机械设计试题螺栓.ppt
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螺栓连接培训PPT课件

1. 利用附加摩擦力防松
设计:潘存云
弹簧垫圈
.
对顶螺母
设计:潘存云
尼龙圈锁紧螺母
30
2. 采用专门防松元件防松
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
串联钢丝
.
31
10.6 螺栓联接的强度计算
一 螺栓组联接的结构设计 1 联接接合面的设计
.
32
2 螺栓的数目及布置
1 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
3 3 3.5 .
16.376 18.376 20.376 22.052 25.052 27.727
注:括号内的公称直径为第二系列
小径 D2 d2 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
铰制孔螺栓
20
§10-4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
e
一、 螺纹联接的基本类型
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单,省了螺母,不宜经常 拆装,以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚,允许拆装。
型
H2 l1 H1 H
设计:潘存云
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H,当螺孔材料为:
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
11
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
.
12
二、螺纹的主要几何参数
螺栓类型及使用ppt课件

2.5 3 4 5 6 8 10 12 14 14 17 17
P.31/33
螺栓
The end
2021/7/9
P.32/33
蝶型螺母用于衔接 强度不高,需经常 装配,可用手拧动 的螺母。如钢锯弓P.21、/33
2021/7/9
螺栓
锁紧螺母、盖型螺母
用途:
自锁螺母和普通六角 螺母一样,但比普通 螺母更具有防松的功 能,普通用在振动的 衔接部位。
盖型螺母比普通螺母 多了一个装饰的功能。
P.22/33
2021/7/9
螺栓
平垫圈
螺栓
標準件之螺栓
1、了解螺纹的历史 2、螺纹的种类、要素 3、螺纹衔接种类 4、螺栓种类 5、螺栓衔接的预紧与防松
2021/7/9
P.1/33
螺栓
在讲述螺栓之前我们必需先了解螺纹,由于螺栓的衔接效果是由螺 纹来实现的。
一、螺纹开展的历史 螺纹是人类最早发明的简单机械之一,在古代,人们利用螺纹固 定战袍的铠甲、提升物体、压榨油料和酒制品等。18世纪末,英国工 程师亨利·莫斯利〔Henry Maudslag〕发明了螺纹丝杠车床。第一次 工业革命后, 1841年英国人约瑟夫·惠特沃斯〔Joseph Whitworth〕 提出了世界上第一份螺纹国家规范(BS84,惠氏螺纹,B.S.W.和B.S.F.) 从而奠定了螺纹规范的技术体系。1905年,英国人泰勒〔William Taylor〕发明了螺纹量规设计原理〔泰勒原理〕。从此,英国成为世 界上第一个全面掌握螺纹加工和检测技术的国家,英制螺纹规范是世 界上现行螺纹规范的祖先,英制螺纹规范最早得到了世界范围的认可 和推行。
▲ 使接合面产生摩擦力,以接 受横向载荷
2021/7/9
《螺栓联接例题》课件

01
1. 材料缺陷:螺栓制造过程中存在材料缺 陷或热处理问题,导致其机械性能不足。
03
02
•·
04
2. 应力集中:螺栓结构上的应力集中因素 ,如尖角、缺口或划痕,可引发断裂。
3. 超载或过载:螺栓在超出设计负载的情 况下工作,疲劳累积导致断裂。
05
06
4. 腐蚀破坏:螺栓长期处于腐蚀环境中, 导致其结构受到破坏。
旋紧螺母
使用合适的螺丝刀或扳手旋紧 螺母,确保连接牢固。
