Frol_126-262 (1074091), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В связи с этим снижается производите- яи льность оборудования, возрастает изиос направляющих и ииструмеитов, ухудшается Я,„,ими качество обработавиых на и ставках поверхностей деталей, возпикают дополнительные динамические нагрузки в механизмах привода. Для уменьшения вредных последствий скачкообразного движеиия при малых скоростях. перемещения используют разные способы.
Широко примеияют следующие: — использование разгрузки (механической, пиевматической„гидравлической и т. п.) для уменьшеиия нормального давлеиия; — уменьшевие коэффициеита трения во фрикционной паре применением фторопласта (кривая 3 на рис. З.б) взамен чугуна (кривая 1) и бронзы (кривая 2) и аитискачковой смазки (кривая 4); — использование гидростатической смазки„' — применение вместо опор скольжения направляющих качения. Затраты энергии иа виутренний сдвиг материала и внутриобъемиое выделение теплоты при виу пнем трении оцепивают демпфирующей способностью или коз$~ициеитом поглощения. КоэфйЬщиеноюм поглощения 4~ (или относительным гистерезисом) называют отиошение энергии И; рассеиваемой за один период гармонического колебания, к максимальной упругой энергии И Для металлов коэффициент поглощения при внутреннем трении очень мал (около 0,01 — 0,02 для сталей разных марок) и при расчете звевьев из металла внутреннее трение обычно не учитывают.
Однако для высокомолекулярных материалов (например, резины и пластмасс) коэффициеит поглощенвя имеет порядок в пределах 0,1 — 1,0, т. е. почти в 100 раз больше, чем для металлов. Поэтому при расчетах деталей из резины и пластмасс необходимо учитывать потери на внутреннее трение в материале. Внутреннее трение в твердых телах используется в основном для снижения уровня шумов при ударвых и вибрациониых.нагрузках путем замены металлических материалов пластмассами и композиционными материалами, снижения напряжений в конструкциях, возникающих при колебаниях вблизи резонанса. 211 1 ах действие сил н кинемАтических НАРлх С Ъ'ЧЕТОМ ТРЕНИЯ В гл. 6.
был рассмотрен силовой расчет мехаыазмов без учета трения в кинематических парах. Наличие треныя изменяет величину и направление действующих сил. Согласно положениям теоретической механики, при наличии трения скольжения сила взаимодействия двух соприкающихся тел огпклоляелгся от общей нормали к их поверхностям ыа угол трения. Таыгеыс угла треыыя равен коэффициенту трения скольжения; (8.1) В даыном параграфе проведен аыалыз действия сил в кинематических парах с учетом трения. В лосглулагггельной ларе сила Ггг, приложенная к звену 1 от звена 2, отклоняется от нормали л — л и составляет тупой угол 90'+га, с вектором скорости адг движения звена 1 относительно звена 2 (рис. 8.7, а).
Как видйо из рисунка, касательная составляющая Г,п — сила трения — направлена против относительной скоросты агг; в этом проявляется тормозящее действие трения. Обе составляющие реакции Ггг связаыы друг с другом соотношеыием Г п=.~'Гяг. (8.2) Модуль силы Г г и координата Ь точки ее приложения (точка Ю) ыеызвестыы и определяготся в ходе силового расчета.
Все сказанное целиком относится и к силе Г (на рис. 8.7, а не показана), приложенной к звену 2 со сторойм звена 1, так как, по третьему закону Ньютона, Ргг = — Угг. Если в результате расчета получается, что Ь)а (рис. 8.7, 6), то РаС. ЕЛ 212 это значит, что к звену 1 приложена не одна, а две реакции Р~, и Р~„неизвестные по модулю (см. э 6Л). Вследствие трения они отклоняются от нормали и составляют с вектором относительной скорости и,з угол 90'+ д,. Линни действия этих реакций пересекаются в точке Н.
Линия действия их равнодействующей Ргз должна проходить через точки Н и Ю. Равноденствующая Ргз состав~нет с вектором е угол 90'+ ф. Если точки Ю и И'совпадают, то ф = гр, и Ген — — О. Но чем дальше точка Ю находится от края направляющего гнезда (от точки И'), тем болыпим становится угол ф. Отсюда следует, что суммарное тормозящее действие трения, оцениваемое касательной составляющей Гоп =Г з зшф, в поступательной паре может быть весьма значительным и тем большим, чем дальше располагается точка Ю от точки И'.
Ясно также, что чем меньше размер а, тем ближе точка Н к оси гнезда, тем больше угол ф, т. е. чем больше трение в поступательной паре. Угол ф может получиться много больше угла гр,. Все это необходимо учитывать при проектировании поступательной пары. Во враиуательной лоре (рис. 8.8, а) силы взаимодействия Ргз= — Рзг (сила Рзг на рис. 8.8 не показана) также отклоняются от нормали л — л, а потому проходят не через центр шарнира, а по касательной к окружности, центр которой совпадает с центром шарнира.
