如何测量机器中的摩擦力

所有涉及机械操作的机器都永远无法摆脱这种固有的抵抗力，即所谓的摩擦力，通常是由于它们各个运动部件之间的相互作用而产生的。

由于每台机器通常都需要投入力才能产生带有输出负载的所需动作，因此在这些操作中的任何一个过程中或在这些操作期间都可能产生摩擦。

与所施加的力相关联的摩擦可以被定义为或者更确切地说被认为是克服该力可能需要的附加力。

与在机器输出端产生的动作相关的摩擦可被视为需要克服的额外负载或额外阻力。为了提高效率并最小化机器中的这些不必要的障碍，评估和计算机器中的摩擦变得很重要。

计算机器摩擦

让我们考虑使用以下符号的特定机器的上述可能性：

P =考虑到摩擦力，在机器输出端产生作用所需的实际作用力

P' =理想的力，与上面相同，但实际上没有摩擦

W =机器在输出负载上执行的实际动作，并考虑了摩擦

W' =机器的理想实现，与W一样，但在路径上没有任何摩擦阻力。

可以简单地设想，在上述讨论中，由于附加的摩擦阻力，P和W将分别大于P'和W'。

因此，很明显（P – P'）等于克服额外的摩擦阻力（W'– W）所需的额外努力，并且等效于机器在输出负载上所做的额外动作。

现在根据机器效率公式，η= MA / VR，其中MA是机械优势，VR是速度比，η是机器效率。

我们知道，对于理想的机器，效率将始终等于1。

将1代入上式可得到：

η= MA / VR，

1 = MA / VR，

或VR = MA

但是，由于MA实际上是举起的重量与施加的力的比，也可以表示为W / P，因此上式变为：

VR = W / P，

如上所述，对于理想的机器，所需的工作量为P'，将其代入上式即可得出：P'= W / VR

我们已经研究了（P – P'）等于产生的摩擦的大小，如果用努力来表示，我们将得到：

P – P'= P – W / VR

因此，克服摩擦所需的额外努力可以最终表示为：

F（努力）= P – W / VR ——————————（i）

我们也知道，努力P将工作负载W”的情况下，摩擦忽视，同样会运行一个负载W¯¯的情况下，摩擦考虑在内。

由于W / P = VR

考虑到机器是理想的机器（无摩擦），我们在上面的表达式中用W'代替W'并得到：

W'/ P = VR

或W'= P ×VR

但是因为（W'– W）实际上是摩擦，所以如果用载荷来表示，我们会​得出：

W'– W =（P×VR）– W，

因此，需要克服的附加摩擦阻力可以最终表示为：

F（负载）=（P ×VR）– W ——————————（ii）

方程（i）和（ii）为我们提供了有关如何测量机器摩擦的表达式和简单的解决方案。

参考

机械工程综合要素，拉杰普特着，《工程力学》（第378页），作者是S.古杰拉尔