பைடு நூலகம்
准备工具与材料
确保具备所需的安装工具和螺 栓、螺母等紧固件。
放置螺栓
将螺栓放置在连接件孔内,确 保位置准确。
检查紧固状态
在安装完成后,检查螺栓和螺 母的紧固状态,确保达到预定 的预紧力。
螺栓联接的拆卸步骤
准备工具
选择合适的螺丝刀或扳手,确保能够松动 螺栓和螺母。
及时处理。
防锈处理
对于长期不使用的螺栓 和螺母,应进行涂油或 防锈处理,以避免锈蚀
。
更换损坏件
如果发现螺栓或螺母有 严重磨损或损坏,应及 时更换,以确保连接的
安全性。
储存环境
存放螺栓和螺母的地方 应干燥、通风,避免潮
湿和高温环境。
04
螺栓联接的常见问题 及解决方案
螺栓松动问题
螺栓松动是常见的联接问题,可能导 致设备或结构的性能下降或失效。
螺栓联接的应用场景
01
02
03
04
汽车制造
车架、发动机、变速器等部件 的连接。
建筑行业
钢结构、桥梁、建筑物的连接 。
机械设备
齿轮箱、轴承座、压缩机等部 件的连接。
其他领域
电子设备、家用电器、玩具等 产品的部件连接。
螺钉螺栓的画法PPT课件

dA
A/2 A/2
D
画法
滚动轴承是标准件,在装配图中通常采用 简化画法(比例画法)。
主要参数
d (内径) D (外径) B (宽度)
d、D、B 根据轴承代号 在画图前查标准确定。
B
B/2
60º
深沟球轴承简化画法
1. 深沟球轴承的画法
B B/2
60°
A A/2 D
A/2
A
d
2. 推力球轴承的画法
齿轮啮合区放大图
齿轮啮合区放大图
径向剖视图啮 合区放大图
端面视图啮合 区放大图
8-5 滚动轴承
一、滚动轴承的结构 二、滚动轴承的基本代号 三、滚动轴承的画法
一、滚动轴承的结构
滚动轴承的种类很多,但其结构大体相同。一 般由外(上)圈、内(下)圈和排列在内 (上) 、外(下)圈之间的滚动体(有钢球、圆柱滚子 、圆锥滚子等)及保持架四部分组成。一般情况 下,外圈装在机器的孔内,固定不动;内圈套在 轴上,随轴转动。
8-1 螺纹紧固件
一、常用螺纹紧固件 二、螺纹紧固件的标记与图例 三、常用螺纹紧固件的比例画法 四、螺栓连接画法 五、 螺柱连接画法 六、螺钉连接画法
一、常用螺纹紧固件
二、螺纹紧固件的标记与图例
六角头螺栓一A和B级 GB/T 5782—2000
双头螺柱( bm=1.25 d) GB/T 897—1988
2. 螺钉连接的比例画法
3. 紧定螺钉连接画法
8-2 键
键的作用:键用于连接轴和 轴上的传动件(如齿轮、皮 带轮等),使轴和传动件不 发生相对转动,以传递扭矩 或旋转运动。
轴
键
皮带轮
一、 键的种类 二、 键的标准编号、图例和标记示例 三、 平键联结的画法 四、 半圆键联结的画法 五、 钩头楔键联结的画法
机械设计螺栓习题课ppt25页PPT文档

性系数 K 1.2 ,螺栓的许用应 s
力 16M 0P ,试a计算该联轴器能传递的最
大转矩 T ? max
例9.某气缸体与缸盖的螺栓组联接。已知:缸体
内径 D22m0,m气缸工作压力 P 0 1 .6N /m2 ,m
螺栓数目为12只,螺栓材料的 20N0/m2m , s
许用安全系数 S2.6,又知,当螺栓的工作拉力
σa / MPa
100
p D=100mm
50
0 50 100
200
螺栓材料的极限应力图
450
300 350 σm / MPa
例3. 如图所示的扳手柄用两个普通螺栓联接,
最大扳拧力P20N ,试0确定所需的螺栓直径 。
已知d :螺栓的许用拉应力 9N 0/m,2m 扳手两
零件之间摩擦系数 f 0.18,取可靠性系 数 Ks 1.1。
矩 T 26 N 0 m 。0 试按下列两种情况校核螺栓联接
的强度。
(1)采用 M16的小六角头铰制孔用螺栓,如图中方
案
所示。螺栓受剪面处直径
d 17mm,螺栓材 0
料为45号钢;其许用剪应力19M 5Pa;许用挤
压应力 30M 0P;a联轴器的材料为HT250,许用 P1
例5. 图示的方形盖板用四个 M 1d 2 1 1.1 0m 06m
的螺栓与箱体联接,位于对称中心 O点处的吊
环受拉力F已知螺栓的许用应 力 42M 7 P ,a
Fp' 0.6F ;问: (1)作用在吊环上的最大拉力 F ?
