Коэффициент полезного действия механизмов

Трение в кинематических нарах механизмов

Большая часть механической энергии теряется за счет трения в кинематических парах. Сопротивление относительному перемещению звеньев происходит за счет сил трения, направленных по касательной к поверхностям контакта звеньев. Как правило, подвод смазки в зону контакта вызывает снижение сил трения и износов в кинематических парах, но наиболее просто и часто учитывается так называемое сухое трение без смазки контактирующих поверхностей. Силы сухого трения зависят от многих факторов, в том числе от химического состава материалов и их физического состояния, величин и направления микронеровностей, определяющих коэффициент трения f. Но наибольшее влияние оказывают нормальные силы N прижима контактирующих поверхностей:

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

Рассмотрим пример расчета потерь на трение в поступательной кинематической паре, одно из звеньев которой является неподвижным (стойки 2), как показано на рис. 5.3, а. Действие нормальной реакции стойки N и силы трения F на звено 1 можно заменить равнодействующей R. Угол между нормальной силой N и равнодействующей R называется углом трения Поступательная кинематическая пара иногда выполняется в виде симметричного клинчатого ползуна (рис. 5.3, б). Реакции стойки N' = N" , нормальные к наклонной поверхности контакта имеют вид:

и определяют суммарную силу трения по двум наклонным под углом р поверхностям:

Часто в расчет берут так называемый приведенный коэффициент трения: зависящий от угла наклона р поверхности контакта, который таким образом зависит от конструкции кинематической пары (рис. 5.3, в) и всегда больше реального коэффициента трения материалов.

Необходимое для приведения в движение ползуна поступательной кинематической пары (рис. 5.3. а) тангенциальное усилие должно быть Т> F_r]).

Потери на трение во вращательной кинематической паре иллюстрирует рис. 5.4. Во вращательной паре сила трения F_1V направлена против относительной скорости со, и полная реакция с учетом сил трения R = N + F_w отклоняется от нормали к цилиндрической поверхности на угол трения cp_TJ).