Трение сцепления при качении

В технике важное значение имеют еще силы трения качения и силы трения сцепления при качении без скольжения или со скольжением. Этот вопрос мы рассмотрим в 73 и 75, после того как познакомимся с динамикой вращающегося тела. [c.147]

Трение сцепления при качении [c.260]

При движении автомобиля и паровоза важную роль играет сила трения сцепления при качении колес без скольжения. При качении без скольжения поверхности соприкосновения колеса и полотна дороги не двигаются относительно друг друга, при этом может иметь место сила трения сцепления, которая, как и в случае трения покоя, не превосходит некоторой величины /о. Величина пропорциональна N — силе давления колеса на дорогу, на рельс. [c.260]

Пусть однородный цилиндр катится по наклонной плоскости со скольжением, тогда, вообще говоря, имеют место все три вида сил трения. Если скольжения нет, то действуют силы трения сцепления и качения во многих случаях сила трения качения мала, и тогда остается только сила трения сцепления, как мы принимали в 58. При действии только силы трения сцепления — когда точка соприкосновения цилиндра не смещается относительно плоскости, — как и при трении покоя, нет потерь механической энергии. [c.257]

В предыдущих параграфах ничего не было сказано о силах трения качения, речь шла только о силе сцепления при качении (аналогичной силе трения покоя) или о силе скольжения цилиндра на плоскости (аналогичной силе трения скольжения между плоскими поверхностями). Принципиальная разница между первой и второй заключается в том, что сила сцепления не совершает работы (нет перехода механической энергии в тепловую), а сила Трения скольжения обязательно совершает работу, связанную с переходом механической энергии в тепловую. [c.263]

Исследования А.Ю. Ишлинского по теории сопротивления качению связаны с построением моделей релаксирующих сред, им предложена и изучена схема процесса качения на основе представлений о деформировании основания грунтов и других релаксирующих сред. А. Ю. Ишлинский проанализировал расположение зон проскальзывания и сцепления при качении с учетом кулонова трения в области проскальзывания, дал разъяснение эффектов, связанных с наличием сухого трения, динамикой, вызываемой этим явлением. Эти работы послужили основой многочисленных исследований. [c.7]

Действительно, сила трения скольжения при юзе фП меньше силы сцепления при качении фП, потому что коэффициент трения скольжения ф всегда меньше коэффициента трения покоя, определяющего величину г]), т. е. фП <1 зП. Но при качении допустимо торможение силой ф К= П, следовательно, фП < фл/С = я зП, т. е. тормозящая сила при юзе меньше тормозной силы при качении. Вред юза — в увеличении тормозного пути, в изнашивании рельсов и образовании ползунов на ободах колес. Чтобы избежать этого, установлены технические условия надежного торможения при качении,, которые описываются неравенством [c.225]

Возникновение сопротивления при качении одного тела по другому определяется тем, что поверхностный слой перекатываемых в зоне контакта тел упруго и пластически деформируется (по исследованию Рейнольдса, 1875). Общую площадь или полоску контакта можно разделить на участок сцепления и участок упругого скольжения (рис. 9.5, а, б). На участке сцепления скорости соприкасающихся тел одинаковы, на участке упругого скольжения происходит трение скольжения. В зависимости от формы тел де- [c.312]

Трение качения. Механизм процесса качения в настоящее время имеет несколько теорий. По одной из них сопротивление движению при качении объясняется в основном эффектом молекулярного сцепления на площадке катящегося контакта, по другой — несовершенной упругостью реальных материалов, по третьей—трением при п г оо [c.53]

Вернемся к трению покоя, которое в качестве трения сцепления имеет решающее значение при чистом качении. Как ни парадоксально, но именно это трение заставляет поезд двигаться вперед (то же самое нужно сказать и об автомобиле пешеход на гладком полу также движется вперед лишь благодаря трению сцепления). Давление пара, поскольку оно является внутренней силой, никогда не могло бы привести в движение центр тяжести паровоза. Для этого необходима внешняя сила — реакция между рельсами и колесами, т. е. как раз трение сцеп- [c.114]

