Направления скоростей

С наклонным расположением контактной линии связана целесообразность изготовления косозубой шестерни из материала, значительно более прочного (высокотвердого), чем у колеса. Это объясняееся следующим. Ножки зубьев обладают меньшей стойкостью против выкрашивания, чем головки, так как у них неблагоприятно сочетание направления скольжения и перекатывания зубьев (см. рис. 8.6 и 8.8). Сле-

Это объясняется тем, что расстояние между соседними атомными плоскостями наибольшее, т. е. связь между ними наименьшая. Плоскости скольжения и направления скольжения, лежащие в этих плоскостях, образуют систему скольжения. В металлах могут действовать одна или одновременно несколько систем скольжения.

ричной деформации /4/. В отличие от плоской деформации в данном случае траектории максимальных касательных напряжений не совпадают с направлением скольжения в твердом теле. Поэтому направления скольжения и основные графоаналитические принципы построения сеток линий скольжения определяли из условия минимума работы пластической деформации. При этом было показано, что линии скольжения в условиях осесимметричной деформации совпадают с траекториями октаэдрических касательных напряжений /4/.

Для рассматриваемого случая двухосного нагружения было получено следующее выражение для определения направления скольжения в деформируемом теле:

Шарикоподшипники, изготовленные из наполненного хаотично оринтированными графитированными волокнами полиимида, надежно работают при давлении до 28,5 МПа и имеют износостойкость при 50 и 315 °С соответственно в 7 и 1,5 раза большую, чем в случае ориентации графитовых волокон вдоль направления скольжения. Для работы в области криогенных температур применяют полиимиды, наполненные бронзой. Фирма "Баден" (США) разработала самосмазывающиеся шарикоподшипники, работоспособные в интервале температур -50-+260 °С при частоте вращения до 300 с~'. Сепаратор этих подшипников изготовляют из пористых полиимидных материалов SP-8 и SP-811. Недостатком материалов на основе полиимидов является большая скорость газовыделения, что в некоторых случаях ограничивает их использование в вакуумной технике, а также хрупкость, предъявляющая особые требования к технологии обработки деталей. Кроме того, эти материалы имеют высокую стоимость. Поэтому их применяют в основном для изготовления ответственных деталей подвижных сопряжений, работающих в экстремальных условиях.

ричной деформации /4/. В отличие от плоской деформации в данном случае траектории максимальных касательных напряжений не совпадают с направлением скольжения в твердом теле. Поэтому направления скольжения и основные графоаналитические принципы построения сеток линий скольжения определяли из условия минимума работы пластической деформации. При этом было показано, что линии скольжения в условиях осесимметричной деформации совпадают с траекториями октаэдрических касательных напряжений /4/.

Для рассматриваемого случая двухосного нагружения было получено следующее выражение для определения направления скольжения в деформируемом теле:

На фиг. 6 приведены зависимости коэффициента трения / от параметра шероховатости Ra металлического контртела (1 — поликапроамид; 2 — фторопласт-4) из [3]. В работе [128] исследовалось влияние степени шероховатости и направления скольжения по отношению к направлению финишной обработки на коэффициент трения в условиях различных смазок. Образцы были изготовлены из закаленных сталей; один из образцов имел постоянную чистоту поверхности (сферический индентор 0 = 4 мм), другой — диск с различной чистотой и направлением штрихов, что достигалось использованием различных способов финишной обработки и притирки в окружном и продольном направлениях. Опыты показывают, что влияние направления скольжения на коэффициент трения весьма значительно, что' объясняется различием в продольной и поперечной шероховатостях. Автор объясняет повышение коэффициента трения при скольжении в направлении штрихов обработки ухудшением условий смазки.

Скольжение. Пластическая деформация в кристаллах происходит путем скольжения по определенным кристаллографическим плоскостям, называемым плоскостями скольжения. Направление скольжения при этом совпадает с одним из кристаллографических направлений, расположенных в плоскости скольжения. Комбинация плоскости и направления скольжения образует систему скольжения.

Для большинства металлов плоскостями скольжения являются плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов, а направление скольжения всегда совпадает с самым плотноупакованным направлением в плоскости скольжения. В табл. 1 приведены плоскости и направления скольжения, установленные для некоторых наиболее распространенных и практически используемых металлов. В гексагональной плотноупа-кованной структуре (рис. 1.1) базисная плоскость (0001) является наиболее плотной по упаковке и самой развитой плоскостью скольжения для таких гексагональных металлов, как цинк, кадмий, магний. На рис. 1.1 показаны три плотноупакованных направления скольжения <1120> в базисной плоскости, но для упрощения схемы атомы изобра-

Внешний вид линий скольжения также зависит от ориентировки направления скольжения по отношению к направлению действия нагрузки. Чем ближе эти направления, тем тоньше полоса скольжения. При большом значении угла между этими направлениями полосы скольжения расширяются.

