12. Основные характеристики сухого трения. Характеристика трения.

Сухое трение.

Имеет место, когда микронеровности одной поверхности взаимодействуют с микронеровностями другой поверхности

F

Схема взаимного положения поверхностей при сухом трении

Из рисунка видно, что под большим увеличением поверхности трущихся тел, можно обнаружить, что эти повеохности не абсолютно гладкие, а шероховатые.

Если эти поверхности двигать друг отностительно друга, то выступы одной поверхности будут задевать за выступы другой поверхности, Выступы будут деформироваться.

Если в точках касания приложить опорные реакции F, направленные по нормали к элементарным площадкам соприкасания, и разложить их на составляющие, перпендикулярные и параллельные направлению движения, то нормальные составляющие будут уравновешиваться заданными нормальными нагрузками, а касательные составляющие в сумме создадут некоторую силу сопротивления относительному перемещению поверхностей. Эта сила называется силой трения.

Характеристики сухого трения:

• Сила треия прямопропорциональна нормальной составляющей реакции.

f – коэффициент пропорциональности ( обычно определяется экспериментально)

• Сила трения покоя всегда боьше силы трения движения

• Коэффициент трения движения при установившемся движении является величиной постоянной

• Сила трения не зависит от площади соприкасающихся плоскостей

• Сила трения покоя зависит от продолжительности неподвмжного контакта соприкающихся тел.

- продолжительность неподвижного контакта

- сила трения покоя при бесконечности (F*) при бесконечности времени

-сила трения покоя при t0=0 (начало трения движения)

• Сила трения всегда направлена против скорости движения

13. Трения в поступательных кинематических парах. Конус трения.

Ползун сдвинется с места в тот момент, когда сила F (со штрихом ) достигнет значения

F ( с индексом ТП) и будет иметь место равенство.

И подставив значения, можно написать.

Из этой формулы следует, что ползун А выходит из состояния покоя, когда тангенс угластановиться равным или больше коэффициенту трения покояf (с индексом П), т.е. когда

Угол - угол трения

Конус трения – внутри, которого при любой приложенной силе, тело остается в покое.

14.Трения качения без скольжения и проворачивания. Коэффициент трения качения.

Для определения трения при качении рассмотрим цилиндр, окруженный силой Q.

В силу несимметричности распределения напряжений на площадке контакта равнодействующая сила N будет смещена вправо на величину к.

без скольжения

- коэффициент трения качения.

Чтобы цилиндр скользил без перекатывания необходимо, чтобы сила , т.е. сила, которая тянет цилиндр, должна равняться

Чтобы цилиндр не проворачивался, момент противодействия должен быть больше, чем вращающийся момент.

- коэффициент трения покоя.

15.Задачи силового исследования. Силы инерции. Точка качания.

Силовой расчет машин и механизмов следует после того, как машина сконструирована, т.е. должны быть известны формы детали, их массы и моменты инерции.

Целью силового расчета является:

1. Определение усилий во всех кинематических парах.

2. Определение уравновешивающей силы, приведенной (действующей) к ведущему звену машины.

3. Определение крутящего момента (если ведущее звено – кривошип) или движущей силы (если ведущее звено – ползун), а также определение мощности на ведущем звене.

Задача силового исследования состоит в том, чтобы изучить влияние внешних сил на появление реакции на кинематических парах. Внешние силы: силы веса, давления, упругие силы, а также силы, возникающие от упругого движения – инерции. Считается, что внешние силы заданы. Силы инерции определяются по известным законам трения. Определению подлежат только силы реакции и трения, которые неизвестны. Методы, используемые при силовом исследовании – графо – аналитические, часть реакции определяется аналитически путем составления и решения соответствующих уравнений. Другая часть неизвестной реакции определяется графически. Определение реакций необходимо для того, чтобы решить задачу прочности работы механизма, т.е. прочности его звеньев, а также для выбора соответствующих подшипников, на их работоспособность и долговечность.

Подшипники в кинематических парах выбираются по максимальным значениям реакций, которые возникают в процессе работы механизма

, Каждое звено имеет сложное движение.

, где

- ускорение центра масс (тяжести) звена;

- масса звена;

- момент звена относительно оси, проходящей через центр тяжести;

- угловое ускорение.

Сила и момент инерции М_u и Р_u действуют в сторону противоположную направлению ускорения.

Так как звено – это сложное материальное тело, то силы инерции каждого его отдельного звена могут быть сведены к одной силе инерции, которая называется главным вектором сил инерции и приложена к отдельной точке.

- главный вектор сил инерции от поступательного движения звена.

- главный момент пары сил от вращательного движения звена вокруг центра масс.

1.Звено движется поступательно М_u = 0 и Рu ≠ 0 (т.к. нет ускоренного вращательного движения =0)

2.Звено вращается вокруг центра масс звена a_s= 0, с≠0

3.Звено вращается вокруг оси, не проходящей через центр масс Мu ≠ 0 и Рu ≠ 0

4.Звено совершает сложное движение в плоскости Мu ≠ 0 и Рu ≠ 0

Рассмотрим случай 3.

P_u

Найдем результирующую силу, которая заменяет М_u и Р_u. Составим уравнение моментов сил относительно точки В и.т.д.

точка К – точка качания.

Можно момент от пары сил инерции не считать, а по формуле точки каченияР_u не меняя направления и величину. Расчет вести только с этой силой.