§ 2. Механические характеристики машин

При кинематическом и динамическом исследовании машины или проектировании ее кинематической схемы должны быть известны силы движущие и силы производственных сопротивлений, приложенные к звеньям механизма. Так как в курсе теории механизмов и машин вопросы теории рабочих процессов в машинах не рассматриваются, то эти силы должны быть заданы в виде так называемых механических характеристик. Механической характеристикой двигателя или рабочей машины называют зависимость силового параметра от одного или нескольких кинематических параметров и времени.

При подборе двигателя к рабочей машине для согласования оптимального значения угловых скоростей необходимо, чтобы механическая характеристика двигателя соответствовала характеристике рабочей машины. Чтобы уменьшить габариты и вес агрегата, следует применять быстроходные двигатели, так как мощность N_д двигателя равна N_д = М_д_д. В большинстве машинных агрегатов непосредственное соединение двигателя с рабочей машиной осуществить нельзя. Поэтому для повышения величины крутящего момента и соответствующего понижения угловой скорости между двигателем и рабочей машиной необходимо установить редуктор.

:

Рис. 295. Рис. 296.

Если в процессе работы агрегата резко изменяется нагрузка _:на рабочие органы, то для лучшей приспособляемости двигателя к нагрузке рабочей машины все большее применение получают вариаторы (ступенчатые и бесступенчатые).

Трение в кинематических парах

§ 3. Виды трения

Общее сопротивление, возникающее в местах соприкосновения двух тел, которые перемещаются одно относительно другого, называют силой трения. Трение представляет собой очень сложное явление, для объяснения которого созданы две гипотезы — механическая и молекулярная. Согласно первой гипотезе трение возникает в результате деформации небольших выступов и впадин, которые есть на поверхностях соприкасающихся тел. Согласно второй гипотезе процесс трения состоит в отрыве молекул, находящихся в контакте, и последующем возникновении новых молекулярных контактов двух тел при относительном движении их.

В соответствии с современной гипотезой, имеющей смешанный характер, процесс трения при скольжении поверхностей является не только результатом механического взаимодействия поверхностей, но и результатом действия молекулярных сил.

В зависимости от характера относительного движения элементов кинематических пар, а также от характера соприкосновения тел внешнее трение может быть трех видов:

а) трение скольжения, при котором одни и те же точки одного тела приходят в соприкосновение с различными точками другого тела, причем это соприкосновение в большинстве случаев происходит по некоторой поверхности (низшая кинематическая пара);

б) трение качения, при котором каждая точка одного тела приходит в соприкосновение только с одной точкой второго тела; при этом поверхности соприкосновения тел ввиду их незначительности можно принять происходящими по линии или в точке (высшая кинематическая пара);

в) трение верчения возникает в тех случаях, когда возможно относительное движение тел в форме вращения вокруг общей нормали в точке касания. Внешнее трение сопровождается изнашиванием некоторых элементов трущихся тел.

В зависимости от состояния трущихся поверхностей различают трение скольжения следующих видов:

а) чистое — сухое, возникающее на поверхностях, свободных от всяких посторонних веществ;

б) граничное, получающееся в том случае, когда поверхности разделены слоем смазки толщиной не более 0,1 мкм;

в) жидкостное, при котором поверхности полностью разделены слоем смазочного вещества;

г) полусухое — трение смешанного типа—одновременно сухое и граничное;

д) полужидкостное—одновременно жидкостное и граничное.