Файл: Реферат по дисциплине Теория механизмов и машин Выполнил Студент группы 211р41 15. 03. 05 Рыбкин И. М.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Рязанский институт (филиал)

федерального государственного автономного образовательного

учреждения высшего образования
«Московский политехнический университет»
Кафедра «Автомобили и транспортно-технологические
средства»

Трение и износ в кинематических парах. КПД механизма
Реферат по дисциплине
Теория механизмов и машин

Выполнил

Студент группы 211р41

15.03.05

Рыбкин И.М

Проверил
доц. Стрыгин С.В.
Рязань 2021

Оглавление

Введение

Когда одно тело соприкасается с другим, то независимо от их физического состояния (твёрдое, жидкое, газообразное) возникает явление, называемое трением. В зависимости от характера относительного движения тел различают трение скольжения и трение качения. Сила, препятствующая относительному движению контактирующих тел, называется силой трения. Вектор этой силы лежит в плоскости, касательной к поверхности тел в зоне их контакта.

Сила трения скольжения уменьшается, если соприкасающиеся тела смазаны  специальными смазочными материалами, причём, если материал – жидкость, полностью разделяющая контактирующие поверхности, то трение называется жидкостным. При совершенном отсутствии смазки имеет место сухое трение. Если смазывающая жидкость не полностью разделяет трущиеся поверхности, то трение называется полужидкостным или полусухим в зависимости от того, какой из двух видов трения преобладает.

Применяемые смазки делятся на несколько видов: твёрдые, жидкие, газовые; при этом смазка может быть: гидро- или газостатической, когда она поступает под давлением в зазор между трущимися телами, а также гидро- или газодинамической, когда она разделяет трущиеся поверхности в результате давления, самовозникающего в слое жидкости при относительном движении тел.

---

Сцепление и трение широко используется в современной технике. Благодаря сцеплению движутся различные транспортные средства. Принцип действия фрикционной, ременной и других передач основан на использовании трения. Распространение получила сварка трением. Вместе с тем трение отрицательно сказывается там, где оно вызывает потери энергии

Трение скольжения в поступательных парах

Сила трения на поверхности соприкосновения двух звеньев направлена в сторону, противоположную скорости относительного движения и приближённо может быть определена по формуле Кулона
,
где  – сила реакции, нормальная к поверхности контакта;  - коэффициент трения скольжения (величина, постоянная в определённом диапазоне скоростей и удельных давлений).

Коэффициент трения зависит от многих факторов (чистоты поверхности, наличия и качества смазки, материала тел и др.) и определяется экспериментально.

Сила трения покоя (сила сцепления), т.е. сила, которую надо преодолеть, чтобы тело привести в движение обычно больше силы трения скольжения, поэтому различают коэффициент сцепления   и коэффициент трения скольжения  .


Сила трения возникает как результат действия внешних сил F, поэтому она является реактивной силой, в результате действия которой суммарная реакция   отклоняется на угол   от нормали к трущимся поверхностям .

  .

Угол 

---

 называется углом трения скольжения.

Если построить конус с углом при вершине 2·ρ, то получим конус трения. Движение возможно при   или   при

,

т.е. при  , причём, если  , то движение происходит с  .
В общем случае движение возможно, если сила внешнего воздействия F находится за пределами конуса трения.

Мощность, затрачиваемая на трение скольжения равна:

,

где знак зависит от направления скоростей.

Трение скольжения во вращательных парах

Вращательные кинематические пары, образуемые цапфами валов и их опорами, широко распространены в машиностроении. Цапфами называются части валов и осей, посредством которых они опираются на подшипники. Трение цапф в подшипниках удобно оценивать величиной момента сил трения скольжения относительно оси вращения (рис. 93):


,

где   полная реакция;

радиус круга трения, равный:

.

Мощность, затрачиваемая на трение, равна:

.

Трение качения

В случаях идеально твёрдых тел, одно из которых катится по поверхности другого, соприкосновение их происходит по линии или в точке и сопротивление качению отсутствует, так как линии действия сил 

---

 совпадают (рис. 94, а) и сумма моментов относительно точки А равна  . В действительности соприкосновение происходит не по линии, а по поверхности вследствие деформаций (рис. 94, б) и сумма моментов ( ) равна:

.

При   и       получим  ,   т.е.

коэффициент трения качения, измеряемый в единицах   длины.
Часто   используется величина

,

называемая приведённым коэффициентом трения качения. При этом сила трения качения  по аналогии с силой трения скольжения может быть представлена в виде:
.
Мощность, затрачиваемая на трение, равна:

,

где   - скорость качения центра катка.

Для подшипников качения:  ,

где d – диаметр подшипника по внутреннему кольцу.

Коэффициент   принимается:

---

- для шарикоподшипников;

- для роликоподшипников.

Особенности учёта сил трения при силовом расчёте

рычажных механизмов

Для учёта сил трения в кинематических парах рычажных механизмов при определении   или   используется метод приведения сил трения, позволяющий определять уточнённые значения   ( ) без повторного силового расчёта с учётом трения по формуле:

,

где  - уравновешивающий момент, вычисленный без учёта трения;

- момент трения, приведённый к вращающемуся с угловой скоростью   входному звену, и равный:

.

Здесь  - суммарная мощность сил трения в кинематических парах.

Для определения реакций в кинематических парах с учётом трения обычно используется метод последовательных приближений, когда по найденным без учёта трения реакциям определяются силы и моменты трения в кинематических парах. Затем эти силы прикладываются как внешние и производится перерасчёт реакций в установленном порядке. Обычно достаточно одного перерасчёта (итерации).

9.6. Коэффициент полезного действия (кпд) машины

Энергия, потребляемая машиной, расходуется на преодоление полезных и вредных сопротивлений. Полезные – это сопротивления, для преодоления которых машина предназначается. Вредные – это сопротивления, преодоление которых не даёт производственного эффекта.

---