摩摩擦係數：a.靜摩擦係數：()最大靜摩擦力與正向力成正比，比例稱為摩擦係數。靜=f/N(f：最大靜摩擦力，N：接觸面之正向力)。註：正向力與接觸面垂直b.動摩擦係數；()動摩擦力與接觸面正向力之比，稱為動摩擦係數。動=f/N (f：動摩擦係數)CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved常用的数字及物理符号表達的意義常用的数字及物理符号表達的意義大写 小写 中文名 英文注音 意义 纽 Nu 力，正向力，磁阻系数

6、 （小写） 弗爱 Phi 磁通； 角；空集（大写） 西格玛 Sigma 总和（大写），表面密度；跨导（小写） 米欧 Mu 磁导系数；微（千分之一）；放大因数（小写） 西塔 Theta 温度,相位角A 阿尔法 Alpha 角度；系数B 贝塔 Beta 磁通系数；角度；系数 伽玛 Gamma 电导系数（小写） 德尔塔 Delta 变动；屈光度；方程判别式（大写） 伊普西隆 Epsilon 对数之基数 泽塔 Zeta 系数；方位角；阻抗；相对粘度；原子序数 伊塔 Eta 磁滞系数；效率（小写） 约塔 Iota 微小，一点儿 卡帕 Kappa 介质常数 兰姆达 Lambda 波长（小写）；体积 克西

7、Xi 欧米克隆 Omicron 派 Pi 圆周率=圆周直径=3.1416 柔 Rho 密度;电阻系数（小写） 陶 Tau 时间常数 玉普西隆 Upsilon 位移 凯 Chi 普赛 Psi 角速；介质电通量（静电力线）；角 ；波函数 奥米伽 Omega 欧姆（大写）；角速（小写）；角 CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved常用材料摩擦系数常用材料摩擦系数 注:1.表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考. 2.表中带*者为静摩擦系数. 常用材料摩擦系数摩擦副材料 摩 擦 系 数 无润滑有润滑钢-钢 0.10.050.1 钢-软钢

8、0.2 0.10.2 钢-不淬火的T80.150.03钢-铸铁 0.20.3 0.050.15 钢-黄铜 0.190.03钢-青铜 0.15-0.180.07钢-铝 0.170.02钢-轴承合金 0.20.04常用材料摩擦系数摩擦副材料 摩 擦 系 数 无润滑有润滑皮革-木料 0.40.50.030.05铜-T8钢 0.150.03铜-铜0.20.025黄铜-不淬火的T8钢 0.190.03黄铜-淬火的T8钢 0.140.02黄铜-黄铜 0.170.02黄铜-钢0.30.02黄铜-硬橡胶 0.250.06CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reser

9、ved常用材料摩擦系数常用材料摩擦系数 注:1.表中滑动摩擦系数是试验数值,只能作为近似计算参考. 2.表中带*者为静摩擦系数. 常用材料摩擦系数摩擦副材料 摩 擦 系 数 无润滑有润滑铸铁-橡皮 0.80.5青铜-不淬火的T8钢 0.16青铜-黄铜 0.16青铜-青铜 0.15-0.20 0.04-0.10青铜-钢 0.16青铜-夹布胶木 0.23青铜-钢纸 0.24青铜-树脂 0.21常用材料摩擦系数摩擦副材料 摩 擦 系 数 无润滑有润滑软钢-青铜 0.20.07-0.15铝-不淬火的T8钢 0.180.03铝-淬火的T8钢 0.170.02铝-黄铜 0.270.02铝-青铜 0.22铝

10、-钢 0.30.02铸铁-铸铁 0.150.07-0.12铸铁-青铜 0.15-0.21 0.07-0.15CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved常用材料的滚动摩擦系数常用材料的滚动摩擦系数 常 用 材 料 的 滚 动 摩 擦 系 数 摩擦副材料 滚动摩擦系数淬火钢-淬火钢 0.001铸铁-铸铁0.05木材-钢 0.03-0.04木材-木材 0.05-0.08铁或钢质车轮-木面 0.15-0.25钢质车轮-钢轨0.05注:表中滚动摩擦系数是试验值,只能作近似参考CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All righ

11、t reserved各种工程用塑料的摩擦系数各种工程用塑料的摩擦系数各 种 工 程 用 塑 料 的 摩 擦 系 数上 试 样(钢) 上 试 样(塑料)静摩擦系数 动摩擦系数静摩擦系数动摩擦系数聚四氟乙烯 0.10.050.040.04聚全氟乙丙烯 0.250.18 - -低密度聚乙烯0.270.260.330.33高密度聚乙烯0.180.080.120.11聚甲醛 0.140.13 - -聚偏二氟乙烯 0.330.25 - -聚碳酸酯 0.60.53 - -聚苯二甲酸乙0.290.280.270.2聚酰胺(尼龙66) 0.370.340.420.35聚三氟氯乙烯 0.450.330.430.3

12、2聚氯乙烯 0.450.40.50.4聚偏二氯乙烯 0.680.450.90.52CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved滑动摩擦力公式f= N 其中N是正向力，在水平地面的时候N=G=mg 是滑动摩擦系数，与材料有关。 滑動摩擦力計算公式滑動摩擦力計算公式（1）重力的大小：G=mg 说明：在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体在两极比在赤道重力大。CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved解: fy=0W=10KGW+ N=010k

