[科普中國(guó)]-摩擦圓

簡(jiǎn)介

轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸瓦間的摩擦力F產(chǎn)生一個(gè)阻止軸轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力矩MT，由于法向反力N通過(guò)軸頸中心O，如圖所示，不產(chǎn)生力矩，所以力矩MT可以由總反力R求出：MT= Rρ。式中ρ為R力與軸中心的垂直距離，即R力對(duì)軸中心的偏心距。所謂“摩擦圓”就是以O(shè)為圓心，以為ρ半徑的那個(gè)圓。1

摩擦圓性質(zhì)不論軸與軸瓦在哪一點(diǎn)接觸，只要處于臨界狀態(tài)，軸瓦給軸的全反力R的作用線總是和摩擦圓相切的。全反力R對(duì)軸心O之矩稱為最大阻力矩，其轉(zhuǎn)向總是與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。2因此可以借此確定軸承對(duì)軸徑全反力R的位置。

摩擦圓的應(yīng)用摩擦圓是轉(zhuǎn)動(dòng)副中一個(gè)比較抽象的幾何量，各種構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)副所受載荷的作用不同，因此轉(zhuǎn)動(dòng)副各處的壓強(qiáng)不相等，離中心遠(yuǎn)的地方磨損較快，因而壓強(qiáng)減?。环粗x中心近的地方磨損較慢，因而壓強(qiáng)增大。分析機(jī)構(gòu)受力情況，以及轉(zhuǎn)動(dòng)副自鎖問(wèn)題時(shí)，都可以利用摩擦圓加以分析。

軸徑上的外力與摩擦圓將驅(qū)動(dòng)力矩與載荷Q化簡(jiǎn)為一個(gè)單力Q，即將Q沿軸旋轉(zhuǎn)方向平移h=驅(qū)動(dòng)力矩/Q，如圖所示。若Q的作用線在摩擦圓之外（即h>ρ），則由于Qh>R21ρ，則軸將做加速轉(zhuǎn)動(dòng)（圖a）；若Q的作用線與摩擦圓相切（h=ρ），由于Qh=R21ρ，則軸處于等速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)（圖b）；若Q的作用線與摩擦圓相交（h