转动副中摩擦力的确定

转动副中摩擦力的确定

(1)轴颈的摩擦
机器中所有的转动轴都要支承在轴承中。轴放在轴承中的部分称为轴颈，轴颈与轴承构成转动副。当轴颈在轴承中回转时，必将产生摩擦力来阻止其回转。
1)摩擦力矩的确定，在驱动力偶矩M的作用 下，轴颈1在轴承2中等速转动。此时转动副两元 素间必将产生摩擦力以阻止轴颈相对于轴承的滑动。 对轴颈的摩擦力矩为

式中ρ=fvr=(1～π/2)f , 其中 (1～π/2)，对于配合紧密且未经跑合的转动副人取较大值，而对于有较大间隙的转动副人取较小值。
对于一个具体的轴颈，ρ为一固定长度。以轴颈中心O为圆心，以ρ为半径所作的圆称其为摩擦圆，ρ为摩擦圆半径。因此，只要轴颈相对于轴承滑动，轴承对轴颈的总反力FR21将始终切于摩擦圆。
2)总反力的方位确定 可根据如下三点来确定：
① 在不考虑摩擦的情况下，根据力的平衡条件，确定不计摩擦时的总反力的方向；
②计摩擦时的总反力应与摩擦圆相切；
③ 轴承2 对轴颈1 的总反力FR21对轴颈中心之矩的方向必与轴颈1 相对于轴承2的相对角速度ω12的方向相反。
在对机械进行受力分析时，需要求出转动副中的总反力。下面举例加以说明。
例4－3 平面铰链四杆机构考虑摩擦时的受力分析
例4－4 曲柄滑块机构考虑摩擦时的受力分析
(2)轴端的摩擦
轴用以承受轴向力的部分称为轴端。当轴端1在止推轴承2上旋转时，接触面间也将产生摩擦力。摩擦力对轴回转轴线之矩即为摩擦力矩Mf , 其大小为

1)新轴端 即新制成的或很少相对运动的轴端和轴承。
其各处接触的紧密程度基本相同，这时可假定整个轴端接触面上的压强 p 处处相等，即p＝常数，则

2)跑合轴端 即经过一段时间工作后的轴端。
由于磨损的关系，这时轴端与轴承接触面各处的压强假设为处处等磨损，即近似符合pρ＝常数的规律。

根据pρ＝常数的关系，知在轴端中心部分的压强非常大，极易压溃，故对于载荷较大的轴端应作成空心的。

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