(2)由于制造误差,吊环的位置由O移至 O '
点,若测得 OO' 5 2mm,求 F 下受力最大 螺栓的工作拉力F 。 (3)说明在(2)的情况下,该螺栓组联接是 否安全?
力 16M 0P ,试a计算该联轴器能传递的最
大转矩 T ? max
例9.某气缸体与缸盖的螺栓组联接。已知:缸体
内径 D22m0,m气缸工作压力 P 0 1 .6N /m2 ,m
螺栓数目为12只,螺栓材料的 20N0/m2m , s
许用安全系数 S2.6,又知,当螺栓的工作拉力
σa / MPa
100
p D=100mm
50
0 50 100
200
螺栓材料的极限应力图
450
300 350 σm / MPa
例3. 如图所示的扳手柄用两个普通螺栓联接,
最大扳拧力P20N ,试0确定所需的螺栓直径 。
已知d :螺栓的许用拉应力 9N 0/m,2m 扳手两
零件之间摩擦系数 f 0.18,取可靠性系 数 Ks 1.1。
矩 T 26 N 0 m 。0 试按下列两种情况校核螺栓联接
的强度。
(1)采用 M16的小六角头铰制孔用螺栓,如图中方
案
所示。螺栓受剪面处直径
d 17mm,螺栓材 0
料为45号钢;其许用剪应力19M 5Pa;许用挤
压应力 30M 0P;a联轴器的材料为HT250,许用 P1
例5. 图示的方形盖板用四个 M 1d 2 1 1.1 0m 06m
的螺栓与箱体联接,位于对称中心 O点处的吊
环受拉力F已知螺栓的许用应 力 42M 7 P ,a
Fp' 0.6F ;问: (1)作用在吊环上的最大拉力 F ?
(2)由于制造误差,吊环的位置由O移至 O '
点,若测得 OO' 5 2mm,求 F 下受力最大 螺栓的工作拉力F 。 (3)说明在(2)的情况下,该螺栓组联接是 否安全?
螺栓联接作业及答案ppt课件

第二题 二、破坏形式 1. 上侧螺栓不被拉断—不断条件
dc
4 1.3F0
2. 不松条件 (上侧边缘) P=PF M 0 3. 不碎条件 P=PF +M≤[] 4. 不滑条件 S F m z≥kf P
第二题
三、求螺栓直径
1.由不滑条件求预紧力F S • F • m • z≥kf •P
F k f P 1.23000 4500N
d1
dc
H 6
6.87
0.866 1.5 6
6.87 0.2165 7.087mm
第四题
如图所示,左右两半凸缘联轴器用螺栓联接,两 凸缘厚度相同,由性能级别为个4.6的Q235钢制造的6 个 M22 螺 栓 互 相 连 接 起 来 , 螺 栓 均 布 于 直 径 D0=220mm的凸缘圆周上,联轴器的材料为铸铁。
i 1
d
4Fs
m
43610 6.92mm96 Nhomakorabeas
ss
240 2.5
96MPa
取M6 d=7mm
第四题
二、校核挤压强度
螺栓
P
s
SP
1
240 ~ 1.25
240
~
192
被联接件
P
B
SP
250 2 ~ 2.5
125
~
100
P
Fs d h
3610 7 1.25 7
58.94
P
100Mpa
第四题
第四题
试求:① 若用普通螺栓联接,装配时用定力矩扳手 控制预紧力,求此联轴器所能传递的最大扭矩T,(接 合面摩擦系数s=0.15可靠系数Kf=1.2,取螺栓的安全 系数[S]=1.8)。
螺栓基本知识ppt课件

夹紧载荷 10%
螺纹摩擦35%
11
2.2、理论公式
TF 2 dp1c c o so s s ts tg g dw
w 1 2F dpco ssdptg dw
w
12
2.2、理论公式
TF 2 dp1c c o so s s ts tg g dw
3.2.3 扭矩转角法
扭矩 T0
角度 = OK 扭矩 = OK
△θ
角度
θ1
θ2
29
扭矩转角法与扭矩法比较
a=(F-TS/KD) /η F
F0 Fyv
Fs
T=k •D • F F
Fpv F0 (0.30.7) Fyv
a
A
T
30
3.2.4 屈服点控制法
