Сили діючі в механізмах .

 6. Сили, діючі в механізмах.

  План

Сили в механізмах і машинах Класифікація сил Тертя і зношування деталей в машинах Мастильні матеріали

  1. Конспект лекції

Сили в механізмах і машинах. Загальні положення

При силовому аналізі вирішують задачі, зв’язані з впливом сил, що діють на кінематичні пари і ланки механізму, а також на закони їхнього руху. У зв’язку з цим розрізняють 2 задачі: визначення діючих на машину сил і визначення закону руху.

Методи

аналізу сил. Аналіз діючих сил необхідний для визначення потужності, необхідної для руху механізму, розрахунку на міцність і зносостійкості окремих його деталей. вибору раціональних розмірів ланок і їхньої форми.

У теорії механізмів машин найбільше застосування одержав метод, заснований на ідеї  принципу Д‘Аламбера. Цей метод дозволяє записати рівняння руху ланок у формі рівнянь рівноваги за рахунок уведення сил інерції.

Сили діючі в механізмах.

  У ТММ використовують  класифікацію сил, у  якій їх підрозділяють на шість груп.

1. Движучі сили: Це сили, прикладені до ведучого ланці механізму. Рахують, що при роботі вони виконують позитивну роботу. Вони залежать від різних параметрів.

2. Сили «корисного» опору (Наприклад при різанні, запресовці, обробці тиском та інше) прикладені до ведучих ланок, задаються аналітично та графічно. На подолання цих сил витрачається корисна робота машини.

3. Сила «шкідливого» опору. Це сили які в цілому зумовлені опором середи, в якій рухається механізм та їх ланки  

4. Сили ваги ланок.  G – робота сил ваги буде зі знаком «+» якщо вона збігається з переміщенням вниз  і зі знаком «-» якщо не збігається, тобто рух нагору. У кінематичних парах виникають сили взаємодії ланок які навантажуються реактивними силами, простіше говорячи реакціями.

5. Сили інерції.  Це сили діяння прискорення тіла на тіла, які викликають його  прискорення, В загальному випадку елементарні сили інерції ланки, маючі плоскість симетрії, паралельну площині руху, можуть бути зведені до головного вектору сил інерції Fи, прикладеному в центрі мас, і головному моменту цих сил .

Fи = –m ;  . = – IS .

6. Реактивні сили.  В кінематичних парах виникають сили взаємодії ланок, які називають реактивними силами або просто реакціями. В їх визначеннях перша цифра в індексі вказує, з якої сторони якої ланки діє сила, а друга – номер ланки, на яку вона діє. Згідно третього закону Ньютона, F12 = – F21, ці сили  F12 та F21 рівні по модулю, але мають протилежні напрямки.

Силовий аналіз механізму.

При силовому аналізі механізмів визначають реакції в кінематичних парах, що врівноважує силу Fy, чи  момент, що врівноважує, Му. Під урівноважуючою силою розуміють силу, визначаючу із умови забезпечення вимогливого закону руху машини. Якщо не врахувати сили тертя, реакції в кінематичних парах будуть направлені по нормалям до поверхні дотику елементів ланок.

Тертя і зношування деталей у машинах

Тертя. Види тертя.  – механічна взаємодія твердих тіл, що виникає в місцях опору і перешкоджає відносному переміщенню тел.

Сила опору відносному переміщенню одного тіла по поверхні іншого під дією зовнішньої сили, тангенціально спрямована до загальної границі між цими тілами називається силою тертя.  Розрізняють тертя спокію і тертя руху. Під тертям спокію розуміють тертя двох тіл при мікро зміщеннях до переходу їх до відносного руху.

По характеру відносного руху тіл розрізняють тертя ковзання та тертя кочення.

Кут тертя.  При наявності тертя напрямок повної реакції F12 складає з нормаллю до поверхні тіла 1 кут  , що називають кутом тертя.

