Трение в поступательной кинематической паре. Угол и конус трения и трения движения.

Сила трения пропорциональна нормальному давлению и направлена противоположно направлению относительной скорости. F = f N. На рис. 3.13 представлена схема поступательной пары. Пусть к ползуну приложена сила Q, направленная перпендикулярно направляющей, и движущая сила P. Со стороны направляющей на ползун действуют нормальная реакция N и сила трения F, являющаяся касательной реакцией. Геометрическая сумма N и F есть полная реакция R. Угол между R и N назовем углом трения, поскольку он зависит от силы трения F. При равномерном движении ползуна соблюдается условие P = F, где F = fN, откуда следует f = F/N. Из построения на рис. 3.13в следует, что F/N = tgφ где φ = arctg f. При малом коэффициенте трения φ ≈ f. Так, например, при f = 0.2 φ = 0.2 рад ≈ 12˚. Коэффициент трения определяется экспериментально на установке, схема которой показана на рис. 3.13б. На плоскости, наклоненной к горизонту под углом α. Помещено тело. Установим условия, при которых тело будет покоиться на плоскости. Разложим силу тяжести на две составляющие – по нормали и по касательной к поверхности. Нормальная составляющая, равная G cos α, прижимает тело к плоскости, касательная составляющая, равная G sin α, стремится сдвинуть тело вниз по плоскости. Этой силе противодействует сила трения F = fGsinα. Условие равновесия тела на плоскости

F≥ Gsinα или FG cos α ≥ G sin α f ≥ tg α tgφ ≥ tg α φ ≥ α

Равновесие тела на наклонной плоскости не зависит от величины силы. Такое состояние носит название самоторможения. Самоторможение часто используется в грузоподъемных механизмах.

 

 

Трение в поступательной кинематической паре.При перемещении одного тела (звена механизма) относительно находящегося с ним в контакте другого тела (звена) в месте их контакта возникает сила, сопротивляющаяся перемещению, – сила трения F. Величину коэффициента трения в поступательной кинематической паре можно определить с помощью так называемого закона Кулона, в соответствии с которым величина силы трения F прямо пропорциональна нормальной силе N между соприкасающимися звеньями. Векторная сумма сил и равна полной силе реакций в кинематической паре: . Рис. 3.15. Схема сил в поступательной кинематической паре Отношение называют коэффициентом трения скольжения в поступательной кинематической паре, а угол – углом трения скольжения. Полная реакция отклоняется на угол трения в сторону, противоположную скорости (см. рис. 3.16). Величину коэффициента трения скольжения f можно определить экспериментально или по справочникам (величина f зависит от шероховатости, материалов, трущихся поверхностей, наличия смазки, ее качества, температуры и т.д.). Трение во вращательной кинематической паре Рис. 3.16. Схема сил во вращательной кинематической паре Внешние нагрузки, действующие на вал при его вращении, показаны на схеме рис. 3.16. Здесь А – точка приложения нормальной реакции , причем – равнодействующая всех нормальных сил (эпюра этих сил может иметь различный вид), (рис. 3.17); – сила трения (равно-действующая всех сил трения, распределенных по поверхности контакта); – сила давления цапфы вала на опору (корпус подшипника); – сила реакции во вращательной кинематической паре, ; ; – угол трения; r – радиус цапфы (опорной части) вала; – радиус круга трения; – приведенный коэффициент трения. Во вращательной кинематической паре (см. рис. 3.14) реакция отстоит от оси вращения на величину радиуса круга трения , причем всегда касательна к кругу трения. Момент трения . Рис. 3.17. Примерные схемы эпюр давления в новом (а) и изношенном (б) подшипниках скольжения Величину можно определить: 1) экспериментально (например, используя метод выбега); 2) по эмпирическим формулам с учетом износа подшипника и соответствующего изменения эпюр давления (рис. 3.17): для нового подшипника , для изношенного – , где f – коэффициент трения скольжения в поступательной кинематической паре (берется из справочников).

Конусом трения называют конус, описанный линией действия полной реакции, построенной на максимальной силе трения, вокруг направления нормальной реакции. Для равновесия тела на шероховатой поверхности необходимо и достаточно, чтобы линия действия равнодействующей активных сил, действующих на тело, проходила внутри конуса трения или по его образующей через его вершину.

Трение клинового ползуна.

-

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: