Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Поступательно - вращающееся звено.




Все точки такого звена имеют одинаковые ускорения, равные ускорению центра масс as, а угловое ускорение равно нулю. Следовательно, при поступательном движении звена действует только сила инерции , приложенная в центре масс.

Вращающееся звено.

Если звено совершает вращательное движение вокруг оси, проходящей через центр масс, то ускорение центра масс равно нулю (as=0) и сила инерции также равна нулю (). Если при этом звено вращается неравномерно , то на звено будет действовать момент сил инерции, определяемый по формуле (4.2). При вращении звена с угловым ускорением вокруг оси, не совпадающей с центром масс, на звено будет действовать сила , приложенная в центре масс, и момент сил инерции .

Заменяющие массы.В ряде случаев удобно массу звена условно заменить несколькими массами, сосредоточенными в заранее выбранных точках. Условия такой замены заключаются в эквивалентности сил инерции звена и заменяющей его фиктивной системы масс: сумма масс mi, расположенных в точках замещения, должна быть равна массе m звена; сумма статических моментов относительно центра масс должна быть равна нулю; сумма моментов инерции сосредоточенных масс относительно оси, проходящей через центр масс, должна быть равна моменту инерции звена Js.относительно этой же оси:

(4.3)

где - радиусы- векторы замещающих точек.

Замена звена эквивалентной системой, удовлетворяющей всем условиям (4.3), называется динамическим замещением масс; если же выдержаны только первые два условия (4.3), то это статическое замещение масс. Последнее замещение упрощает задачу и даёт осуществить замещение двумя массами, расположенными в центрах шарниров (рис.4.1):

и

Рис. 4.1. Заменяющие массы Рис.4.2. Схема сил в

поступательной паре

 

 

Силы трения

Виды трения

Трение представляет собой явления сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним.

Различают трение скольжения и качения. Трение скольжения имеет место при относительном движении двух тел, скорости которых в точках касания различны. Трение качения возникает в высших кинематических, скорости которых в точках касания одинаковы по величине и направлению.

По состоянию поверхностного слоя и наличию смазки между элементами кинематических пар различают (ГОСТ 23ю002-78): трение без смазки, возникающее при отсутствии на поверхности трения, введённого смазочного материала всех видов; граничное трение - при наличии на поверхностях трения слоя жидкости, обладающего свойствами, отличающимися от объёмных; жидкостное трение, при котором возникает явление сопротивления относительному перемещению между двумя телами, разделёнными слоем жидкости, в котором проявляются её объёмные свойства.

На явление трения оказывают влияние свойства поверхностей. Из-за шероховатости и волнистости поверхностей, неточности изготовления деталей и изменения формы под действием приложенных нагрузок поверхности контактирует не по всей их площади, а по отдельным малым площадкам. Вследствие этого на соприкасающихся поверхностях даже при небольших сжимающих нагрузках возникают большие удельные давления. Под действием этих давлений происходят упругие и пластические деформации элементов поверхности, выступы поверхностей взаимно внедряются и на площадках контакта возникают силы молекулярного взаимодействия, что влияет на величину силы трения.

Сила трения.

Это сила сопротивления относительному перемещению двух тел при трении. Она приложена в зонах соприкосновения и направлена в сторону, противоположную возможному направлению относительной скорости. В результате работы силы трения происходи процесс постепенного изменения размеров элементов кинематических пар (отделение с поверхности трения материала и (или) его остаточная деформация). Этот процесс называется изнашиванием.

Коэффициент трения скольжения.