При неподвижном звене 4 направления скоростей точек В и С перпендикулярны соответственно линиям АВ я CD, поэтому точка пересечения этих линий является искомым мгновенным центром вращения (скоростей) P2j звена 2 относительно звена 4.

плана скоростей прямче, имеющие направления скоростей fs,o

т. е. скорость точки С можно найти, если известны величины и направления скоростей концевых точек В и D обоих поводков, которыми группа присоединяется к начальному звену и стойке или к ранее присоединенным группам. Решение уравнения (3.12) приведено на рис. 3.14, б в виде плана скоростей. Для определения ускорений:

При кинематическом исследовании механизмов с трехповодко-выми группами, состоящими из базисного звена и трех поводков, уравнения, составленные для произвольно выбранных точек, непосредственно решить нельзя. Поэтому выбирают на базисном звене 3 точки, которые получили название особых (рис. 3.18, а). Они находятся на пересечении осевых линий двух поводков или перпендикуляров к осям ползунов. Например, особая точка W находится на пересечении линии ЕН поводка 5 и перпендикуляра WB к направляющей ED ползуна 2 (второй поводок) (рис. 3.18, а). Следовательно, для каждой трехповодковой группы на базисном звене существуют три особые точки. На рис. 3.18, а особые точки обозначены буквами W, W и W" . При кинематическом анализе достаточно найти параметры только одной особой точки, например W. Смысл выбора этих точек, например W, заключается в том, чтобы добиться одинакового направления скоростей относительного движения двух точек, для которых записывается векторное уравнение. Например, направление скорости иве для звена 2 совпадает с vcw

где я' — орт совпадающего (в силу (63)) направления скоростей и v'3C в момент окончания взаимодействия.

Этот способ пригоден в случаях, когда направления скоростей не параллельны. Если же в плоском сечении выбраны (или заданы) точки, скорости которых в данный момент параллельны, то здесь возможны два случая: а) точки А и В расположены на общем перпендикуляре к направлениям скоростей (рис. 1.144, а, б). Тогда для определения положения мгновенного центра скоростей С нужно знать модули скоростей <ОА и 1)в и положение точки С определяется из пропорции

2. Построено положение всех звеньев механизма и задано движение ведущего звена, нужно определить скорости и ускорения ряда характерных точек механизма (центры вращательных пар, центры тяжести звеньев и т. п.), причем направления скоростей и ускорений известны не для всех точек механизма. Эту задачу решают графически построением векторных фигур — планов скоростей и ускоре-н и и.

Если известны направления скоростей двух точек плоской фигуры, то положение мгновенного центра скоростей определится как точка пересечения радиусов вращения, проведенных перпендикулярно к векторам скоростей. На рис. 157, а радиусами вращения яв-

В первом из рассмотренных случаев (см. рис. 157, а) для нахождения мгновенного центра скоростей необходимо знать лишь направления скоростей двух точек, в то время как в последних двух случаях (см. рис. 157, в, г) должны быть известны также величины и направления обеих скоростей.

Если известны направления скоростей двух точек плоской фигуры, то положение мгновенного центра скоростей определится как

ного оборота колеса равно Т=2ла/и и, следовательно, угловая скорость вращения колеса дается формулой ш = 2л,/Т = и/а. Движение любой точки колеса, являющегося твердым телом, слагается из поступательного движения его центра со скоростью и и вращательного движения вокруг оси, проходящей через центр колеса перпендикулярно его плоскости. Модуль скорости вращательного движения равен ша=м, а направлена эта скорость по касательной к ободу. Это означает, что скорость точки обода слагается из направленной горизонтально скорости, модуль которой и, и направленной по касательной к ободу скорости, модуль которой также и. Угол между этими скоростями равен а, поскольку направления скоростей перпендикулярны вертикали и прямой, проходящей через центр колеса и точку обода (углы с взаимно перпендикулярными сторонами). Следовательно, модуль скорости точки обода равен длине диагонали параллелограмма, стороны которого равны и, а угол между ними а. Отсюда следует, что и=2исоз(а/2).