机械运动结构运动副中，摩擦力的确定

摩擦的不利影响

（1）浪费机器动力→机械效率下降；

（2）磨损构件→零件强度、机器精度、工作可靠性下降→机器使用寿命下降；

（3）构件发热膨胀→运动副咬紧卡死→机器运转不灵活；

（4）恶化机器的润滑情况→磨损加剧→机器毁坏。

虽然摩擦存在众多不利影响，但是部分机器利用摩擦工作，如带传动、摩擦离合器和制动器等。

移动副中摩擦力的确定主要分为3种情况：两构件沿单一平面接触；两构件沿一槽型角的槽面接触；两构件沿一圆柱面接触。

两构件沿单一平面接触的摩擦力Ff21公式推导为：

式中，FN21为构件2对构件1的法向反力；G为构件1的重力；Ff21为构件2对构件1摩擦力；f为摩擦系数（下同）。

两构件沿一槽型角为2θ的槽面接触的摩擦力Ff21公式推导为：

式中，fv为当量摩擦系数。

两构件沿一圆柱面接触的摩擦力Ff21公式推导为：

FN21是沿整个接触面各处反力FN21的总和。

槽面接触效应:因为fv>f，所以在其它条件相同的情况下，槽面、圆柱面的摩擦力大于平面摩擦力，常利用槽面或圆柱面的移动副来增大摩擦力，如三角带传动、三角螺纹联接。

移动副中总反力方向的确定：

（1）定义：

总反力FR21：法向反力FN21和摩擦力Ff21的合力。

摩擦角φ：总反力和法向反力之间的夹角。

（2）总反力方向：

FR21与移动副两元素接触面的公法线偏斜一摩擦角φ；

FR21与公法线偏斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度方向v12的方向相反。

转动副中的摩擦按载荷作用的不同分为2种：轴颈摩擦；轴端摩擦。

当轴颈在轴承中转动时，转动副两元素间产生的摩擦力将阻止轴颈相对于轴承运动。

轴颈的摩擦力可表示为：

（1）对于新轴颈：压力分布均匀：

（2）对于跑合轴颈：点、线接触：

摩擦力矩和摩擦圆：

（1）摩擦力矩Mf：摩擦力Ff21对轴颈（半径为r）形成的摩擦力矩，其数学表达式为：

（2）摩擦圆：以ρ为半径所作的圆，ρ的表达式为：

轴端摩擦力矩Mf的数学表达式为：

（1）新轴端——假定整个轴端接触面上的压强P处处相等，即P=常数，则Mf可推导为：

（2）跑合轴端——整个轴端接触面上的压强P已不再处处相等，而满足Pρ=常数，则Mf可推导为：

移动副中总反力FR21与公法线偏斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度方向v12的方向相反；转动副的轴颈摩擦中总反力FR21对其转动副轴心之矩的方向与轴颈1相对于轴承2的角速度ω12的方向相反。

文案来源：时光工作室签约写手——夏至

排版编辑：时光

图片来源：互联网（如有侵权，请联系作者删除）

来源：非标机械专栏