Таким образом, катящееся колесо имеет пять степеней свободы в конечной области. Эта подвижность колеса, однако, ограничивается условием чистого качения (без скольжения), вызванного трением сцепления между колесом и основанием действительно, при качении колеса в мгновенном направлении путь, пройденный вдоль касательной, должен быть равен 6s = а6(р. Проектируя на оси, получим следующие условия связи для перемещений 6у и 6(р [c.320]

Выше уже отмечалось, что ведущее и ведомое звенья роликового механизма свободного хода движутся циклически. Полный цикл движения механизма свободного хода можно разбить на четыре основных периода процесс заклинивания, заклиненное состояние, процесс расклинивания и свободный ход. Процесс заклинивания начинается при условии, когда угловая скорость звездочки становится больше угловой скорости обоймы ((О1 ]> ( 2) и сопровождается закатыванием ролика в более узкую часть пространства между обоймой и звездочкой. Этот период характеризуется появлением сил нормального давления и сил трения сцепления между обоймой и звездочкой, потерей энергии на трение качения ролика по рабочим поверхностям и накоплением потенциальной энергии деформации. При перекатывании между рабочими поверхностями в направлении заклинивания ролики деформируются и при движении нормальные давления смещаются на величину и к (рис. 37). Сам процесс заклинивания следует подразделить на две фазы начальную, когда ролики закатываются и находятся в относительном движении, и конечную, когда ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии между ними. В начальной фазе при а > ролики под действием ведущего звена затягиваются и движутся неравномерно. В этот период силы инерции действуют на ролики, поэтому они находятся в состоянии динамического заклинивания. В конечной фазе, когда (о становится равной 2, ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии. В этом случае ролики не испытывают дополнительного действия относительных сил инерции и находятся под действием только сил инерции переносного движения. При равномерном вращении механизма ролики находятся в состоянии статического заклинивания. [c.27]

По мере уменьшения действующего момента М уменьшается сила нормального давления и силы трения сцепления на контактных поверхностях и под действием сил упругости деформированных элементов ролики перекатываются в обратном направлении в сторону расклинивания, преодолевая силы сопротивления перекатыванию (рис. 53, а). Если считать, что вся оставшаяся энергия деформации тратится только на работу трения качения при [c.71]

Таким образом, наименьшая длина пробега может быть получена на сухой бетонной полосе. Если бы колеса не имели тормозов, наибольшее сопротивление трения (в данном случае не сцепления, а качения) получилось бы при влажном мягком грунте. [c.267]

Фрикционные муфты передают крутящий момент от ведущего вала к ведомому силами трения. Путем изменения силы прижатия трущихся поверхностей можно регулировать силу трения и осуществлять плавное сцепление при любой разности частот вращения ведущего и ведомого валов. Различают конусные, дисковые и колодочные фрикционные муфты. Фрикционная многодисковая муфта двойного действия (рис. 61, б) предназначена для передачи прямого и обратного вращения, а также для отключения коробки скоростей от ведущего вала. На входном валу 1 установлены на подшипниках качения шестерни 2 н 3 прямого и обратного хода. Шестерни выполнены вместе с чашками, в пазах 4 которых размещены выступами стальные диски 5. Диски свободно расположены на валу, а между ними находятся стальные диски 6 с внутренними шлицами, входящими между шлицами вала. Диски 6 не касаются чашек шестерен. Пакеты дисков 5 и 6 установлены между шайбами 7 и 8. Шайбы 8 опираются на регулировочные гайки 9 подвижной втулки 10, связанной штифтом со стержнем 11. В паз стержня входит хвостовик собачки 12, установленной на поперечной оси 13. [c.82]

Предположим, -что сил трения качения и сил вязкости нет, и рассмотрим качение цилиндра по плоскости, при котором ось цилиндра перпендикулярна к скорости движения. Допустим, что цилиндр катится без скольжения равномерно по горизонтальной плоскости чему равна сила взаимодействия между плоскостью и цилиндром (Полагаем, что сила трения о воздух отсутствует.) Очевидно, что касательная сила взаимодействия (сила трения сцепления) равна нулю, так как цилиндр движется равномерно. [c.257]