13、g-N=0N=-10KG滑動摩擦力計算舉例滑動摩擦力計算舉例(一一)1.如右圖所示，若要在一水平面上拉重10kg的物體 .而其接觸面之摩擦係數為0.1 則拉動物體至少需多少kg力 WPfx=0P+f=0P=f由P=F=*N=0.1*10=1kgCopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved滑動摩擦力計算舉例滑動摩擦力計算舉例(二二)1.如右圖所示，若要在一水平面上推動70kg的鋼板W,而其接觸面之摩擦係數為0.1 則理論上推動此鋼板至少需選缸經多大的氣缸？( 氣壓(6kgf/cm2)解: fy=0W=70KGW+ N=010kg-N=0N=-7

14、0KGfx=0P+f=0P=f由P=F=*N=0.1*70=7kgCopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved氣缸出力計算式氣缸出力計算式F=P*A-fA:載面積(CM2)F:氣缸出力(kgf)P:使用壓力(kgf/cm2)f:摩擦阻力(kgf)常用氣缸最大靜摩擦力常用氣缸最大靜摩擦力氣缸規格最大靜摩擦力20*300.25kgf20*300.5kgf16*300.26kgf16*300.75kgfCopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved 氣缸理論出力表 單位：kgf缸徑mm1012162

15、0253240506380100軸徑mm666810121620202525piston area(cm2)A10.8 1.1 2.0 3.1 4.9 8.0 12.5 19.6 31.2 50.2 78.5 A20.3 0.9 1.7 2.6 4.1 6.9 10.6 16.5 28.0 45.3 73.6 操作壓力(kgf/cm2)1A10.8 1.1 2.0 3.1 4.9 8.0 12.6 19.6 31.2 50.3 78.5 A20.3 0.9 1.7 2.6 4.1 6.9 10.6 16.5 28.0 45.3 73.6 2A11.6 2.3 4.0 6.2 9.8 16.1

16、25.1 39.3 62.3 100.5 157.0 A20.6 1.7 3.5 5.3 8.2 13.8 21.1 33.0 56.0 90.7 147.2 3A12.4 3.4 6.0 9.4 14.7 24.1 37.7 58.9 93.5 150.7 235.5 A21.0 2.5 5.2 7.9 12.4 20.7 31.7 49.5 84.0 136.0 220.8 4A13.2 4.5 8.0 12.6 19.6 32.2 50.2 78.5 124.6 201.0 314.0 A21.3 3.4 6.9 10.6 16.5 27.6 42.2 65.9 112.1 181.3

17、294.4 5A14.0 5.7 10.1 15.7 24.5 40.2 62.8 98.1 155.8 251.2 392.5 A21.6 4.2 8.7 13.2 20.6 34.5 52.8 82.4 140.1 226.7 368.0 6A14.7 6.8 12.1 18.9 29.4 48.2 75.4 117.8 186.9 301.4 471.0 A22.0 5.1 10.4 15.8 24.7 41.5 63.3 98.9 168.1 272.0 441.6 7A15.5 7.9 14.1 22.0 34.3 56.3 87.9 137.4 218.1 351.7 549.5

18、A22.2 5.9 12.1 18.5 28.9 48.4 73.9 115.4 196.1 317.3 515.2 8A16.3 9.0 16.1 25.1 39.3 64.3 100.5 157.0 249.3 401.9 628.0 A22.6 6.8 13.8 21.1 33.0 55.3 84.4 131.9 224.1 362.7 588.8 9A17.1 10.2 18.1 28.3 44.2 72.3 113.0 176.6 280.4 452.2 706.5 A22.9 7.6 15.5 23.8 37.1 62.2 95.0 148.4 252.1 408.0 662.4

19、A1A2CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved平端實心樞軸承：作用力矩M=2/3rWW為荷重，r 為樞圓軸半徑頸軸承：摩擦圓半徑（P）:P=rsin若摩擦圓半徑很小，即很小則P=rsinrtan=r摩擦力矩（M）:M=F*r(F:最大靜摩擦)O:頸軸軸心r:頸軸半徑R：軸承反力A：接觸點；OA與R作用力方向之夾角，亦為摩擦角。CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved 若T1 T2為皮帶兩邊之張力，T1為緊帶，T2為鬆帶。為滑輪上兩接觸點間所含之圓心角。為皮帶與滑輪間之摩擦係數。則

20、T1= T2 *e(e=2.718) 若M為摩擦力矩，r為皮帶輪之半徑，傳動力矩 M=( T1- T2)rCopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved尖尖劈(wedge)：為利用三角形斜面之一種機械，若作用在木材可嵌入使之縫隙變大而使裂縫擴大之作用。 尖劈壓入時：正向力N=N1=N2，若為摩擦角，下壓之力為P，則下壓之力： P=Ntan(+1)+tan(+2)尖劈拔出時：拔出之力：P=Ntan(-1)+tan(-2) CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved摩擦的本摩擦的本質質(一一)1

21、凹凸啮合说是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂、摩损，就形成了对运动的阻碍CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved2分子說这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论最早由英国学者于1734年提出，他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦会增大，可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释摩擦的本摩擦的本質質(二二)CopyRight2004 LOTES Co., Ltd. All right reserved3.新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 或更大的间隙这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某