Краткий физико-технический справочник - Яковлев К.П.
Скачать (прямая ссылка):
Вектор силы трения, располагаясь в общей касательной плоскости к поверхности взаимодействующих тел, всегда направлен в сторону, противоположную относительной скорости.
Трение представляет собой весьма сложное явление, которое не может быть охарактеризовано одним коэффициентом, неизменным для рассматриваемой трущейся пары. Однако в инженерных расчетах до сих пор пользуются следующей зависимостью при определении силы сухого и полужидкостного трения:
F^f mod РЙ, (5-123)
где /7—сила трения; P^0 — нормальная сила, прижимающая звено / к звену 2: f — коэффициент трения (рис. 5-67).
Величины / не только весьма различны для различных комбинаций трущихся материалов, но и в значительной степени зависят от состояния трущихся поверхностей (степень шероховатости, чистые или смазанные поверхности, длительность предварительного неподвижного контакта и т. д.). Чтобы сдвинуть неподвижное тело с места, требуется большая сила, чем необходимая для поддержания равномерно-прямолинейного движения.
Угол трения — угол ср отклонения равнодействующей сил реакции от нормали (рис. 5-67). Конус трения — геометрическое место возможных положений вектора равнодействующей сил реакции.
Связь между ср и /:
tgcp=/. (5-124)
Если тело 1 находится под воздействием нескольких сил, которые приводятся к равнодействующей P12 (рис. 5-68), то при а ><р наблюдается ускоренное движение, при а = ср — равномерное движение и при а < ср — замедленное движение. В последнем случае плоскость называется самотормозящейся.
При жидкостном трении трущиеся поверхности полностью разобщены слоем смазки. В таком случае получается явление скольжения одной поверхности жидкости относительно другой. Необходимое условие жидкостного трения: сцепление жидкости с трущимися поверхностями должно быть больше сцепления слоев жидкости друг с другом. Для
320
ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН
металлов в качестве смазки применяются минеральные, растительные и животные масла. Коэффициент жидкостного трения в основном является функцией относительной скорости скольжения, удельного давления на трущихся поверхностях и абсолютной вязкости жидкости.
Рис. 5-67. Рис. 5-68.
Единица абсолютной вязкости пуаз (г\ [кГ-сек/мЩ) — вязкость, при которой для перемещения поверхности 1 м2 со скоростью 1 м/сек относительно другой поверхности, разделенных слоем жидкости толщиной 1 м, требуется сила, равная 1 кГ.
Требования, необходимые для замены полужидкостного трения жидкостным: а) жидкость, занимающая зазор между скользящими поверхностями, должна удерживаться в зазоре; б) внутреннее давление в смазке должно уравновешивать внешнюю нагрузку в виде силы, прижимающей друг к другу скользящие поверхности; в) жидкость должна полностью разделять скользящие поверхности; г) толщина слоя жидкости между скользящими поверхностями должна быть больше суммы высот наиболее выступающих частей шероховатых поверхностей скольжения.
Сила трения качения определяется по следующей формуле:
'к—Я Ря. (5-125)
где k [см] — коэффициент трения качения; R — радиус круглого катящегося тела; Pn — нормальная сила, прижимающая катящееся тело к поверхности.
§ 5-22. Силы инерции
При решении многих задач динамики механизмов пользуются принципом д'Аламбера, в соответствии с которым задача динамики сводится к задаче статики, если учитывать силы инерции.
Сила инерции материальной точки X с массой т^[кГ-сек-/м\ равна:
*иХ=~тХ*Х, <5-126>
где &х — ускорение материальной точки X.
Силы инерции в плоско-параллельном движении звена, имеющего плоскость симметрии, параллельную движению, приводятся к главному вектору Ри и главному моменту Аіи равным
СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА МЕХАНИЗМ
321
где т — масса звена; — ускорение его центра тяжести; е — угловое ускорение звена, Js [кГ'М-секЦ — момент инерции звена относительно оси, проходящей через центр тяжести звена.
В поступательном движении звена є= 0, а потому и Л1и=0.
Во вращательном движении (рис. 5-69) имеем:
ри = ри+ Ри= - m*s - тлІ' (5"128)
где P^J — нормальная (центробежная); Ри—тангенциальная (касатель-п t
ная) силы инерции; а5 и as— нормальная и тангенциальная составляющие ускорения as центра тяжести звена.
Главный момент в этом случае определяется вторым соотношением (5-127). При приведении к одной силе (5-128) Ри проходит через центр качания К, расположенный от центра вращения на расстоянии
'OK -lOS+¦^. ?-'29)
Когда звено не имеет плоскости симметрии, параллельной движению, главный вектор и главный момент сил инерции материальных точек
Рис. 5-69. Рис. 5-70.
также могут быть определены, но для этого надо знать величины центробежных моментов инерции масс звена.
Если силы инерции материальных точек звена приведены к точке О (рис. 5-70), то имеем:
главный вектор
Ри=-та5> (5-130)
главный момент
Ми«1(- a*Jyg + eJxz) + j (u>2/^ + eJyz) - ks JZi (5-131)
где Jxz и — центробежные моменты инерции звена соответственно относительно осей х, z и у, z; У^—момент инерции звена относительно