При качении без скольжения могут возникать силы трения сцепления в данном примере они не возникают только потому, что внешние горизонтальные силы равны нулю. Как только при качении без скольжения на цилиндр начнут действовать внешние силы, возникнет соответствующая сила трения сцепления. Следовательно, сила трения сцепления, как и сила трения покоя, определяется величиной внешних сил, действующих на тело. [c.260]

Подобное же явление происходит при качении гладкого обода по очень неровной поверхности, например, по булыжной мостовой (фиг. 18). В этих случаях нормальная реакция, складываясь с внешней нагрузкой, даёт силу Р, которая вместе с силой сцепления Р образует пару, препятствующую качению момент этой пары, представляющий момент качения, равен Рг = ЬЯ, где Я —полная реакция, а величину Ь можно рассматривать как плечо трения. [c.30]

Ниже приведены решения двух контактных задач — периодической контактной задачи об установившемся скольжении упругого индентора по вязкоупругому слою, сцепленному с упругим основанием (в плоской квазистатической постановке), и задачи о качении упругого цилиндра по упругому основанию, имеюш ему тонкий вязкоупругий поверхностный слой, — которые в развитие теории трения, разработанной А. Ю. Ишлинским, позволяют изучить роль несовершенной упругости поверхностного слоя, параметров микрогеометрии индентора и относительного проскальзывания поверхностей при качении и скольжении упругого индентора по упругому основанию. [c.280]

Природа силы сцепления подобна природе силы трения. Почему же автомобилисты называют ее силой сцепления Ответ простой. Шины автомобиля изготовлены из эластичного материала — резины. Поэтому под действием весовой нагрузки и крутящего момента, передающегося от двигателя, резина деформируется. Частицы шины, вдавливаясь в шероховатости поверхности дороги, как бы зацепляются за них. В результате наблюдается более сложное явление, чем при передвижении одного твердого недеформируемого тела по другому. При качении автомобильного колеса одновременно будут происходить и трение, и зацепление. Поэтому и силу, возникающую между шиной и дорогой, называют силой сцепления. [c.226]

Проскальзывание наступает по преодолении сил трения (сцепления шины с дорогой), когда в общем случае при деформации катящейся шины [435—437, 445, 678, 737—741] (несвободном качении) возникают моменты и силы, схематично изображенные [686] на рис. 6.1.9. [c.287]

Для грубо обработанных поверхностей основной причиной трения является шероховатость, для тщательно обработанных — молекулярное сцепление. В двигателях и газомоторных компрессорах на преодоление трения между трущимися поверхностями расходуется около 25% энергии, полученной при сгорании топлива в цилиндрах. Трение, при котором перемещающиеся поверхности соприкасаются одновременно множеством точек на поверхностях, называется трением скольжения. Трение при качении шарика или ролика по поверхности называется трением качения. [c.159]

При выборе числовых значений параметров для отражения их в чертежах учитываются эксплуатационные условия работы деталей машин и приборов, например трение, жидкостное трение и износ, вибрация и износ при качении, трение и износ при скольжении, контактная жесткость, сопротивление переменным нагрузкам, прочность прессовых соединений, отражательная способность и затухание в волноводах, прочность сцепления при притирании и склеивании, коррозионная стойкость, качество лакокрасочных и гальванических покрытий. Кроме этого, при нормировании шероховатости поверхности могут еще учитываться требования к точности измерений, соотношения между допусками размера и шероховатостью и т. д. [c.43]

Однако выбор коэфициента о правильнее делать на основании сравнения возможной наибольшей силы трения колодок (при полном торможении при скорости, близкой нулю) и силы сцепления колёс с рельсами (при качении), вводя в расчёт коэфициент 1, представляющий отношение сил трения колодок оси к силе её сцепления Q< l с рельсами для тендеров и вагонов—0,80, для паровозов в целях уменьшения опасности порчи от юза ведущих осей — 0,30 и для тепловозов и электровозов — 0,35. [c.854]

