6. Силы, действующие в механизмах.

План

Силы в механизмах и машинах Классификация сил Трение и износ деталей в машинах Смазочные материалы

1. Конспект лекции

Силы в механизмах и машинах. Общие положения

При силовом анализе решают задачи, связанные с влиянием сил, действующих на кинематические пары и звенья механизма, а также на законы их движения. В связи с этим различают 2 задачи: определение действующих на машину сил и определение закона движения.

Методы анализа сил. Анализ действующих сил необходим для определения мощности, необходимой для движения механизма, расчета на прочность и износостойкости отдельных его деталей. выбора рациональных размеров звеньев и их формы.

В теории Механизмов машин наибольшее применение получил метод, основанный на идее принципа Д'Аламбера. Этот метод позволяет записать Уравнения движения звеньев в форме уравнений равновесия за счет введения сил инерции.

Силы действующие в механизмах.

В ТММ используют классификацию сил, в которой их подразделяют на шесть групп.

1. Движучи силы: Это силы, приложенные к ведущему звену механизма. Считают, что при работе они выполняют положительную работу. Они зависят от различных параметров.

2. Силы «полезного» сопротивления (Например при резке, запресовци, обработке давлением и др.) приложенные к ведущим звеньев, задаются аналитически и графически. На преодоление этих сил тратится полезная работа машины.

3. Сила «вредного» сопротивления. Это силы которые в целом обусловлены сопротивлением среды, в которой движется механизм и их звенья

4. Силы тяжести звеньев.G — работа сил веса будет со знаком «+» если она совпадает с перемещением вниз и со знаком «-» если не совпадает, то есть движение вверх. В кинематических парах возникают силы взаимодействия звеньев которые нагружаются реактивными силами, проще говоря реакциями.

5. Силы инерции. Это силы действия ускорения тела на тела, которые вызывают его ускорение, В общем случае элементарные силы инерции звена, имеющие плоскость симметрии, параллельную плоскости движения, могут быть сведены к главному вектору сил инерции Fи, приложенном в центре масс, и главному моменту этих сил .

Fи = — m; . = — IS .

6. Реактивные силы. В кинематических парах возникают силы взаимодействия звеньев, которые называют реактивными силами или просто реакциями. В их определениях первая цифра в индексе указывает, с какой стороны какого-либо звена действует сила, а вторая — номер звена, на которую она действует. Согласно третьему закону Ньютона, F12 = — F21, эти силы F12 и F21 равны по модулю, но имеют противоположные направления.

Силовой анализ механизма.

При силовом анализе механизмов определяют реакции в кинематических парах уравновешивает силу Fy, или момент, уравновешивающий Му. Во уравновешивающей силой понимают силу, определяющую из условия обеспечения требовательного закона движения машины. Если не учесть силы трения, реакции в Кинематических парах будут направлены по нормалям к поверхности соприкосновения элементов звеньев.

Трение и износ деталей в машинах

Трения. Виды трения.- Механическая взаимодействие твердых тел, возникает в местах сопротивления и препятствует относительному перемещению тел.

Сила сопротивления относительному перемещению одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направлено в общей границы между этими телами называется силой трения. Различают трения спокию и трения движения. Во трением спокию понимают трение двух тел при микро смещениях до перехода их в относительного движения.

По характеру относительного движения тел различают трение скольжения и трение качения.

Угол трения.При наличии трения направление полной реакции F12 составляет с нормалью к поверхности тела 1 угол, называют углом трения.

Коническая поверхность, образующие которой представляют собой полные реакции тела 1 на тело 2, называется Конусом трения.

Круг трения, когда относительное движение контактирующих тел является вращательным.

Трение качения. Это когда цилиндрический каток перемещается по плоскости без скольжения, в зоне их контакта возникает реактивный момент препятствующий движения.

Момент сил трения катание МТ = F12 КТ

Трения в поступательном паре.В общем случае относительное движение звена, образующий с другим звеном двигаться пару, происходит под некоторым углом (В горизонтальной плоскости).

Основные виды износа.Процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его достаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела называется износом. Различают механический износ, коррозионно-механическое и износа при прохождении электрического тока. Механическое износ в свою очередь подразделяют на абразивное, гидроабразивное, эрозионное, кавитационных и сталисне, сюда также относят износа при фретинзи и заедании.

Абразивный износ материала происходит в результате режущего или царапаючого воздействия на него твердых частиц, которую находятся в свободном или закрепленном виде.

Абразивный износа, которое проходит в результате действия твердых частиц, в подвешенных жидкостях и перемещаются относительно зношувального тела, называется гидроабразивной износом.

Во Эрозионным износом понимают механический износ тел в результате воздействия на них потока жидкости или газа.

Сталисне износа проявляется при повторяющейся деформации микрообъемов материала поверхностного слоя деталей. В результате в поверхностном слое появляются сталисни трещины, а их развитие и слива приводят к выкрашивания частицы метала.

В шлицевых и шпоночных соединениях, в соединениях с натягом механический износ тел которые сталкиваются происходит при малых колебаниях относительных перемещениях (Износ при фретинзи).

Износ при заедании происходит в результате зхоплення, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на вторую и действия возникающей неровности на зтикуючих поверхностях.

Коррозионно-механический износЯвляется результатом механического воздействия, стикаючогося химической и электрической взаимодействия Материал со средой.

При прохождении электрического тока обычно просматривается Электроэрозионные износа поверхностей деталей.

Смазочные материалы.

Материал, который вводится на поверхность трения для уменьшения Силы трения или интенсивного износа, называется смазочным материалом.

Смазочные материалы бывают жидкие (например, масло индустриальная (ГОСТ 20799-74), турбинное (ГОСТ 9972-74), трансмисийнне (ГОСТ 23652-79), пластическое (солидол жировой (ГОСТ 1033-79), консталин (ГОСТ 1957-73 и др.) твердые (например, масло графитное БВН-1 (ГОСТ 5656-85) и газообразные.

Важнейшая характеристика минеральных масел — маслянистость и вязкость.

2. Рекомендуемая литература:

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. Чернавский и др.. Курсовое проектирование деталей машин. — Машиностроение, 1987. — 146-152 с. Прикладная механика. К. И. Заблонский, М. С. Беляев, И. Я. Телис и др. — М.: Высшая школа, 1984 — 280с. Гузенкова 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, Е. В. Харченко и др. Прикладная механика. — М.: Интеллект-запад, 2004 —

366 с.