專利名稱：摩擦系數(shù)測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于力學中固體間摩擦系數(shù)的測定儀器。它既可測定物體的靜摩擦系數(shù)，也可測定物體的滑動摩擦系數(shù)。并且它的測量精度高，測量速度快，操作方便。該測定儀既可用于摩擦力的研究領域，也可用于物理實驗教學方面。
一般的摩擦系數(shù)測量裝置總要受到一些因素的影響。平面——滑輪法，要受到滑輪的摩擦影響；一般的測傾斜角法，對斜角的測量精度不高，導致摩擦系數(shù)測量的誤差較大(見趙景員，王淑賢.力學，高等教育出版社，1979.160)。
本實用新型的目的在于提供一種能克服各種因素的影響，且使用方便的新型摩擦系數(shù)測定儀。
本實用新型所提供的摩擦系數(shù)測定儀，其特征是由三腳底座上的兩堅直支撐桿來支撐一個轉(zhuǎn)軸，并使轉(zhuǎn)軸只能沿其軸心直線轉(zhuǎn)動，角度園盤和操作平板分別固定在轉(zhuǎn)軸上，并能與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，角度游標是與三腳底座上的一豎直支撐桿固定在一起，水準儀固定在操作平板上，通過平板水平調(diào)節(jié)螺絲來確定平板的水平位置，并用水平頂絲將操作平板定位在水平面，平衡重物吊掛在操作平板的一端，使平板傾斜調(diào)節(jié)螺絲在調(diào)節(jié)傾角過程中能始終保持平穩(wěn)并升降自如。
所述摩擦系數(shù)測定儀上采用的水準儀為園盤型水準儀。所述摩擦系數(shù)測定儀是用金屬材料精加工而制成。
以下結合附圖進一步對本實用新型進行說明

圖1是摩擦系數(shù)測定儀的原理圖。
圖2是本實用新型的立體示意圖。
本實用新型摩擦系數(shù)測定儀其原理如圖1所示。當測量兩物體之間的靜摩擦系數(shù)時，可將兩物體同時放于一傾角可以變化的斜面上，一物體置于另一物體之上。下面的物體固定于斜面上，上面的物體可以自由滑動。在斜面建立坐標系，沿斜面向下的方向為X軸正方向，垂直于斜面向上的方向為y軸的正方向。根據(jù)牛頓第二定律分析上面的物體開始運動時的情況。當傾斜角不大時，上面的物體相對于下面的物體仍處于靜止狀態(tài)。這時上面的物體在y方向的受力為N-mgcosθ，在X方向的受力為mgsinθ-f，f為兩物體間的靜摩擦力。其動力學方程可表述為
其中f＜μsN，摩擦力f未達到最大靜摩擦力，此時物體仍處于靜止狀態(tài)。
當θ角逐漸增大到θ＝θs時，上面的物體恰好開始滑動，就有f＝μsN將它們代入方程(1)中，得
由此可得靜摩擦系數(shù)μs＝tgθs因為靜摩擦系數(shù)與物體表面的性質(zhì)(光潔度、硬度、濕度、溫度、以及污染程度等)有關，所以靜摩擦系數(shù)要在具體條件下具體測定。
本實用新型摩擦系數(shù)測定儀所用的角度園盤上刻有360°，每度又有兩小格，每小格表示為半度(α＝30′)，半度之下要通過游標讀出。游標最小可讀到1′。為了消除本測定儀的偏心差，每次測量可分別用左游標a，右游標b讀數(shù)，并多次測量，取平均。即θ-s=|θ-a-θ0|+|θ-b-θ0|2]]>其中θa和θb分別表示為通過左右兩游標多次測量的角度的平均值，θ0為操作平板水平位置時的角度讀數(shù)。
則物體的靜摩擦系數(shù)就為μs=tgθ-s]]>此方法也可測量物體的滑動摩擦系數(shù)，這里就不再贅述了。
本實用新型提供的摩擦系數(shù)測定儀的結構如圖2所示，它是由三腳底座1上的兩堅直支撐桿11來支撐其轉(zhuǎn)軸5使轉(zhuǎn)軸只能沿其軸心直線轉(zhuǎn)動，其角度園盤2和操作平板4分別固定在轉(zhuǎn)軸5上，并能與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，其角度游標3是與三腳底座上的一豎直支撐桿固定在一起的，是不可動的，其水準儀6固定在操作平板4上，通過平板水平調(diào)節(jié)螺絲9來確定平板的水平位置，并用水平頂絲10將操作平板定位在水平面，其平衡重物7吊掛在操作平板的一端，使平板傾斜調(diào)節(jié)螺絲8在調(diào)節(jié)傾角過程中能始終保持平穩(wěn)并升降自如。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型摩擦系數(shù)測定儀，具有操作簡便、測量精確的特點。由于其角度園盤、操作平板它們分別和轉(zhuǎn)軸固定在一起，并可以一起轉(zhuǎn)動。由于角度園盤左右兩邊有兩個固定不動的角度游標，所以操作平板轉(zhuǎn)動的角度可通過它讀出。且只要角度園盤直徑足夠大，其角度與其游標的刻線就可做的非常精細，因而測量的角度就足夠精確。
權利要求1.一種摩擦系數(shù)測定儀，其特征是由三腳底座(1)上的兩堅直支撐桿(11)來支撐其轉(zhuǎn)軸(5)使轉(zhuǎn)軸只能沿其軸心直線轉(zhuǎn)動，角度園盤(2)和操作平板(4)分別固定在轉(zhuǎn)軸(5)上，并能與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，角度游標(3)是與三腳底座上的一豎直支撐桿固定在一起，水準儀(6)固定在操作平板(4)上，通過平板水平調(diào)節(jié)螺絲(9)來確定平板的水平位置，并用水平頂絲(10)將操作平板定位在水平面，平衡重物(7)吊掛在操作平板的一端，使平板傾斜調(diào)節(jié)螺絲(8)在調(diào)節(jié)傾角過程中能始終保持平穩(wěn)。
2.根據(jù)權利要求1所述摩擦系數(shù)測定儀，其特征是所說的水準儀為園盤型水準儀。
3.根據(jù)權利要求1所述摩擦系數(shù)測定儀，其特征是所說的摩擦系數(shù)測定儀是用金屬材料精加工而制成。
專利摘要本實用新型屬于力學領域固體間摩擦系數(shù)的測定儀器。它既可測定物體的靜摩擦系數(shù),也可測定物體的滑動摩擦系數(shù)。它是采用測傾斜角法來測定物體的靜摩擦系數(shù)的。其結構合理,測量精度高,測量速度快,操作方便。它可應用于摩擦力的科學研究領域和物理實驗教學方面。
文檔編號G01N19/02GK2391193SQ9925109
公開日2000年8月9日 申請日期1999年10月21日 優(yōu)先權日1999年10月21日
發(fā)明者武少文, 虞仲博, 魏全香, 陸占余 申請人:山西大學