Как одно из первых исследований советских авторов по данному вопросу можно упомянуть, например, работы А. Ю. Ишлинского [24, 25]. Им были рассмотрены в приближенной постановке плоские задачи о взаимодействии жесткого катка с вязкоупругим и релаксирующим основаниями. Задачи решались в предположении существования на линии контакта одного участка сцепления и одного участка скольжения. Деформируемое основание заменялось моделью, представляющей собой систему элементарных раздельных стерженьков, отклоняющихся в сторону и укорачивающихся пропорционально усилиям, действующим на стерженьки по касательной и соответственно по нормали к торцу. Задача заключалась в определении силы трения при качении. Выписаны асимптотические представления этой силы для малых и больших скоростей движения катка из этих формул видно, что с увеличением скорости качения сила трения асимптотически стремится к нулю. [c.403]

Трение твердых тел зависит от материалов, качества поверхности, загрязнений на ней и большого количества других факторов. Если поверхности тел тщательно обработаны и очищены, то трение возникает из-за молекулярного сцепления между частицами твердых тел. При качении трение обусловлено деформацией поверхностей. Очень важно состояние поверхностей. При движении неровных поверхностей друг по другу выступы ударяются друг о друга, происходит деформация их, возникают колебания и т.д. Все это создает силу трения твердых тел. [c.46]

Сила Т есть сила трения первого рода и при отсутствии скольжения в зоне контакта представляет собой силу трения покоя. Эта сила называется силой сцепления катящегося тела с поверхностью качения, и она связана с силой тяжести О неравенством [c.97]

Трение качения возникает при перекатывании одной поверхности по другой. На рис. 54 изображено круглое тело /, находящееся под действием нормальной силы Р" и вращающего момента Mia. Если бы между телами отсутствовала сила F сцепления, то тело 1 вращалось бы при неподвижном центре О. При действии силы трения F наблюдается перекатывание и возникает момент пары сил сопротивления, называемый моментом пары сил трения качения. Такая пара сил может быть представлена в виде силы F , [c.80]

В зоне контакта двух тел возникает касательная реакция Т, характеризующая собой силу сцепления, или силу трения покоя . Условия равновесия цилиндра показывают, что сила Т= Р, т. е. они образуют пару сил (рис. 9.5,6). Сила Т, входя в состав пары сил и действуя в плоскости мгновенного центра вращения, обеспечивает перекатывание цилиндра. Чистое качение возможно в том случае, когда цилиндр достаточно сцепляется с поверхностью, по которой он перекатывается. При Т = 0 сила Р могла бы вызвать только скольжение катка. Следовательно, при чистом качении цилиндра силой Р в зоне контакта двух тел должна появиться сила трения покоя, равная [c.315]

Качение колеса без скольжения (пробуксовка или юз) возможно при соблюдении условия, что движущая окружная сила Р = Мд/г < f о, где f о — касательная реакции опорного элемента, предельное значение которой ограничивается силой сцепления колеса с опорным элементом, т. е. = f N (/о — коэффициент сцепления). Например, для стальных колес по рельсам /о 0,3, для автомобильных шин по чистому сухому асфальту /о =г 0,8, а по грязному сырому асфальту коэффициент сцепления падает до 0,07. Сопротивление при перекатывании тел зависит от конкретных условий качения, поэтому для определения достоверных значений плеча К или коэффициента трения качения (а равно и коэффициента сцепления /о) широко используются экспериментальные методы [c.172]

Итак, существенное отличие перекатывания катка силой, по сравнению со случаем перекатывания парой, заключается в том, что в зоне касания катка с опорной плоскостью появляется касательная реакция Р( = Р трения Его рода, численно равная самой силе тяги Р, но направленная против движения. Это дает повод некоторым авторам силу Р называть сопротивлением трения качения. На самом же деле это будет обыкновенная сила трения 1 -го рода и при отсутствии скольжения в зоне контакта — сила трения покоя или сцепления. Сила Р не может быть сопротивлением движению, потому что она приложена к мгновенному центру, т. е. к точке, которая в данный момент неподвижна, а потому работа и мощность этой силы будут равными нулю, а не отрицательными, как полагается для сопротивления. Кроме того, назвать эту силу вредным фактором нельзя еще и потому, что она входит в состав пары, сообщающий катку движение перекатывания, не будь силы Е (при абсолютно гладкой опорной плоскости) — сила Р вызвала бы одно скольжение, а не перекатывание. Таким образом, несмотря на то, что сила Р направлена против движения, она не является сопротивлением и, несмотря на то, что работа ее равна нулю, она будет полезным фактором. Вот этой то характеристики силе Р обычно не дают в существующих учебниках по теории машин и механизмов, причисляя ее без основания к сопротивлению трения качения. [c.378]

