Frol_126-262 (1074091), страница 19
Текст из файла (страница 19)
8.13, а), свнзанные уравнением Гвв+Гвз+Гв=О. Из плайа сил (рис. 8.13, е) по теореме синусов сов(т+2у ) Гв=Гм сову, (8.18) КПД при првмом ходе составит строим план сил (рис. 8.13, в), дла которого„используя теорему синусов, записываем Г ~зш(90' — гр,)=Г /яш(у+2гр,), %ю = ~Фег/И~бе~), или, используя уравнения (3 16) — (3.18), получим 9 =гйу/гй(у+2 р,). (8.19) Добавим, что для винтовой пары скольжения и для червячной зубчатой пары КПД имеет схожее выражение 9=гЗУЩД+ Р,), где у — угол подъема витков винта или червяка. Допустим, что прямой ход закончился, клинья 1 и 2 остановились, а затем под действием силы Рз начали свое обратное движение. При этом изменвт свое направлние и поток энергии: сила ез станет дви:кущей, а сила Р', — силой полезного сопротивления (рис.
3.13, г). Треугольник. перемещений при обратном ходе показан на рис. 8.13, д: направления всех перемещений изменились аа обратные. Поэтому силы трения в кинематвческих парах также изменят свои направления на противоположные. С учетом этого построим. план сил при обратном ходе (рис. 8 13, е). Нетрудно заметать, что в уравнениях знаки при углах трения должны также измениться аа протввоположвые. Запюпвм КПД обратаого хода: 9,е=Х~Ье~/(ГзА~ ). Чтобы раскрыть это выражение, нет необходимости повторять силовой расчет. Определить п.е можно так: взять величину, обратную 3, 1см. уравнение (3.19)], и изменить знак при угле трения на обратный, т. е. 9. =13(У вЂ” Ър.)/гау. Если выполнить механизм с углом у < 2гр„то прямой ход будет возможен: сила Р переместит клин 1 вниз, а клан 2 будет отодвинут вправо. Однако обратный ход будет невозможен: если у<2д„то клан 1 при,обратном ходе защемляется между клином 2 и вертикальной стенкой стойки, так что движущая сила Р„сколь бы велвка она ни была, не сможет осуществить обратный ход, даже если с клана 1 снять полезную нагрузку Р'г.
Наступает самошсрможение лри обратном ходе. Обратный ход был бы возможен, если силу Р; сделать также движущей, направив ее вверх. Тогда она будет Вьггаскввать клин 1 вверх, помогая дввжущен силе Р2 осуществлять обратный ход. Самоторможенае механизма .при обратном ходе используется в клиновых соединениях, а также в эксцевтриковых зажимах, винтовых домкратах и др. Если угол у назначить в 'пределах 2Гр,<у<90' — 2(р„то будет возможен как прямой, так и обратный ход. Часть энергии, подве- Ф дениой к клину 1 при прямом хоРз де, будет возвращена ему при обратном ходе, другая весьма значительная часть энергии будет поглощеиа трением.
Этим свой- '4Ф ством клииовых механизмов широко пользуются в различвых поВг глощакнцих устройствах, напри- мер в мехавизмах автосцепок ло4В77 4ав 4в 4ж 4 4 43 71 кОМОтВВОВ и ВагоиОВ. Риа. 3.14 При у)90' — 2гр, прямой ход мехаиизма становится невозможным. В этом случае клин 2 защемляется между клином 1 и горизовтальной опорвой плоскостью стовки; движущая сила г1, сколь бы велика оиа ии была, не может вызвать поямой ход мехавизма, даже если с клина 2 снять полезную нагрузку г'2; наступает самоторможение при прямом ходе. Механизм в этом случае абсолютно нерабатоспособен и примевения ве Для механизма, находящегося в состояиии самоторможеиия, КПД теряет физический смысл, так как механизм при этом неподвижен и силы викакой работы не совершают. Однако если формально подсчитать КПД при самоторможевии, то получим 9,(0; абсолютной величиной 9, характеризуют «надежность» самотор- можеивя.
Возникновение самоторможевия обусловлено обязательным наличием трения. Чем слабее треяив (чем меиьшеХ а следователыю, и р,), тем уже область самоторможения. При отсутствии трения самоторможевие мехавизма настушпь ве может. У такого идеального мехавизма 9 =Л.«=! во всем диапазоне углов у (Кроме 0 и 90'). Подсчитаем мощность сил трения, необходимую для расчета взноса трущихся поверхностей. Мощность силы трения на поверхиости соприкосновения клина 1 и стойки 3 составит 13т т'13т~13 ~13 згп 42т~~13 1 о 1ио тик же ~ 32т ~12 31В 3«~12 Р23 =г23 вп 43 323.
Связь между скоРостями такая же, как и между перемещениями (рис. 3.13, б). Поэтому если клин 1 движется со р ю«„то»13= .» = 1 В заключение рассмотрим уравнение (3.19). Из него следует, что коэффициент трения 1„определяющий значеиие угла тревия р„ оказывает большое влвяние на КПД.
