机械基础

杨峰

目录

  • 1 第一章 静力学基础
    • 1.1 第一节 静力学的基本概念
    • 1.2 第二节 静力学基本原理
    • 1.3 第三节 约束和约束反力
    • 1.4 第四节 物体的受力分析和受力图
  • 2 第二章 平面汇交力系
    • 2.1 第一节 平面汇交力系的合成
    • 2.2 第二节 平面汇交力系平衡的解析法
  • 3 第三章 力矩与平面力偶系
    • 3.1 第一节 力矩、力偶和力偶矩
    • 3.2 第二节 平面力偶系的合成与平衡条件
    • 3.3 第三节 力的平移定理
  • 4 第四章 平面任意力系
    • 4.1 第一节 平面任意力系向一点的简化
    • 4.2 第二节 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
  • 5 第五章 摩擦
    • 5.1 第一节 滑动摩擦
    • 5.2 第二节 摩擦角与自锁
    • 5.3 第三节 滚动摩擦的概念
  • 6 第六章 刚体定轴转动
    • 6.1 第一节 转速和线速度
    • 6.2 第二节 转动惯量
    • 6.3 第三节 刚体变速转动和转动动力学方程
    • 6.4 第四节 转矩的功率、机械效率
  • 7 第七章 材料力学基础
    • 7.1 第一节 材料力学的基本概念
    • 7.2 第二节 拉伸和压缩
    • 7.3 第三节 剪切和挤压
    • 7.4 第四节 圆轴的扭转
    • 7.5 第五节 直梁的弯曲
    • 7.6 第六节 材料力学其他常用知识简介
  • 8 第八章 液压传动基本概念
    • 8.1 第一节 概述
    • 8.2 第二节 液压传动的几个基本概念
  • 9 第九章 压力控制回路及其主要元件
    • 9.1 第一节 压力控制回路
    • 9.2 第二节 压力控制回路的主要元件
第二节 摩擦角与自锁

当物体有相对运动趋势时,支承面对物体法向反力 N 和摩擦力 F,这两个力的合力 R,称为全约束反力。 全约束反力 R 与接触面公法线的夹角为 φ,见下图a。显然,它随摩擦力的变化而变化。当静摩擦力达到最大值 F m 时,夹角 φ也达到最大值 φm ,则称 φm0 为摩擦角。

如下图b所示,可见tanφm=Fm/N=fN/N=f

若过接触点在不同方向作出在临界平衡状态下的全约束反力的作用线, 则这些直线将形成一个锥面,称摩擦锥。如图c。

将作用在物体上的各主动力用合力 Q 表示,当物体处于平衡状态时, 主动力合力 Q 与全约束反力 R 应共线、反向、等值,则有 α=φ。而物体平衡时, 全约束反力作用线不可能超出摩擦锥, 即 φ≤φm (下图)。

由此得到:

α≤φm

即作用于物体上的主动力的合力 Q,不论其大小如何, 只要其作用线与接触面公法线间的夹角 α不大于摩擦角 φm ,物体必保持静止。 这种现象称为自锁现象。

自锁现象在汽车机械中有重要的应用。如造斤顶等就利用发自锁原理。