В высшей кинематической паре, находящейся в покое, внешняя нагрузка и реакция расположены на одной линии (рис. 20.5, а). При относительном качении сопротивление движению обусловлено эффектом молекулярного сцепления и трением при относительном скольжении элементов в пределах упругих деформаций в зоне контакта. Благодаря этим явлениям при качении реакция звена ] на звено 2 (б) смещается в направлении перекатывания на некоторое расстояние k относительно вектора нагружающей силы F. Для осуществления равномерного качения движущий момент Мд должен быть равен моменту сопротивления качению [c.246]

Особое внимание в технике и физике уделяют силам, возникающим при качении колеса (цилиндра) по плоскости. Эти силы вообще называют силами трения. Но для выяснения картины явления следует различать три рода сил собственно трения качения, трения скольжения и трения сцепления. Силы трения качения, как и силы трения при поступательном движении, имеют место всегда и всегда тормозят движение. Силы трения скольжения и силы трения сцепления приП4.ачении могут и ускорять, и тормозить катящееся тело, причем последний род снл трения (как и сил трения покоя) не связан с обязательным переходом механической энергии в тепло. [c.257]

Снизить удельное давление можно также с помощью шин специального профиля — арочных, широкопрофильных или пневмокатков (см. гл. 4). Рисунок и калибр протектора, т. е. его толщина в беговой части, влияют на коэффициент сцепления и на сопротивление движению. Выступы протектора у шин повышенной проходимости при качении по мягкому грунту отформовывают в нем зубчатую рейку. Поэтому кроме сцепления, вызванного трением шины о грунт, проходимость улучшается за счет [c.605]

Исследование закономерностей трения и износа, как правило, проводится в установившемся режиме. Несмотря на это, факторы, влияющие на результаты, оказываются переменными как вследствие их статистического распределения, благодаря флуктуациям свойств исследуемой системы, так и из-за неодинаковых условий контакта в разных его участках. Действительно, идеально твердое, недефор-мируемое кольцо, например, должно контактировать с плоской подложкой по линии касания. На практике вследствие деформации кольца под сплющивающей его нормальной нагрузкой получается эллиптическая площадь контакта. На этой площади нормальная нагрузка распределена неравномерно. Когда кольцо принудительно вращается, возникают, из-за трения, касательные усилия в контакте. Обычно элементы качения осуществляют передачу ведущих, или тяговых, а также тормозящих усилий. Когда при качении основной является нормальная нагрузка, этот случай называется свободным или чистым качением. Полезные касательные усилия, уменьшающие трение в сочленениях, не превосходят предела сцепления кольца (вращающегося тела) с подложкой (дорогой), окружная линейная скорость вращения практически равна скорости качения (перемещения) тела вращения по подложке (дороге), т. е. проскальзывание отсутствует. [c.283]

При качении шины по дороге под воздействием на ведущее колесо вращающего момента возникает тяговая нагрузка Р, которая вызывает несимметричное раснреде-чение касательных контактных сил передняя часть площади контакта, где действуют максимальные касательные силы, является зоной проскальзывания, в которой тяговое усилие преодолевает силы трения величина этой зоны зависит от тягового усилия. Тяговое усилие должно быть тем выше, чем шероховатое поверхность дороги. При определенном сцеплении шины с дорогой, зависящем от сил трения и обусловленном характером поверхности дороги и шины, нагрузкой на шину и внутренним давлением в шине, повышение тягового усилия приводит к увеличению зоны проскальзывания. При полном проскальзывании по всей зоне контакта шина буксует. Аналогично под воздействием тормозного момента на вращающееся колесо тормозная нагрузка Р неравномерно распределяется по зоне контакта. При торможении максимальные касательные силы действуют в задней части площади контакта. С увеличением тормозного момента проскальзывание с задней части распространяется на всю площадь контакта, и возникает юз. [c.287]

