Художественная культура и искусство Курс лекций по истории искусства Математический анализ Электротехника и электроника Расчеты электрических цепей Начертательная геометрия Примеры выполнения заданий
контрольной работы
Лекции и задачи по физике Компьютерная  безопасность Информационные системы Получение электрической энергии Атомная физика
Теория машин и механизмов Классификация зубчатых передач Червячная зубчатая передача Статическая и динамическая балансировка роторов Эффективность виброзащиты Коэффициент полезного действия Повышение надежности машин

Силы трения

Сила трения покоя.

Силой трения покоя называется составляющая полной реакции для трущихся тел, лежащая в общей касательной плоскости к поверхностям контакта. Величина этой силы и ее направление зависят от внешних сил, приложенных к трущимся телам, но не могут превышать предельной (полной) силы трения покоя, под которой понимается сила трения покоя, по достижении которой начинается относительное движение трущихся тел.

Величина предельной силы трения покоя зависит от многих факторов, которые можно учесть только экспериментальным путем для каждого механизма в отдельности. При отсутствии экспериментальных данных пользуются обычно приближенными формулами, из которых (в хронологическом порядке) можно отметить следующие.

Формула Амонтона (1699):

, (99)

где FT –– величина предельной силы трения покоя, f –– коэффициент трения, F –– величина результирующей силы нормальных давлений на поверхности трения. Коэффициент трения, являющийся безразмерной величиной, зависит от физической природы и состояния трущейся пары, т.е. шероховатости поверхности, наличия и сорта смазки, давления, скорости относительного скольжения и др

Формула Кулона (1785):

, (100)

где А –– сцепленность, зависящая от площади касания.

Формула Ишлинского и Крагельского (1944):

, (101)

где –– величина силы трения при бесконечно большом времени контакта, F0 –– при нулевом времени контакта, x –– постоянный коэффициент, t –– время контакта.

2. Сила трения скольжения.

После достижения предельной силы трения покоя начинается скольжение трущихся поверхностей. Силой трения скольжения называется составляющая полной реакции для трущихся тел, лежащая в общей касательной плоскости к поверхностям контакта и направленная в сторону, противоположную их относительному смещению. Величина силы трения скольжения определяется по формулам (99) и (100), в которых коэффициент трения скольжения имеет меньшую величину по сравнению с коэффициентом трения покоя, или же по формулам, учитывающим скорость скольжения.

При граничном трении наиболее часто употребляется эмпирическая формула:

, (102)

где v –– величина скорости относительного движения трущихся поверхностей, f0 –– значение коэффициента трения при v = 0, f1, f2 и f3 –– экспериментальные коэффициенты, которые могут быть и положительными, и отрицательными.

Направление силы трения скольжения противоположно направлению соответствующей относительной скорости. Например, сила трения FTij, действующая на звено i со стороны звена j, направлена противоположно относительной скорости vij точки контакта на звене i по отношению к звену j.

3. Момент сил трения качения.

В высших парах возможно взаимное качение звеньев. Сопротивление качению звеньев выражают обычно моментом пары сил трения качения MT, величина которого определяется по формуле

, (103)

где k –– коэффициент трения качения, измеряемый в см, F –– величина результирующей силы нормальных давлений на поверхности трения.

Направление момента МT противоположно направлению соответствующей относительной угловой скорости. Например, момент сил трения MTij, действующий на звено i со стороны звена j, направлен противоположно угловой скорости ωij звена i по отношению к звену j.

Учебно-методический комплекс по дисциплине "Теория механизмов и машин" составлен в соответствии с требованиями федерального компонента к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по циклу общепрофессиональных дисциплин государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного Министерством образования РФ
Трение во вращательной паре