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摩擦 1.物體和物體緊密接觸,來回移動。 2.相對運動(或有相對運動趨勢[1])的物體,在接觸表面上的阻礙相對運動的現象。

1 摩擦 -概念

摩擦摩擦
 摩擦,兩相互接觸的物體有相對運動或有相對運動趨勢時在接觸處產生阻力的現象,因摩擦而產生的阻力稱為摩擦力,相互摩擦的兩物體稱為摩擦副,摩擦通常起有害作用,但有時又是不可缺少的,人的行走和機車的牽引能力都要依靠摩擦,在機械工程中利用摩擦做有益工作的有帶傳動、制動器、離合器和摩擦焊等。

2 摩擦 -主要類別

摩擦摩擦
1、摩擦的類別很多,按摩擦副的運動形式摩擦分為滑動摩擦和滾動摩擦,前者是兩相互接觸物體有相對滑動或有相對滑動趨勢時的摩擦,後者是兩相互接觸物體有相對滾動或有相對滾動趨勢時的摩擦。

2、按摩擦副的運動狀態摩擦分為靜摩擦和動摩擦,前者是相互接觸的兩物體有相對運動趨勢並處於靜止臨界狀態時的摩擦,後者是相互接觸的兩物體越過靜止臨界狀態而發生相對運動時的摩擦。

3、按摩擦表面的潤滑狀態,摩擦可分為干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦。

4、摩擦又可分為外摩擦和內摩擦,外摩擦是指兩物體表面作相對運動時的摩擦;內摩擦是指物體內部分子間的摩擦。干摩擦和邊界摩擦屬外摩擦,流體摩擦屬內摩擦。

3 摩擦 -測定方法 

摩擦副表面直接接觸,沒有潤滑劑存在時的摩擦。常用庫侖摩擦定律表達摩擦表面間的滑動摩擦力F、法向力N和摩擦係數f間的關係:f=F/N。鋼對鋼的f值在大氣中約為 0.15~0.20,潔凈表面可達0.7~0.8。根據英國的F.P.鮑登等人的研究,極為潔凈的金屬(表面上的氣體用加熱、電子轟擊等方法排除)在高真空度的實驗條件下,表面接觸處被咬死,f值可高達100。這種極為潔凈的金屬表面一旦與大氣相接觸便立即被污染或氧化,從而使f值顯著下降。

靜摩擦的測定方法有傾斜法和牽引法。①傾斜法:把重力為N的欲測物體放在對偶材料的斜面上,逐漸增加斜面的傾角,測得物體開始滑動時的傾角 θ(摩擦角),由此求得摩擦係數f=tgθ。②牽引法:把重力為N 的欲測物體放在對偶材料的平面上,以力P牽引,物體開始滑動時的力F就是最大的靜摩擦力(此時F=P),由此求得摩擦係數f=F/N。

動摩擦可在各類型試驗機上(如往複式摩擦磨損試驗機、旋轉圓盤-銷式摩擦磨損試驗機和四球式摩擦試驗機)測定,為此在試驗機上裝設測定摩擦力或摩擦力矩的機構,先測出摩擦力,而後換算出摩擦係數。常見的測量方法有槓桿法、彈簧法和電測法等。測定時需要確保清潔,否則會影響所測的摩擦力。

邊界摩擦和流體摩擦  邊界潤滑狀態下的摩擦稱為邊界摩擦。邊界摩擦係數低於干摩擦係數。邊界摩擦狀態下的摩擦係數只取決於摩擦界面的性質和邊界膜的結構形式,而與潤滑劑的粘度無關。流體潤滑狀態下的摩擦稱為流體摩擦。這種摩擦是流體粘性引起的。其摩擦係數較干摩擦和邊界摩擦為低。

4 摩擦 -主要作用

摩擦摩擦
 好處:
1、增加阻力:汽車輪胎的花紋、減速剎車是的倒拖發動機是齒輪間的摩擦
2、發光生熱,鑽木取火就是摩擦的一種利用,像玻璃棒和絲綢的摩擦就是產生電子等
3、摩擦接合,在我們所用的離合器中有個是摩擦片式的,他起到一種摩擦接合的作用,這種接合方式是非剛性的,可以避免一些危害(具體可查相關書籍,推薦汽車離合器)。

壞處:
1、不必要的摩擦,在我們汽車上,當發動機作為動力源帶動車輪旋轉時,這時候傳動齒輪間的摩擦就是一種害處。
2、增加磨損,在我們的日常的生產中,經常會遇到類似於由於磨損而導致的零件的報廢,這時候的摩擦就是一種損害元件的因素,應盡量避免。  

5 摩擦 -用途領域

1、我們走路時,鞋底對地面向後施力,因摩擦而產生向前的作用力,因此得以行走。如果改在冰面上步行時,則因摩擦力過小而難於走動。

2、汽車也是利用輪胎與地面之間的摩擦力而得以行進。當汽車的引擎運轉時,帶動輪子轉動,輪子和地面的接觸點對地面向後施力,因此輪子獲得一向前的摩擦力,推動汽車前進。
摩擦摩擦
 

3、有許多機械的設計也都利用摩擦來傳遞動力,例如汽車內的飛輪是利用皮帶和輪槽間的摩擦來傳動,用於驅動風扇、發電機等。為避免打滑,這些皮帶的內面還鑄成齒狀,以增強摩擦。

4、煞車系統,大家都可能注意到火車或遊覽車、貨車等較重車輛煞車停止時,都會發出巨大類似嘆氣之響聲。這一響聲是來自動力煞車系統,於煞車完成後釋放壓縮空氣所造成。動力煞車系統有真空動力煞車系統與壓縮空氣動力煞車系統兩種,它們都能造成巨大壓力,並將其傳遞到輪子之煞車鼓(或煞車碟)的接觸面積上。因為壓力強度越大正向接觸力就越大,此接觸方便產生強大的摩擦力,終使車輪能於短時間內停止滾動,而改以滑動摩擦的方式來阻止車子之前進。

5、摩擦會生熱,雖然設計上及材料上都考慮了散熱效果,但在緊急煞車或下坡路段長時間連續使用煞車時,溫度的升高仍然經常造成煞車失靈現象,為維持煞車之正常運作,有些車輛裝有噴水設施來降溫,而有經驗的駕駛在緊急煞車時都會採用連踩數腳的煞車動作來防止。
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