Ⅰ.拧紧系统先将螺栓拧至一起始力矩(50%),然后系统不断计算扭矩/转角斜率, 当螺栓材料达到屈服点(扭矩不再增加,而角度增加很快),斜率急剧下降,则系统 发出控制信号;
在有润滑的条件下,扭矩系数K变化,同一扭矩将得到不同的轴向预紧力(夹紧力) 成反比;或相同的预紧力时,扭矩成正比。
连接零件
角螺栓和螺母 凸缘螺栓和螺母
扭矩系数 K
有润滑
无润滑
0.18
0.26
0.23
0.31
45
4.5.3 零部件质量的影响 零部件的质量对拧紧力矩的也有一定的影响,如螺纹烂牙、定位
尺寸误差、支撑面变形等。 例:轮胎螺栓与钢圈的定位误差,易造成“假扭矩”,即力矩达到
要求,在地面滚动后,力矩急剧下降。
连接件表面存在有杂质、磕碰、毛刺、定位误 差、支撑面变形等,使结合面产生非正常连接,螺 纹结合面将产生咬合现象。使得相同的装配扭矩所 产生的轴向预紧力降低、甚至为零。
涵盖所有机械设计中有关【螺栓的受力分析试题,并附答案】

τ=
F3 max σ 640 ≤ [τ ] , [τ ] = S = =256MPa π 2 [ S S ] 2.5 d0 4
故
7 π FΣ ≤ × 112 × 256 3 4 3 π FΣ ≤ × × 112 × 256=10426.5N 7 4
(8) 设计图 5-18 中的普通螺栓联接的螺栓直径。 防滑系数(可靠性系数) K s = 1.3 , 被联接件间摩擦系数 f = 0.13 , 螺栓许用拉伸应力。(取计算直径 d c=d1 )普通螺栓的尺寸如表 3.2 所示。
臂端的最大作用力 FΣ 。
图 5-17 解 : 将 力 FΣ 向 接 缝 面 螺 栓 组 中 心 2 简 化 。 螺 栓 组 接 缝 面 受 : 向 下 滑 移 力 FΣ , 绕 中 心 2 的 扭 矩
T = FΣ (50 + 30 + 120)=200 FΣ 。 由 于 FΣ 作 用 , 各 螺 栓 承 受 垂 直 向 下 的 剪 切 载 荷 为 F= FΣ ;由于 T 作用,螺栓 1、3 所受的剪切载荷最大,其值为 3 F1=F3=Fmax = Trmax
图 5-14
答图 4
解:如答图 4 所示,将载荷向螺栓组形心 O 简化,得横向力 FΣ = 60kN 扭矩 T = 6 × 10 × 250 = 15 × 10 N ⋅ mm
4 6
每个螺栓受向下的剪力
FΣ 6 × 10 4 F= = = 10 4 N z 6
6
由于 T ,受力最大螺栓
Fmax = T rmax
Cb 1 = ,试求: Cm 3
F1 = F0 −
Cm F ≥0 Cb + Cm
故得螺钉最小预紧力
F0 ≥
3C b Cm 3 F= Fmax = × 10000 = 7500 N Cb + Cm C b + 3C m 4
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螺栓联接设计实例
已知:支架和底板用2个受拉螺栓联接。支架和底板的材料为HT200、螺栓 的材料为Q235,支架重量不计。P=3000N、α=30°、A=200mm、B= 50mm、2l=250mm、H1=300mm、 H2=200mm、C=60mm,试设计此螺 栓联接。Holder and plate are jointed with 2 tensile bolts. Material of the holder and plate is HT200. Material of the bolts is Q235. Weight of the holder can be neglected . Design the group of bolt joints.
分析:此螺栓组采用受拉螺栓、并有纵向工作载荷,设计 公式如下:
dc
4 1.3F0
π σ
其中受力最大螺栓的总拉力F0 、螺栓的许用拉应力[σ] 为未知 量。 [σ] 通过查表得到, F0 通过受力分析获得。
一、螺栓组联接受力分析(求F0)Forces in group of bolt joints.
