Силовой расчет механизмов с учетом сил трения.
Постановка задачи силового расчета: для исследуемого механизма при известных кинематических характеристиках и внешних силах, а также размерах элементов КП и величинах коэффициентов трения в них, определить уравновешивающую силу или момент (управляющее силовое воздействие) и реакции в кинематических парах механизма.
Методы решения задач силового расчета с учетом трения:
- составление общей системы уравнений кинетостатики с уравнениями для расчета сил и моментов сил трения с числом уравнений соответствующим числу неизвестных;
- метод последовательных приближений: на первом этапе решается задача кинетостатического расчета без учета трения и определяются нормальные составляющие реакций, по ним рассчитываются силы трения и определяются реакции с учетом трения.
Примечание: силовой расчет с учетом сил трения можно проводить на тех этапах проектирования, когда уже определены размеры элементов КП, материалы звеньев, образующих пары, классы чистоты рабочих поверхностей КП, вид смазки и скорости относительных движений, т.е. параметры по которым можно определить коэффициенты трения. Подробнее с силовым расчетом механизмов с учетом трения можно познакомится в учебнике [ 9.1 ] и в пособии [ 9.5 ].
|
|
Коэффициентом полезного действия или КПД механической системы называют отношение работы сил полезного сопротивления к работе движущих сил за цикл (или целое число циклов) установившегося режима работы.
КПД механизма характеризует его эффективность при преобразовании энергии, определяет соотношение полученной на выходе полезной энергии и энергетических потерь в механизме на трение, перемешивание масла, вентиляцию, деформацию звеньев и др. Величину КПД можно рассчитать по следующей зависимости:
< TR> |
h = | Aj /Ai | = | Аi - Aпот | / | Ai |,
h = 1 - | Aпот/ Ai | = 1 - y,
где Ai - работа движущих сил, Aj - работа сил полезного сопротивления, h - коэффициент полезного действия, y - коэффициент потерь.
Работа движущих сил за цикл
< TR> |
работа сил полезного сопротивления за цикл
< TR> |
где Мдср и Мcср - среднеинтегральные значения движущего момента и момента сил сопротивления,
j in ,j jn и j i0 , j j0 - значения угловых координат звеньев i и j,соответственно в начале и в конце цикла.
Подставим эти выражения в формулу для КПД и получим
h = | Aj /Ai | = | Мcср *D j j | / | Мдср*D j i | = | Мcср | / | Мдср |,
где uji - передаточное отношение механизма.