Силы трения в кинематических парах механизмов

Рассмотрим силы трения возникающие в кинематических парах механизмов:

В основе всех полученных зависимостей для определения сил трения в кинематических парах лежит известный из физики закон (Кулона) о том, что сила трения пропорциональна нормальной реакции, где коэффициент пропорциональности – это коэффициент трения, получаемый экспериментально.

Другие примеры решений >
Помощь с решением задач >

Применительно к механизмам на основе этого основного закона трения получаются самые разные расчетные формулы в зависимости от конкретной конструкции и условий работы кинематических пар:

— сила трения зависит от формы направляющих и, если направляющая при поступательном движении имеет сложную форму (отличную от обычной плоскости), надо применять приведенный коэффициент трения, в частности при применении клинчатых направляющих;

— наклонная плоскость применяется для выигрыша в силе (при этом проигрываем в расстоянии и коэффициенте полезного действия).

Решение задач на наклонную плоскость четко показывает, что, даже при неблагоприятных с точки зрения сил трения условиях, выигрыш в силе получается значительный;

— при определении сил трения во вращательных кинематических парах (на цилиндрической и торцовой поверхностях) необходимо учитывать способность контактирующих поверхностей к приработке. При подготовке к занятию надо проработать две соответствующие гипотезы;

— переход от трения скольжения к трению качения, как правило, обеспечивает меньшие потери мощности на трение и приводит к повышению коэффициента полезного действия. Физический смысл коэффициента трения качения – это плечо, на которое смещается нормальная реакция вперед по ходу движения катка, создавая момент, препятствующий его перекатыванию (это и есть момент трения качения).

Таким образом, коэффициент трения является размерной величиной (имеет линейную размерность), и умножение нормальной реакции на коэффициент трения качения дает не силу трения, а момент трения качения.

Решение задач на трение – это фактически решение задач статики, только с учетом сил трения. При решении рассматривается баланс сил, действующих на исследуемое звено. Если необходимо обеспечить движение звена под действием заданных сил, то движущие силы должны быть больше сил сопротивления (в которые и входят силы трения), или, в крайнем случае, равны силам сопротивления.

Если необходимо обеспечить торможение звена, то силы сопротивления должны быть больше движущих сил. Решение ведется для крайнего случая – равенства движущих сил и сил сопротивления. Это равновесное состояние звена и поэтому для решения используются обычные уравнения статики. В зависимости от условия задачи в конце ставится соответствующий знак: больше, если необходимо обеспечить движение звена под действием заданных сил; меньше, если необходимо обеспечить торможение звена.

Если в движении участвует несколько звеньев, то вместо баланса сил используют баланс мощностей: мощность движущих сил должна быть больше сил сопротивления (или равна силам сопротивления) для обеспечения движения системы; для обеспечения торможения системы мощность сил сопротивления должна быть больше движущих сил.

1. Какая физическая зависимость используется при определении сил трения в кинематических парах? Трение в поступательных парах, угол и конус трения. Как можно использовать эти понятия для определения возможности движения тела под действием внешней результирующей силы?
2. Для чего используется наклонная плоскость? Каково соотношение движущих сил и сил сопротивления, при движении тела вверх по наклонной плоскости?
3. Каково влияние формы направляющих на силы трения (на примере клинчатых направляющих)? Понятие – приведенный коэффициент трения.
4. Какие гипотезы рассматриваются при определении сил (моментов) трения во вращательных парах? Приведенные коэффициенты трения на цилиндрической поверхности, их сравнительная оценка для разных гипотез. Моменты трения на торцовых поверхностях, их сравнительная оценка для разных гипотез.
5. Формула Л.Эйлера для определения силы трения гибкого тела о жесткую цилиндрическую поверхность. Какой дополнительный фактор по сравнению с трением твердых тел появляется в данном случае, с помощью которого можно существенно влиять на величину силы трения?
6. Каков физический смысл коэффициента трения качения? Какую он имеет размерность? Как записывается условие чистого качения?
7. Как определить потери на трение (мощность трения) в кинематических парах (во вращательной паре 5 класса, в поступательной паре 5 класса, в высшей кинематической паре 4 класса)?