P 2.5mm
d=20mm
d1=17d.22 941m8.m3761m6m.16mm
P 2.5mm
三、 Checking press strength校核挤压强度(有m时)
σ
pm
a
=
x
ZF' AJ
m W
Q AJ
σ
σB [S] P
四、 Checking stress amplitude校核应力幅(变载荷时Under
2. Operating force of the bolt subject to the maximum force (upper bolt)受力最大螺栓工作拉力Fmax(上边螺栓FI)
F1
Q Z
2589=129(9 N) 2
F2= r12
mrm a x r22 ... rz2
ml 2l 2
variable load)
σ
=
a
C1
C1 C
2
2F
πd
2 c
σ(a P12
表2-5)
工作过程模拟 力—变形关系
a. 松联接
b. 只受预紧力
c. 预紧力和工作载 荷联合作用
dc
4F
π σ
dc
4 1.3F'
π σ
dc
4 1.3F0
π σ
思考题
[
S
]s=
2200k m 900-(700000-F0)2 10-7
=4.15
(普通钢k m=1、F0=9143N、不控制预紧力)
查手册:取M18螺栓或者取M20螺栓
By handbook take bolt M18 or bolt M20
M18螺栓:
M20螺栓:
d=18mm
d1=16d.32 761m7m.0261m6m.16mm
dc
4
1.3F0
πσ
=
4 1.3 9143 3.14 58 106
=16.16
103
m=16.16mm
P12 表2-5 [σ] σs 240 58MPa [S]s 4.15
P11 表2-4 Q235性能等级4.6 σB=400MPa、σs=240MPa
P12
表2-5
思考题
思考题
思考题
思考题
F0=F
F=F'
C1 C1 C2
Fm a x
为计算方便,我们采用后一公式求F0。则首先应求出受力最大 螺栓的工作载荷Fmax和预紧力F′。
1. Force system simplify 力系简化
Q=P cosα 3000cos30=258(9 N) R=Psinα 3000sin30=150(0 N) m=RA QB 1500 0.2 2589 0.05=43(0 N m)
F1
(Z=2) ②
P14: C1 =0.2~0.3 0.(2 金属垫片或无垫片) C2 =1- C1 =0.8
C1 C2
C1 C2
C1 C2
P17:μ=0.1~0.16 0.13
Kf=1.1~1.5 1.3
把相关数据代入①、②式:
①
F
1 C 2
)Fmax=1.2
FI"=F '
C2 C1 C 2
FI=F'
C2 C1 C
(F1
2
F2)
FII"=F'
C2 C1 C 2
FII=F'
C1C2C2(F1
F2)
FI " FII"=2F'2
C2 C1 C 2
F1=Z(F'
C2 C1 C 2
F1)
(与m产生的F2无关)
F'= Kf R μZ
C2 C1 C 2
=
430 0.25
=172(0 N)
FI=F1 F2 1299 1720=301(9 N)
Fmax=FI=301(9 N)
3. F′=?
(1)Condition of preventing from separation of the joints 不离缝条件
FI" (0.2 ~ 0.6)Fmax 0.4Fmax
3019=3623N
②
F'= Kf R μZ
C2 C1 C 2
F1=10.3.1315020
0.8 1299=8539N
取F′=8539N
4. 计算F0
F0=F'
C1 C1 C2
Fm a x=8539
0.2 3019=9143
N
二、Determine bolt sizes 螺栓参数确定
F'
FI "
C2 C1 C2
Fm a x
(0.4
C2 C1 C2
)Fmax
①
(2)Condition of preventing from sliding between
contact surfaces 不滑移条件
μ(FI"FII"... Fz") Kf R
μ(FI"FII") Kf R
已知:支架和底板用2个受拉螺栓联接。支架和底板的材料为HT200、螺栓 的材料为Q235,支架重量不计。P=3000N、α=30°、A=200mm、B= 50mm、2l=250mm、H1=300mm、 H2=200mm、C=60mm,试设计此螺 栓联接。Holder and plate are jointed with 2 tensile bolts. Material of the holder and plate is HT200. Material of the bolts is Q235. Weight of the holder can be neglected . Design the group of bolt joints.
