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

Трение препятствует относительному движению звеньев в кинематических парах. В зависимости от характера относительного движения различают: - трение скольжение в низших кинематических парах, - трение качения или трение качения с трением скольжения в высших кинематических парах. Трение скольжения, в свою очередь можно разделить на: - сухое трение (из-за сопротивления микронеровностей контактирующих поверхностей при отсутствии смазки), - полусухое трение (из-за сопротивления микронеровностей при наличии смазки),

Силы трения

Сила трения покоя.

Силой трения покоя называется составляющая полной реакции для трущихся тел, лежащая в общей касательной плоскости к поверхностям контакта. Величина этой силы и ее направление зависят от внешних сил, приложенных к трущимся телам, но не могут превышать предельной (полной) силы трения покоя, под которой понимается сила трения покоя, по достижении которой начинается относительное движение трущихся тел.

Величина предельной силы трения покоя зависит от многих факторов, которые можно учесть только экспериментальным путем для каждого механизма в отдельности. При отсутствии экспериментальных данных пользуются обычно приближенными формулами, из которых (в хронологическом порядке) можно отметить следующие.

Формула Амонтона (1699):

, (99)

где FT –– величина предельной силы трения покоя, f –– коэффициент трения, F –– величина результирующей силы нормальных давлений на поверхности трения. Коэффициент трения, являющийся безразмерной величиной, зависит от физической природы и состояния трущейся пары, т.е. шероховатости поверхности, наличия и сорта смазки, давления, скорости относительного скольжения и др.

Формула Кулона (1785):

, (100)

где А –– сцепленность, зависящая от площади касания.

Формула Ишлинского и Крагельского (1944):

, (101)

где –– величина силы трения при бесконечно большом времени контакта, F0 –– при нулевом времени контакта, x –– постоянный коэффициент, t –– время контакта.

2. Сила трения скольжения.

После достижения предельной силы трения покоя начинается скольжение трущихся поверхностей. Силой трения скольжения называется составляющая полной реакции для трущихся тел, лежащая в общей касательной плоскости к поверхностям контакта и направленная в сторону, противоположную их относительному смещению. Величина силы трения скольжения определяется по формулам (99) и (100), в которых коэффициент трения скольжения имеет меньшую величину по сравнению с коэффициентом трения покоя, или же по формулам, учитывающим скорость скольжения.

При граничном трении наиболее часто употребляется эмпирическая формула:

, (102)

где v –– величина скорости относительного движения трущихся поверхностей, f0 –– значение коэффициента трения при v = 0, f1, f2 и f3 –– экспериментальные коэффициенты, которые могут быть и положительными, и отрицательными.

Направление силы трения скольжения противоположно направлению соответствующей относительной скорости. Например, сила трения FTij, действующая на звено i со стороны звена j, направлена противоположно относительной скорости vij точки контакта на звене i по отношению к звену j.

3. Момент сил трения качения.

В высших парах возможно взаимное качение звеньев. Сопротивление качению звеньев выражают обычно моментом пары сил трения качения MT, величина которого определяется по формуле

, (103)

где k –– коэффициент трения качения, измеряемый в см, F –– величина результирующей силы нормальных давлений на поверхности трения.

Направление момента МT противоположно направлению соответствующей относительной угловой скорости. Например, момент сил трения MTij, действующий на звено i со стороны звена j, направлен противоположно угловой скорости ωij звена i по отношению к звену j.

Жидкостное трение При жидкостном трении трущиеся поверхности должны быть полностью разделены слоем жидкости (смазки). В этом случае относительное скольжение поверхностей сопровождается только внутренним трением слоев жидкости, и величина силы трения оказывается значительно меньше, чем при сухом или граничном трении.

Трение во вращательной паре. Рассмотрим вращательную пару, в которую входят звенья i и j, при условии, что между цилиндрическими элементами этой пары имеется зазор. Тогда при сухом или граничном трении касание элементов пары происходит по линии, совпадающей с общей образующей цилиндрических элементов пары

Коэффициент полезного действия (КПД), характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии, определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой, обозначается обычно η = Wпол/Wсум.

В большинстве механизмов движущие силы и силы сопротивления в течение времени установившегося движения непостоянны. Поэтому для определения коэффициента полезного действия подсчитывают работу всех движущих сил и производственных сопротивлений за один полный цикл времени установившегося движения машины.

Определение коэффициентов полезного действия типовых механизмов

жидкостное трение (при отсутствии контакта по­верхностей жидким слоем жидкости, за счет вязкости жидкости). Природа сухого и жидкостного трения, а также трения качения - различна, поэтому отличаются и методы определения тех сопротивлений, которые появляются при относительном движении элементов кинематических пар
Основные теоремы динамики Теорема сложения скоростей