12. Методика силового анализа плоских рычажных механизмов

Для силового анализа рычажных механизмов используется метод кинетостатики – к каждому подвижному звену условно прилагается главный вектор сил и главный момент сил инерции который с учётом внешних сил позволит рассмотреть механизм равновесий. Метод применим для механизмов без избыточных связей и только при наличии низших кин. пар.

Силовой анализ проводят начиная со структурной группы наиболее удаленной от основного звена.

14. Силы действующие на звенья рычажных механизмов. Силы сухого трения в кинематических парах.

Силы трения возникают в кинематических парах при относительном движении звеньев, они обусловлены реакциями связей и являются составляющими этих реакций. Поэтому силы трения можно считать внутренними по отношению ко всему механизму и внешними по отношению к отдельным звеньям.

В большинстве случаев силы трения относятся к силам сопротивления, но иногда движение передаётся благодаря силам трения, и в этом случае они относятся к движущим силам (например, в ремённой передаче движение передаётся за счёт трения ремня о шкив).

В зависимости от характера относительного движения элементов кинематических пар различают следующие виды трения:

- трение скольжения, которое возникает в низших кинематических парах;

- трение качения (или качение со скольжением), которое возникает в высших кинематических парах.

В зависимости от состояния трущихся поверхностей различают несколько видов трения скольжения:

- сухое трение, при котором поверхности соприкасаются непосредственно (рис. 47, а);

- жидкостное трение, при котором поверхности разделяются слоем смазки (рис. 47, б).

Кроме того, существуют промежуточные виды трения, полусухое и полужидкостное, в зависимости от того, какой вид трения преобладает.

По своей природе силы сухого и жидкостного трения различны, поэтому различны и методы их учёта.

При сухом трении сила трения представляет собой сумму элементарных составляющих реакций в точках контакта поверхностей ( ) и величина её определяется законом Кулона:

Где – сила трения;

f – коэффициент трения, зависящий от физико-механических свойств соприкасающихся поверхностей;

– нормальная составляющая реакции в кинематической паре.

 

Величина силы жидкостного трения рассчитывается по формуле:

(5.2)

 

Где

β' – диссипативный коэффициент, зависящий от свойств смазки и толщины слоя смазки.

Трение в кинематических парах

9.1. Виды трения

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