分析:此螺栓组采用受拉螺栓、并有纵向工作载荷,设计 公式如下:
dc
4 1.3F0
π σ
其中受力最大螺栓的总拉力F0 、螺栓的许用拉应力[σ] 为未知 量。 [σ] 通过查表得到, F0 通过受力分析获得。
一、螺栓组联接受力分析(求F0)Forces in group of bolt joints.
P 2.5mm
d=20mm
d1=17d.22 941m8.m3761m6m.16mm
P 2.5mm
三、 Checking press strength校核挤压强度(有m时)
σ
pm
a
=
x
ZF' AJ
m W
Q AJ
σ
σB [S] P
四、 Checking stress amplitude校核应力幅(变载荷时Under
2. Operating force of the bolt subject to the maximum force (upper bolt)受力最大螺栓工作拉力Fmax(上边螺栓FI)
F1
Q Z
2589=129(9 N) 2
F2= r12
mrm a x r22 ... rz2
ml 2l 2
variable load)
σ
=
a
C1
C1 C
2
2F
πd
2 c
σ(a P12
表2-5)
工作过程模拟 力—变形关系
a. 松联接
b. 只受预紧力
c. 预紧力和工作载 荷联合作用
dc
4F
π σ
dc
4 1.3F'
π σ
dc
4 1.3F0
π σ
思考题
[
S
]s=
2200k m 900-(700000-F0)2 10-7
=4.15
(普通钢k m=1、F0=9143N、不控制预紧力)
查手册:取M18螺栓或者取M20螺栓
By handbook take bolt M18 or bolt M20
M18螺栓:
M20螺栓:
d=18mm
d1=16d.32 761m7m.0261m6m.16mm
dc
4
1.3F0
πσ
=
4 1.3 9143 3.14 58 106
=16.16
103
m=16.16mm
P12 表2-5 [σ] σs 240 58MPa [S]s 4.15
P11 表2-4 Q235性能等级4.6 σB=400MPa、σs=240MPa
P12
表2-5
思考题
思考题
思考题
思考题
F0=F
F=F'
C1 C1 C2
Fm a x
为计算方便,我们采用后一公式求F0。则首先应求出受力最大 螺栓的工作载荷Fmax和预紧力F′。
1. Force system simplify 力系简化
Q=P cosα 3000cos30=258(9 N) R=Psinα 3000sin30=150(0 N) m=RA QB 1500 0.2 2589 0.05=43(0 N m)
F1
(Z=2) ②
P14: C1 =0.2~0.3 0.(2 金属垫片或无垫片) C2 =1- C1 =0.8
C1 C2
C1 C2
C1 C2
P17:μ=0.1~0.16 0.13
Kf=1.1~1.5 1.3
把相关数据代入①、②式:
①
F
1 C 2
)Fmax=1.2
FI"=F '
C2 C1 C 2
FI=F'
C2 C1 C
(F1
2
F2)
FII"=F'
C2 C1 C 2
FII=F'
C1C2C2(F1
F2)
FI " FII"=2F'2
C2 C1 C 2
F1=Z(F'
C2 C1 C 2
F1)
(与m产生的F2无关)
F'= Kf R μZ
C2 C1 C 2
=
430 0.25
=172(0 N)
FI=F1 F2 1299 1720=301(9 N)
Fmax=FI=301(9 N)
3. F′=?
(1)Condition of preventing from separation of the joints 不离缝条件
FI" (0.2 ~ 0.6)Fmax 0.4Fmax
3019=3623N
②
F'= Kf R μZ
C2 C1 C 2
F1=10.3.1315020
0.8 1299=8539N
取F′=8539N
4. 计算F0
F0=F'
C1 C1 C2
Fm a x=8539
0.2 3019=9143
N
二、Determine bolt sizes 螺栓参数确定
F'
FI "
C2 C1 C2
Fm a x
(0.4
C2 C1 C2
)Fmax
①
(2)Condition of preventing from sliding between
contact surfaces 不滑移条件
μ(FI"FII"... Fz") Kf R
μ(FI"FII") Kf R