Математика лекции задачи Лекции по электротехнике Теория машин и механизмов Машиностроительное черчение Современные интерьеры архитектура дизайн История искусства Информатика Физика решение задач >

Классификация зубчатых передач Эвольвентное зацепление Качественные показатели зубчатой передачи Цилиндрические косозубные передачи Передачи Новикова Виброизоляция и виброзащита Силой трения покоя Показатели ремонтопригодности


Теория машин и механизмов

Виды трения. Общее сопротивление, возникающее в местах соприкоснове- ния двух тел, которые перемещаются друг относительно друга, называется силой трения. Сопротивление движению возникает из-за упругих вязких и пластических деформаций шерохова­тых поверхностей соприкасающихся тел. Трение в одних случаях является полезным фактором, на- пример: при сцеплении винта и гайки с закрепляемой деталью колес автомобиля или трамвая с дорогой, дисков тормозов различных машин.

Трение в кинематических парах

Природа и виды трения

При работе машин и механизмов происходит явление, которое сопровождается рассеиванием механической энергии. Это явление называется трением. Общее сопротивление, возникающее на поверхности двух соприкасающихся тел (рис. 53) при относительном скольжении их, называется силой трения. Еще Паран (1704) и Эйлер (1748) утверждали, что основной причиной трения скольжения является шероховатость тел, находящихся в соприкосновении. При сильном увеличении (изучая микроструктуру или микрогеометрию) соприкасающихся тел можно видеть картину соприкосновения двух шероховатых прижатых друг к другу поверхностей (рис. 53).

Рис. 53. Микрогеометрия двух соприкасающихся тел и возникновение силы трения при скольжении

При движении одного тела относительно другого в зонах фактического контакта происходит сцепление, возникают упругие, вязкие или пластические деформации соприкасающихся элементов, развиваются силы молекулярного взаимодействия. Появляющееся в результате этого суммарное сопротивление движению одного тела по другому и представляет собой силу трения. Такое объяснение физической картины трения дает механическая и молекулярная теория.

Таким образом, трение возникает вследствие механического зацепления и упругопластического контакта двух тел и, кроме того, молекулярного взаимодействия контактирующихся элементов. (Силы молекулярного притяжения можно ощутить, если две мерные плитки, находящиеся в соприкосновении хорошо обработанными поверхностями, сдвигать одну относительно другой.)

Общий механизм трения изучен еще недостаточно. В частности, не выявлена значимость отдельных факторов, определяющих силу трения.

Энергия, затрачиваемая на трение, превращается в теплоту. Одновременно с этим происходит сглаживание шероховатостей соприкасающихся поверхностей, называемое износом.

По объекту взаимодействия различают внешнее и внутреннее трение. Внешнее трение –– противодействие относительному перемещению соприкасающихся тел в направлении, лежащем в плоскости их соприкосновения. Внутреннее трение –– противодействие относительному перемещению отдельных частей одного и того же тела.

По признаку наличия или отсутствия относительного движения различают трение покоя и трение движения. Трение покоя (статическое трение) –– внешнее трение при относительном покое соприкасающихся тел. Трение движения (кинетическое трение) –– внешнее трение при относительном движении соприкасающихся тел.

По виду относительного движения тел различают: трение скольжения –– внешнее трение при относительном скольжении соприкасающихся тел, трение верчения –– внешнее трение при вращении одного тела относительно другого вокруг общей нормали к поверхностям их соприкосновения (частный случай трения скольжения), трение качения –– внешнее трение при относительном качении соприкасающихся тел.

По физическим признакам состояния взаимодействующих тел различают: чистое трение (ювенильное) –– внешнее трение при полном отсутствии на трущихся поверхностях каких-либо посторонних примесей; сухое трение (трение несмазанных поверхностей) –– внешнее трение, при котором трущиеся поверхности покрыты пленками окислов и адсорбированными молекулами газов или жидкостей, а смазка отсутствует; граничное трение –– внешнее трение, при котором между трущимися поверхностями есть тонкий (порядка 0,1 мкм и менее) слой смазки, обладающий свойствами, отличными от ее обычных объемных свойств; полужидкостное (смешанное) трение –– трение, при котором между трущимися поверхностями есть слой смазки с обычными объемными свойствами;  жидкостное (гидродинамическое) трение –– трение, при котором поверхности трущихся твердых тел полностью отделены друг от друга слоем жидкости.

В других случаях трение вызывает непроизводительный расход энергии, быстрый износ трущихся деталей. Например, короткий ресурс различных двигателей, редукторов, ряда машин, объясняется быстрым износом контактирующих поверх­ностей звеньев, т. е. кинематических пар. Уменьшая трение в кинематических парах, можно обеспечить уменьшение расхода энергии и увеличить их долговечность, а следовательно повысить ресурс различных машин.
Основные теоремы динамики Теорема сложения скоростей