Кинематика зубчатых механизмов. Синтез планетарных и дифференциальных механизмов >
Курсовой проект >

Сохранить или поделиться с друзьями

Вы находитесь тут:

На нашем сайте Вы можете получить решение задач и онлайн помощь

Подробнее

ВЫБЕРИТЕ РАЗДЕЛ МЕХАНИКИ

• Техническая механика (техмех)
• Теоретическая механика (теормех)
• Сопротивление материалов (сопромат)
• Строительная механика (строймех)
• Теория механизмов и машин (ТММ)
• Детали машин и ОК (ДМ)
• Инженерная механика (инжмех)

---

НАБОР СТУДЕНТА ДЛЯ УЧЁБЫ

На нашем сайте можно бесплатно скачать:

— Рамки A4 для учебных работ
— Миллиметровки разного цвета
— Шрифты чертежные ГОСТ
— Листы в клетку и в линейку

Сохранить или поделиться с друзьями

---

Помощь с решением

---

Поиск формул и решений задач

11.

3. Определение сил трения \ КонсультантПлюс

11.3. Определение сил трения

11.3.1. Силы трения, препятствующие перемещению груза, опирающегося на один или два вагона без применения турникетных опор, определяются по формулам:

— в продольном направлении:

; (12)

— в поперечном направлении:

, (13)

где — коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона (или подкладок).

Значения коэффициентов трения скольжения между очищенными от грязи, снега, льда опорными поверхностями груза, подкладок и пола вагона (в зимний период посыпанных тонким слоем песка) принимаются равными:

— дерево по дереву	0,45;
— сталь по дереву	0,40;
— сталь по стали	0,30;
— железобетон по дереву	0,55;
— вертикально устанавливаемые рулоны листовой стали (штрипсы) с открытыми торцами по дереву	0,61;
— пачки промасленной листовой стали по дереву	0,21;
— резина по дереву (для колесной техники)	0,50;
— алюминий по дереву	0,38;
— свинец и цинк по дереву	0,37.

Коэффициент трения качения принимается равным 0,10.

Применение в расчетах иных значений коэффициента трения (для других контактирующих материалов или при особых условиях контактирования) должно быть обосновано в соответствии с требованиями, изложенными в Приложении 2 к настоящей главе.

Особенности определения сил трения, препятствующих перемещению длинномерных грузов при их размещении с применением турникетных опор, рассмотрены в пункте 12.8 настоящей главы.

11.3.2. При размещении на платформе с деревометаллическим полом груза без применения подкладок, центр тяжести которого совпадает с его геометрическим центром (рисунок 38), силы трения, препятствующие перемещению груза, определяются по формулам:

— в продольном направлении:

F_тр^пр = F_тр1^пр + F_тр2^пр + F_тр3^пр (тс), (14)

где F_тр1^пр, F_тр2^пр, F_тр3^пр — силы трения, действующие на участках опирания груза на поверхность пола. Их значения определяются по формулам:

; (15)

; (16)

, (17)

где , , — коэффициенты трения части груза о соответствующие участки поверхности пола;

a/d, b/d, c/d — доли массы груза, которые приходятся на соответствующие участки поверхности пола;

— в поперечном направлении:

, (18)

где a_в — удельная вертикальная инерционная сила, определяемая по формуле (10), кгс/т.

Рисунок 38 — Силы трения, действующие на участках опирания

груза на поверхность деревометаллического пола платформы

Груз, расположенный несимметрично продольной плоскости симметрии платформы (рисунок 39), может испытывать дополнительное воздействие момента вращения (М_тр) в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести.

Рисунок 39 — Момент вращения, действующий на груз,

расположенный несимметрично относительно продольной

плоскости симметрии платформы с деревометаллическим полом

1 — растяжка; 2 — распорный брусок

Момент вращения М_тр определяется по формуле:

М_тр = F_тр^пр r (тсм), (19)

где r — плечо силы трения F_тр^пр, определяемое как абсолютная величина разности:

r = |К_цт — К_Fтр| (м), (20)

где К_цт, К_Fтр, — координаты в поперечном направлении центра тяжести соответственно груза и силы трения F_тр^пр относительно края поверхности опирания груза на пол, м.

(21)

При r = 0 момент вращения груза отсутствует, и расчет проводят только для плоско-параллельного движения.