Круг, ограниченный этой окружностью, называют кругом трения. Его радиус равен р,=(Ю/2)зшгр„где Ю вЂ” диаметр вала (оси шарнира). Так как угол трения гр, обычно не превышает 6 — 7', то вшр,=~йгр,=1",. Поэтому с некоторым допущением мож- ио принять р,=(Ю/2).Г.- (8.3) Модуль силы Р и положение точек К и В, а следовательно, лз и напРавлении линии действиа силы Рдз, кооРдиниРУемое Углом Р', неизвестны и определяются силовым расчетом. Действие силы Р,з (рис.
8.8, а) можно заменить совместным действием силы Рмь равной Р,з и приложенной в центре шарнира, и пары сил [Рь Р",21 (рис. 8.8, б). Направление действия пары сил [Ргм Р;з) противоположно угловой скорости гаг, с которой звено 1 вращается относительно звена 2. В этом проявляется тормозящее действие трения в шарнире.
Пару сил [Ргз, Гы, приложенную к звену 1 от звена 2, будем называть моментом трения в шарнире, величина которого составит и пР- Очевидно, что Мги = — М„,. Вращательная пара может быть вьшолнена конструктивно в виде двух подппшников. Если подшишюики расположены по разные стороны от плоскости, в которой действует нагружающая сила Г (рис. 8.9, а), то реакции обоих подшипников направлены в одну и ту же сторону и могут быть заменены равнодействующей Р,з, равной их арифметической сумме.
По этой равнодействующей и подсчитывается общий момент трения обоих подшипников: М п=ГнР~. Иная картина будет, если подшипники находятся по одну сторону от плоскости, в которой действует нагружающая сила Г (рис. 8.9, 6) (например, при консольном рас1юложении зубчатого колеса). В таком случае реакции подшипников направлены в противоположные стороны и равнодействую1пая этих реакций определяется уже их разностью (а не суммой), в то время как общий момент трения обоих подшипников по-прежнему равен арифметической сумме моментов трения в каждом подшипнике. Следовательно, общий мо- 214 мент трения нельзя оценивать посредством момента равнодейст- ееч вующей силы, так как трение при ин этом было бы сильно ыедоучтеыо.
! При одностороннем расположении подшипников силовой расчет с учетом трения вулпю прово- Р дить, рассматривая в отдельности й я реакшпо каждого подшипника, н нельзя заменять обе реакции нх я! гт равнодействующей. рпг "т Выс!аая кинемаьлическая лара (рнс. 8.10) в плоском механизме допускает два относительных д : )ыг у льзыть (е„) н перекатываться друг по другу (аэгэ).
Поэтому н трение в высшей кннематнческой паре проявляется двояко: в виде треыня скольжения н трения каченыя. Тормозящее действие трения качения (М ) в большинстве едучам весьма невелико, н поэтому его в дальнейшем учитывать не будем. Конечно, прн расчете подшипников качения, прн исследовании движения тяжелых предметов на подкладыых катках н рольгангах н в других подобыых задачах трением качения пренебрегать нельза. Но такие задачи относятся к области специальных расчетов, а поэтому выходят за рамки учебной дысцнплины. Трение скольжения проявляет себя в высших кннематнческах парах так же, как н в низших: сила Рта, прнложеыыая к звеыу 1 от звена 2, отклоняется от нормали на угол треыня гр, и составляет с вектором относительной скорости е, угол 90'+!р Угол тр, подсчитывается по уравнению (3.1).
Касательная составляющая Рт !,— сила тРенил — напРавлеиа навстРечУ ОтносительнОи скОРости ога. В этом проявляется тормозящее действие трения. Модуль сыл взанмодействня Рда — — — Га неизвестен н определяется снловым расчетом. Если относительное движение в высшей паре сводится к одному лишь чистому качению (т. е. в!э=0), то сила трення Г !г отнюдь ые обязательыо должна быль равной нулю.
В этом случае она являетса силой трения покоя. Сила трения покоя подчиняется соотыошеныю Г, ~~; Г», справедливому для любой кннематнческой пары. Допуская небольшую ошнбку, можно принять~ =р,е. Поэтому для угла треыня тр,, ыа еНапомввм, что коэффицвент сьнплениа2", строго говора, несколько польше коэффицвеита трение скольиениа/;. 2!5 когорый при покое фа- А-А ктически отклоняется ~р реакция, имеет место 1 г . следующее соотноше- 4 Ъ ние: ср, „4 р„где гр, = агсгЕД вЂ” угол трения скольжения. Если г г 1 при покое трение не Рис.
8.11 проявляет себя, то д, =О, и реакция направлена нормально поверхности соприкосно™веник. Как было отмечено ранее (см. 8 8.1), коэффициенты трения зависят от многих причвн и определяются опытным путем. Поэтому в справочниках приведены лишь усредненные значения коэффициентов трения у вследствие чего результаты силового расчета всегда имеют некоторую иогрещность. Следует также иметь в виду, что значение коэффициента трения /, подставляемое в расчетные формулы, зависит от конструктивного исполнения кинематической пары и может весьма заметно отличаться от значениями„получаемого нз физического эксперимента с плоскимн образ~.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