Эта зависимосгь наглядно показана ва рис. 3.14 (при у= 30') для разных видов трения и смазки: 1 — треиие без смазочного материала 9 = 5 — 40%; 11 — гранич- вая смазка г)=50 — 70%; 1П вЂ” гыдродывамычсская ы гвдростатыческав смазка г) = 90 — 97%; 11г — треыые качевыяе г) = 9Š— 99%. Рассмотренный пример показывает, что высокве значения КПД можво получить только пры замене тревыв сколыксввя трением качсввя ылы в условиях совершеввой жыдкоствой смазки. Поэтому в совремсввых конструкциях станков с программвым управлением, в прецызыоввых станках в другом технологическом оборудоваввв, . где требуется высокая точность позвцыоввровавыя ы малые потери мощности ва трение, широкое распространение получили шарвковые вывтовые пары качеввя влв гвдростатычссквс передачи винт— гайка.
В зшрвом случае по выытовым калинкам винта ы гайки перекатываются шарыкы, а во втором случае между рабочими поверхвосгямы винта ы гайды создается маславый слой, давленые в котором поддерживается ва требуемом уровне. ГЛАВА 9 ИЗНОС ПОВЕРХНОСГЕИ КИНЕМАТИЧ1:СКИХ ПАР МЕХАНИЗМОВ Прв трепни контактных поверхностей а мехавшмах в машввах ее»пихает вэиашвэавве — процесс посгмввиого измен«вал размеров а формы элементов кавематаческвх пар, прокалаккцвйса а отделении с поверзвоста тревва матервала деталей в (алв) его остаточной деформацав.
Характер и натанов»вость в»наша»анна за»всат от большого числе факторов, которые подробно азучеютгл а двсцвплвве «Трабоввка» (влв «Тработелввка») вэв а лрутаг, курсах. Ваввейпвмв факторамв аллаютса хвмвко-термачазве калении а зове коатаате, смазка поверхностей, мшаваческве кюювиа а услоавах аысоэвх локальных температур в эчэ.
В рамках данной дисциплины обсупдаютск ахнаеве ва изнашваанве свл и скороств скольванва в кввематвческах парах механизмов в их учет прв расчете в прогноэароааввв износа мехаввз- 1 9.1. мехАникА кОнтАкгА н ОснОВные ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЮНАШИВАНИЛ Контакт элементов кывеыатычсскых пар является дыскрствым в гшязв с валвчыем ва поверхвостях отклонений от вомывальвьгх размеров, расположеывя в формы в шероховатоств, т. е. совокупности неровностей с относительно малыми шагами ы высотой от 0,05 — 0,10 мкм (гладкве поверхвоств) до 100 — 200 мкм (грубые мсталлыческве повсрхвоств).
Дискретный контакт происходит ва отдсльвых площадках в контактной зоне. Поэтому прв расчетах ызвоса различают тры вида площади ковтакта: вомывальвую т ковтурвую А, ы фактвчесжую А„Так как рсальвый контакт твердых тел двскрстев, то деформируются мыкрообьемы материала, к кото- «при трезва качениа надо брать приееэпвный коэффацвент трение 1~ и прваедевный угол трение р~=агсгк/о.
а-462 рым непрвменимы классичажие расчеты на прочность. Свойства ' материалов, участвующых в трении, обычно сильно отличаются от свойств исходных материалов деталей и изменяются в процессе юнашввания поверхностных слоев. Различают три стадви процесса изнашивания: приработка, установившийся процесс изнашиванвя и катастрофический износ, который отличается интенсивностью изнашивания. Составить простую модель изнашиванвя не удастся, так как следует учитывать огромное число факторов: скорости отыосительного двииения, нормальные и тангенциальные силы, вид дефорь»адин (упругая, пластическая, упругопластическая), ь»ехаыические свойства тел (твердость, модули упругости и т. д.), топографию шероховатых поверхностей, макрогеометрию элементов пвр (плоские и пространственные контакты), температурный раины, химическое взаимодействие и т.
д. В свюи с этвм иниенерные расчеты по взносу элементов кинематических пар проводят с ыомощыо интегральных характеристик: скорость юнашивания и интенснвыость юнашивания. Различают износ линейный И» (в ыаправлеыии, нормальном к поверхности трения), износ по массе И и износ объемный И Отношеные износа к пути трения 1 на котором проюошел этот износ, называют интегральной интенемвностью изнашивания соответственно: - линейной 1»=И»/ (мкм/км); массовой 1 =И Ю1 (г/м)' объемной 1.=И./1 (ммз/м)- Отношение линейного износа ко времени, в течение которого ои произошел, называют скоростью линейного изнова»ванин: у» = йЦй= МЦЬ| (мкм/ч). Отношение объема юношенного материала И, к работе сил трения р„вызвавших это изыашиваыие за время г, называют энергетической интенсивность»о изнаиюивания: 1 1„=И./Ц Р,о й) (ммз/Дж).
о Свойство материала оказывать сопротивленве изнашиванию в определенных условиях трения называют износостойкостью. Износостойкость — величина, обратная скорости юнашивания или интенсивности изнашивания. В расчетах иногда используют удельную работу сил трения ыа едишщу объема изношенного объема (или маЬсы, или толщины слом): Единицы измерения: Д~ з( ) Д~г.( ) Д Линейная интенсивность юнашнвания меняется в широких пределах: от 10» до 10»з. Конкретные значения для разных условий получают на основе накопленного опыта и экспериментальных исследований. Для примера можно проанализировать следующие характерные значения интенсивности изнашивания некоторых деталей машин (безразмерный коэффициент).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
