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:

.

рис. 93

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: .

рис. 94

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.

9.5. 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).