Дополнительные усилия (F_доп), которые должны создаваться средствами крепления для предотвращения разворота груза, определяют по формуле:

F_доп = М_тр / l_а (тс), (22)

где l_а — расстояние между вертикальными плоскостями, проведенными через F_доп, м.

Усилие в растяжке, соответствующее F_доп, определяют с учетом углов наклона растяжки.

Существительное в трении — определение, изображения, произношение и примечания к использованию

Определение Существительное трение от Oxford Advanced Curind’s Dictionary

/ ˈfrɪkʃn /

/ ˈfrɪkʃn /

6

/ ˈfrɪkʃn /

69

/ ˈfrɪkʃn /

69 перейти к другим результатам

1. [неисчислимо] воздействие одного объекта или поверхности на другой
   • Трение между движущимися частями вызвало перегрев двигателя.

   Оксфордский словарь словосочетанийглагол + трение

   • причина
   • произвести
   • произвести
   • …

   См. полную запись

2. [неисчислимо] (физика) сопротивление (= сила, которая останавливает движение чего-либо) одной поверхности другой поверхности или вещества, движущегося над ней или через нее
   • Сила трения замедляет движение космического корабля, когда он снова входит в атмосферу Земли .
   • При трении камней друг о друга возникает трение.
   Темы Физика и химияc2

   Оксфордский словарь словосочетанийглагол + трение

   • причина
   • произвести
   • произвести
   • …

   См. полную запись

3. [неисчисляемое, исчисляемое] отсутствие дружбы или согласия между людьми, имеющими разные мнения о чем-либо синоним напряженность
   • конфликты и трения, которые еще предстоит разрешить
   • трения между А и В трения между соседями

   Дополнительные примеры

   • Его решение вызвало серьезные разногласия в его семье.
   • Я устал от постоянных трений между начальником и коллегами.
   • Трение между двумя группами
   Темы Мнение и аргумент.0022
4. Создание
5. …

Предлог

• Фрикция между
• Фрикция с

Фразы

• Причина фрикма
• . Источник FRICTION
. (обозначает «натирание» или «растирание тела или конечностей», ранее часто использовавшееся в лечении): через французский язык от латинского frictio (n-), от fricare «тереть».

См. трение в Оксфордском расширенном американском словаре См. трение в Оксфордском словаре академического английского языка для учащихся

Проверить произношение: трение

Роль трения в измерении скользкости, часть 1: механизмы трения и определение условий испытаний

Обзор

. 2001 20 октября; 44 (13): 1217-32.

дои: 10.1080/00140130110085574.

В Р Чанг ¹ , Р. Грёнквист, С. Леклерк, Р. Мьюнг, Л. Макконен, Л. Страндберг, Р. Дж. Брунграбер, У Матке, С. К. Торп

Принадлежности

принадлежность

• ¹ Liberty Mutual Research Center for Safety and Health, Хопкинтон, Массачусетс 01748, США. Вэнь Чанг@LibertyMutual.com

• PMID: 11794765
• DOI: 10.1080/00140130110085574

Обзор

W R Chang et al. Эргономика. 2001 .

. 2001 20 октября; 44 (13): 1217-32.

дои: 10.1080/00140130110085574.

Авторы

В Р Чанг ¹ , Р. Грёнквист, С. Леклерк, Р. Мьюнг, Л. Макконен, Л. Страндберг, Р. Дж. Брунграбер, У Матке, С. К. Торп

принадлежность

• ¹ Liberty Mutual Research Center for Safety and Health, Хопкинтон, Массачусетс 01748, США. Вэнь Чанг@LibertyMutual.com

• PMID: 11794765
• DOI: 10.1080/00140130110085574

Абстрактный

Трение широко используется как мера скользкости. Однако споры вокруг измерений трения остаются. Цель этой статьи состоит в том, чтобы обобщить понимание измерения трения, связанного с оценкой скользкости поверхности обуви и пола, и определить условия испытаний на основе биомеханических наблюдений. Кроме того, обсуждаются механизмы трения на границе обуви и пола на сухих, жидких и твердых загрязнениях, а также на обледенелых поверхностях. Сделан вывод о том, что измерение статического трения с помощью традиционного использования устройства фрикционного типа подходит только для сухих и чистых поверхностей, а для правильной оценки потенциального риска на загрязненных поверхностях необходимы методы динамического и переходного трения. Кроме того, по крайней мере некоторые условия на поверхности контакта обуви и пола во время реальных аварий с поскальзыванием должны быть воспроизведены в качестве тестовых условий для измерения трения, таких как скорость скольжения, контактное давление и нормальная скорость нарастания силы.