Явление скольжения было описано Рейнольдсом в его исключительно содержательной работе [305]. Он обнаружил, что область контакта разбивается на зоны сцепления и микропроскальзывания, определяемые силами трения и упругими деформациями, а также подтвердил свою модель измерениями скольжения, проведенными при качении резинового цилиндра по металлической плоскости и, наоборот, металлического цилиндра по резиновой плоскости [c.279]

НОСТИ. При качении с тангенциальной силой д < цР проскальзывание имеет место лишь в задней части области контакта. Компоненты напряжений дх и Хгх на поверхности катящихся цилиндров при касательных напряжениях д х) были найдены в 8.3 и приведены на рис. 9.2. Изменяя коэффициент трения при сохранении отношения Q/P, можно добиться, чтобы зона микропроскальзывания изменялась по величине при этом распределение напряжений изменяется так, как показано на рис. 9.2(а). Когда точка начала течения лежит под поверхностью, на нее слабо влияют поверхностные напряжения. Если-течение начинается на поверхности, критическая точка попадает между зонами проскальзывания и сцепления, как показано на рис. 9.2 (Ь). С возрастанием трения величина контактного давления, при котором начинается течение, падает, как показано штриховой линией на рис. 9.4. [c.328]

Реализация тормозной силы, как и силы тяги, происходит в точке контакта колеса с рельсом благодаря силе трения (сцепления) прямо пропорциональной произведению вертикальной нагрузки на коэффициент сцепления. Как уже отмечалось, из-за резкого уменьшения коэффициента сцепления (иногда почти в 10 раз) при реализации силы тяги локомотив может боксовать. В процессе торможения, наоборот, при создании большой тормозной силы (между колесом и тормозной колодкой или между специальным тормозным диском и тормозными колодками) и снижении коэффициента сцепления колеса с рельсом может возникнуть юэ, т. е. остановка колесной пары с переходом трения качения колеса по рельсу в трение скольжения. Вьвделение большого количества тепла в точке контакта ведет к быстрому нагреву контактирующей поверхности остановившегося колеса, и оно начинает скользить по тонкому слою оплавляемого металла, как по маслу. Коэффициент трения резко уменьшается, а тормозная эффективность снижается чуть ли не до нуля. [c.129]

Трение качения возникает при перекатывании одной поверхности по другой. На фиг. 2 показано круглое тело 1, находящееся под действием нормальной силы и вращающего момента iWij. Если бы между телами 1 и 2 яе действовала сила трения F сцепления, то центр О был бы неподвижен и вокруг него вращалось бы тело I. Но если сила трения F действует, то происходит перекатывание и возникает момент пары сил сопротивления, называемый моментом пары сил трения качения. Такая пара сил может быть, например, представлена в виде силы приложенной к центру О, и равной ей, но противоположно направленной силы —F, , приложенной в точке касания тел 1 YL 2. Для перекатывания без скольжения сила F должна быть меньше силы сцепления (трения скольжения) F. Сила трения качения может быть определена из соотношения [c.17]

С1 нуют ведущий или тормозной момен ты, то коэф. сцепления колеса с дорожным покрытием определяется равенством i = T /N. где 7", — неполная сила трения скольжения, возникающая между катящимся колесом и дорогой. Коэф. J, и существен1ю зависят от природы трущихся тел, характера покрывающих их гелёнок и скорости качения. Обычно для металлов (сталь по стали) /, = 0,001 —0,002 см. При движении автомобиля со скоростью 80 км/ч Т. к. колес по асфальту /, = 0,02 см и резко возрастает с увеличением скорости. Коэф. сцепления 4/ на сухом асфальте доходит у автомобильных колёс до 0,8, а при наличии плёнки воды снижается до 0.2—0,1. [c.165]

На поверхностях тел качения, как и при их скольжеьши, возникают силы сцепления. Адгезиойное сцепление незначительно влияет на силы трения качения (наличие граничной смазки почти не сказывается на силе трения качения), но играет большую роль в изнашивании тел качения. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...