Конічна поверхня, утворюючі якої являють собою повні реакції тіла 1 на тіло 2, називається Конусом тертя.

Коло тертя, коли відносний рух контактуючих тіл є обертальним.

Тертя кочення.  Це коли циліндричний каток переміщається по площині без ковзання, у зоні їхнього контакту виникає реактивний момент перешкоджаючий руху.

Момент сил тертя катання МТ=F12 КТ

Тертя в поступальній парі.  У загальному випадку відносний рух ланки, що утворить з іншою ланкою поступальну пару, відбувається під деяким кутом  (у горизонтальній площині).

Основні види зношування.  Процес руйнування і відділення матеріалу з поверхні твердого тіла і нагромадження його достатньої деформації при терті, що виявляється в поступовій зміні розмірів і форми тіла називається зношуванням. Розрізняють механічне зношування, корозійно-механічне і зношування при проходженні електричного струму. Механічне зношування у свою чергу підрозділяють на абразивне, гідроабразивне, ерозійне, кавітаційне й сталісне, сюди також відносять зношування при фретинзі і заїданні.

Абразивне зношування матеріалу відбувається в результаті ріжучого або царапаючого впливу на нього твердих частинок, яку знаходяться в вільному або  закріпленому вигляді.

Абразивне зношування, яке проходе в результаті дії твердих частинок, в підвішених рідинах і переміщуються відносно зношувального тіла, називається гідроабразивним зношуванням.

Під Ерозійним зношуванням розуміють механічне зношування тіл в результаті дії на них потоку рідини або газу.

Сталісне зношування проявляється при повторюваній деформації мікрооб’ємів матеріалу поверхневого шару деталей. В результаті в поверхневому шарі з’являються сталісні тріщини, а їх розвиток і зливання приводять до викрошування частки метала.

В шліцьових та шпонкових з’єднаннях, в з’єднаннях з натягом механічне зношування тіл які зтикаються відбувається при малих коливаннях відносних переміщеннях (зношування при фретинзі).

Зношування при заїданні відбувається в результаті зхоплення, глибинного виривання матеріалу, переносу його з однієї поверхні тертя на другу і дії виникаючої нерівності на зтикуючих поверхнях.

Корозійно-механічне зношуванняЄ результатом механічного впливу, стикаючогося хімічної і електричної взаємодії матерілу із  середою.

При проходженні електричного току звичайно проглядається Електроерозійне зношування поверхонь деталей.

Змащувальні матеріали.

Матеріал, який вводиться на поверхню тертя для зменшення сили тертя або інтенсивного зношування, називається змащувальним матеріалом.

Змащувальні матеріали бувають рідкі ( наприклад, олива індустріальна (ГОСТ 20799-74), турбінне (ГОСТ 9972-74), трансмісійнне (ГОСТ 23652-79), пластичне (солідол жировий (ГОСТ 1033-79), консталін (ГОСТ 1957-73 і др.) тверді (наприклад, мастило графітне БВН-1 (ГОСТ 5656-85) і газоподібні.

Найважливіша характеристика мінеральних масел – маслянистість і в’язкість. 

2. Рекомендована література:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т.Скойбеда, А. А.Миклашевич, Е. Н.Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т.Скойбеды. – Мн.: Высш. Шк., 1997 – 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985 – 576с. С. А. Чернавський та ін. Курсове проектування деталей машин. – Машинобудування, 1987. – 146-152 с. Прикладная механика. К. И.Заблонский, М. С.Беляев, И. Я.Телис и др. – Киев: Вища школа, 1984 – 280с. Гузенков П. Г. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1986 – 359с. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин.-М.: Высшая школа, 1985 – 416с. Иванов М. Н. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1984 – 336с. В. Т. Павлище, Є. В. Харченко та ін. Прикладна механіка. – Львів: Інтелект-захід, 2004 –

366 с.

Ви прочитали: "Сили діючі в механізмах ."
Читати далі