Проекция силы на ось Уравнения равновесия плоской системы сходящихся сил Способ сравнения деформаций Элементы кинематики Кинематические пары и цепи Понятие о трении Основные понятия сопративления материалов Расчеты на срез и смятие

Теоретическая механика, сопромат. Курс лекций и примеры решения задач

Сила трения качения

Сопротивление трения качения возникает при перекатывании криволинейных поверхностей контактирующихся тел.

При перекатывании цилиндра по горизонтальной опорной поверхности (рис. 141) в зоне их контакта создаются силы реакции. Эти силы распределены неравномерно. Их величина больше там, где происходит смятие при перекатывании цилиндра (участок СВ) и меньше в зоне разъединения (участок АС). Вследствие этого нормальная реакция   являющаяся равнодействующей всех сил реакций, смещается в сторону движения катящегося тела.

Смещение k от линии действия силы тяжести цилиндра численно определяет коэффициент трения качения, который обозначается через  и измеряется в миллиметрах.

Представим себе, что к цилиндру на некотором расстоянии h над плоскостью качения приложена сила  под действием которой цилиндр равномерно катится по опорной плоскости. Составим сумму моментов относительно точки С всех сил, действующих на цилиндр, 

(где— коэффициент трения качения), откуда при

Очевидно, что коэффициент трения качения  имеет размерность длины.

Коэффициент полезного действия

Создавая машину, важно не только обеспечить движение рабочих органов машины, удовлетворяющих заданному технологическому процессу, но необходимо, чтобы машина обладала достаточно высоким коэффициентом полезного действия (к.п.д. или КПД).

При наличии сил трения и сопротивления воздуха не вся затраченная работа  используется в машинах или механических устройствах. Полезная работа  всегда меньше затраченной, т. е.  и их отношение определяет важнейшую технико-экономическую характеристику — к.п.д.

Как видно из формулы (170), к.п.д. — число отвлеченное, оно также может выражаться в процентах.

При установившемся движении рабочих органов машины сумма работ всех сил, приложенных к ним, будет равна нулю, т. е.

(где—работа вредных сопротивлений), откуда

Подставляя в формулу (170) значение Wa, получим

Так как работа вредных сопротивлений в машине  никогда не может быть равна нулю, то 

Следовательно, для увеличения к.п.д. необходимо стремиться к уменьшению вредных сопротивлений, тогда к.п.д. будет стремиться к единице.

Ускорение точек при плоскопараллельном движении.

 1. Плоскопараллельным (или плоским) называется такое движение твердого тела , при котором все его точки движутся параллельно некоторой неподвижной плоскости (рис. 2.23). Частным случаем плоскопараллельного движения является вращательное движение тела.

 

 Рис. 2.23. Плоскопараллельного движения тела

Согласно определению плоскопараллельного движения, любая прямая, неизменно связанная с телом и перпендикулярная неподвижной плоскости I, движется поступательно. Это означает, что все точки этой прямой движутся одинаково (см. свойства поступательного движения). Поэтому вместо того, чтобы изучать движение всех точек объемного тела, достаточно изучить движение точек плоской фигуры S (полученной сечением тела плоскостью ІІ, параллельной плоскости І) (рис. 2.24). 


Физико-механические свойства материалов