Похожие статьи

• Роль шероховатости поверхности в измерении скользкости.

  Чанг В.Р., Ким И.Дж., Мэннинг Д.П., Бунтернгчит Ю. Чанг В.Р. и соавт. Эргономика. 2001 20 октября; 44 (13): 1200-16. дои: 10.1080/00140130110085565. Эргономика. 2001. PMID: 11794764 Обзор.

• Роль трения в измерении скользкости. Часть 2: обзор устройств для измерения трения.

  Чанг В.Р., Грёнквист Р., Леклерк С., Брунграбер Р.Дж., Матке У., Страндберг Л., Торп С.К., Мьюнг Р., Макконен Л., Кортни Т.К. Чанг В.Р. и соавт. Эргономика. 2001 20 октября; 44 (13): 1233-61. дои: 10.1080/00140130110085583. Эргономика. 2001. PMID: 11794766

• Измерение сопротивления скольжению пола/обуви.

  Chaffin DB, Woldstad JC, Trujillo A. Чаффин Д.Б. и др. Am Ind Hyg Assoc J. 1992 мая; 53(5):283-9. дои: 10.1080/15298669291359672. Am Ind Hyg Assoc J. 1992. PMID: 1609738

• Имеющееся трение лестничных башмаков и возможность скольжения при подъеме по прямой лестнице.

  Чанг В.Р., Чанг К.С., Мац С. Чанг В.Р. и соавт. Эргономика. 2005 г., 15 июля; 48 (9): 1169-82. дои: 10.1080/00140130500197229. Эргономика. 2005. PMID: 16251154

• Измерение скользкости: основные понятия и определения.

  Грёнквист Р., Чанг В.Р., Кортни Т.К., Лимон Т.Б., Редферн М.С., Страндберг Л. Грёнквист Р. и соавт. Эргономика. 2001 20 октября; 44 (13): 1102-17. дои: 10.1080/00140130110085529. Эргономика. 2001. PMID: 11794760 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Толщина загрязняющей пленки влияет на измерения сцепления с дорожками.

  Чимич Д.Д., Аль-Салехи Л., Элькин Б.С., Зигмунд Г.П. Чимич Д.Д. и соавт. Фронт общественного здравоохранения. 2022 30 авг;10:915140. doi: 10.3389/fpubh.2022.915140. Электронная коллекция 2022. Фронт общественного здравоохранения. 2022. PMID: 36111191 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние трения стопы о пол на внешний момент относительно центра масс тела при шаркающей походке: пилотное исследование.

  Ямагути Т., Шибата К., Вада Х., Какехи Х., Хоккиригава К. Ямагучи Т. и др. Научный представитель 9 июня 2021 г .; 11 (1): 12133. doi: 10.1038/s41598-021-91683-5. Научный представитель 2021. PMID: 34108540 Бесплатная статья ЧВК.

• Оценка зимней обуви: сравнение методов испытаний для определения сопротивления скольжению обуви на ледяных поверхностях.

  Рошан Фекр А., Ли Ю., Говен С., Вонг Г., Ченг В., Ферни Г., Датта Т. Рошан Фекр А и др. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021 6 января; 18 (2): 405. дои: 10.3390/ijerph28020405. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2021. PMID: 33419196 Бесплатная статья ЧВК.

• Наблюдательный эргономический инструмент для оценки износа нескользящей обуви.

  Бесхорнер К.Е., Сигель Дж.Л., Хемлер С.Л., Сундарам В.Х., Чанда А., Ираки А., Хейт Дж.М., Редферн М.С. Бесхорнер К.Е. и соавт. Аппл Эргон. 2020 окт;88:103140. doi: 10.1016/j.apergo.2020.103140. Эпаб 2020 20 мая. Аппл Эргон. 2020. PMID: 32678768 Бесплатная статья ЧВК.

• Размер области износа подошвы обуви влияет на скольжение человека: тестирование механистической модели.