4.5. Трение в кинематической паре шип - подшипник

При наличии зазора цапфа под действием MД из своего низшего положения перекатывается в новое положение, которое характеризуется наступившим равновесием между движущими силами и силами сопротивления. На рис. 16а приняты следующие обозначения: r - радиус шипа, Q - внешняя на грузка, R - реакция подшипника, действующая на шип, ϕ - угол трения, ρ - ра-

диус круга трения (рис.15)

Силы Q и R образуют пару момент которой представляет собой момент сопротивления Mсопр ; в каждый данный момент он уравновешивает момент движущих сил MД , т.е.

Mсопр = MД .

Момент сил сопротивления Mсопр = Rρ = N cosρϕ ,

где R = cosNϕ

Момент сил трения MF = Mсопр = Fr ,

где F = fN ; r - радиус шипа;

MF = fNr = N cosρ

Вследствие малости угла ϕ величина cos ϕ ≈ 0 . Следовательно, радиус круга трения ρ = fr равен смещению полной реакции R от внешней нагрузки Q.

Итак, момент сил трения MF = fQr

5. Коэффициент полезного действия механизма

Механическим к. п. д. машины называют отношение абсолютного значения работы полезных сопротивлений АП.С. к работе движущих сил АД за период установившегося движения:

Из уравнения движения машины при установившимся движении АП.С. +АВ.С. = АД находим

АП.С. = АД −АВ.С. .

После подстановки AП.С в выражение (1) получим следующее выражение для к. п. д.:

К. п. д. тем больше, чем меньше работа вредных сопротивлений. Определив, например, мгновенные к. п. д. в двенадцати положениях рычажного механизма за один оборот установившегося движения, можно построить график функции η = η(ϕ) . На практике обычно пользуются

средним арифметическим значением к. п. д. за период установившегося движения:

η = η1 +η2 +...η12 . 12

Машина может иметь очень низкий мгновенный к. п. д. в отдельных положениях механизма. Мгновенный к. п. д. рычажного механизма можно выразить как отношение мощностей:

14