Между силой трения F и нормальной составляющей внешних сил N,действующей на поверхность тел 1 и 2 (рис.4.2.), существует зависимость, которая с достаточной для практики точностью может быть представлена формулой Кулона:

(4.5)

где - коэффициент трения, определяемый опытным путём в зависимости от различных условий контакта звеньев. Рассмотрим трение при относительном движении двух звеньев: ползуна 1 и направляющей 2 (рис. 4.2.), прижат друг к другу силой Q. На основании экспериментов установлено, что для приведения в движение ползуна1, требуется сила, большая той, которая обеспечивает равномерное движение ползуна. В связи с этим различают предельную силу, соответствующую началу относительного движения, называемую силой трения покоя (при трогании с места) Fn, и силу сопротивления, возникающую во время движения, - силу трения движения F. Поэтому следует различать коэффициент трения покоя.

= Fn/N (4.6)

И коэффициент трения движения

f= F/N (4.7)

Чаще всего f n> f.

Действие на ползун 1 сил N и F (рис.4.2) может быть заменено их равнодействующей R, и коэффициент трения равен тангенсу угла между направлениями сил R и N, называемого углом трения:

(4.8)

Если к звену 1 приложить силу Q под углом , то составляющая , стремящаяся сдвинуть звено 1 относительно звена 2, окажется меньше предельной силы трения и поэтому движения не будет:

Только при наступает равенство, и движение становится возможным.

Коэффициент трения зависит от трёх групп факторов:

а) Материала трущихся тел, вида смазки и плёнки на поверхности;

б) Конструкции кинематической пары – размера поверхности, геометрического очертания;

в) режима работы-температуры, скорости, нагрузки.

Коэффициент трения можно считать постоянным, а силу трения прямо пропорциональной нормальному давлению только в определённом диапазоне скоростей и нагрузок. С увеличением скорости движения коэффициент трения в большинстве случаев уменьшается (до определённого предела); с возрастанием удельного давления и увеличением времени предварительного контакта соприкасающихся тел коэффициент трения возрастает.

Величину силы трения можно определять по формуле (4.5) не только для плоской кинематической пары при сухом трении, но и для других видов кинематических пар при любых условиях смазки, если в расчётах использовать значения коэффициента трения f, полученные в условиях, соответствующих рассчитываемой пары. При этом для кинематических пар, у которых элементами являются поверхности со сложным очертанием, вместо коэффициента f применяют приведённый коэффициент трения , учитывающий конструктивные особенности кинематической пары:

и (4.9)

Трение качения.

Сопротивление движению при качении обусловлено эффектом молекулярного сцепления на площадке катящегося контакта, несовершенной упругостью реальных материалов и трением при относительном проскальзывании поверхностей в пределах нагруженного контакта, обусловленным разницей в кривизне обкатываемых тел и упругими микро перемещениями в пределах контактной площадки.

 

Рис. 4.3. Схема распределения сил, действующих на цилиндр:

а - без нагрузки; б) под нагрузкой в покое; в) под нагрузкой в движении.

В высшей кинематической паре, образованной звеньями 1 и 2 (рис.4.3,а) в статическом состоянии под нагрузкой Q возникает вследствие деформации площадки контакта CD, по которой действуют давления, распределённые по определённому закону (рис. 4ю3, б) При этом равнодействующая их N=Q проходит через точку A.

Опыты показывают, что для качения звена 1 к нему необходимо приложить движущий момент МД (рис.4.3,в). Это обусловлено тем, что при перекатывании звена 1 удельные давления перемещаются в направлении перекатывания на некоторое расстояние k вследствие чего возникает момент сопротивления перекатывания . При равномерном качении сумма моментов всех сил, действующих на звено 1, будет равна нулю:

Если звено 1 перекатывается под действием силы P, то в зоне касания катка с опорной плоскостью возникает сила трения скольжения Fn, направленная противоположно силе P,предельное значение которое (сила трения покоя) согласно формуле (4.6)

В этом случае для равномерного качения необходимо соблюсти условия Мд=Ph=Qk и

, т. е. , откуда . При чистом скольжении необходимо и , откуда . Одновременное качение и скольжение возможно при





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 575 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наглость – это ругаться с преподавателем по поводу четверки, хотя перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2648 - | 2219 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.