Поверхности соприкасаются

Дополнительным делительным конусом называют соосную коническую поверхность, образующая которого (например, РОа\, или РОл на рис. 14.6) перпендикулярна образующей делительного конуса конического зубчатого колеса. Введение дополнительных конусов позволяет рассматривать взаимодействие профилей зубьев не на сфере, а на поверхности соприкасающихся со сферой дополнительных конусов. Если дополнительные конусы развернуть на плоскость, то профили зубьев становятся плоскими кривыми, достаточно близкими к обычным эвольвентам, соответствующим определенным размерам основных окружностей, радиусы Oute[N\ и OvtezNz которых находят для эквивалентной цилиндрической передачи. Параметры эквивалентной цилиндрической передачи имеют дополнительный индекс «vt». Каждое из зубчатых колес такой передачи называют эквивалентным цилиндрическим зубчатым колесом с числами зубьев zvt\ и zvt% в отличие от чисел зубьев z\ и 22 на конических колесах.

Вопрос о деформациях и напряжениях, возникающих в месте контакта, решается методами теории упругости. При решении задачи задаются следующими предположениями: 1) материалы соприкасающихся тел однородны, изотропны, а нагрузки создают в зоне контакта только упругие деформации; 2) площадка контакта мала по сравнению с поверхностями тел; 3) действующие усилия направлены по нормали к поверхности соприкасающихся тел.

Узловой элемент «Нодус» (рис. 12.18 ж) состоит из двух половин и имеет четыре патрубка, в которые закладываются наконечники четырех поясных стержней. Обе половины стягиваются болтом. Передача усилий осуществляется благодаря рифленой поверхности соприкасающихся патрубков и наконечников. Раскосы присоединяются к специальным проушинам с помощью шпильки на одной из половин узловой детали или на обеих.

Дополнительным делительным конусом называют соосную коническую поверхность, образующая которого (например, POV\, или POU2 на рис. 14.6) перпендикулярна образующей делительного конуса конического зубчатого колеса. Введение дополнительных конусов позволяет рассматривать взаимодействие профилей зубьев не на сфере, а на поверхности соприкасающихся со сферой дополнительных конусов. Если дополнительные конусы развернуть на плоскость, то профили зубьев становятся плоскими кривыми, достаточно близкими к обычным эвольвентам, соответствующим определенным размерам основных окружностей, радиусы Ovte\N\ и OvteiNz которых находят для эквивалентной цилиндрической передачи. Параметры эквивалентной цилиндрической передачи имеют дополнительный индекс «vt». Каждое из зубчатых колес такой передачи называют эквивалентным цилиндрическим зубчатым колесом с числами зубьев z0t\ и ZM в отличие от чисел зубьев г\ и 22 на конических колесах.

Сопротивление при качении возникает вследствие того, что поверхности соприкасающихся тел деформируются различно, реакция N (рис. 10.7) в силу переменного напряжения в поле касания двух тел смещается на величину коэффициента трения качения k в сторону нарастания напряжения, т. е. в сторону качения2.

Как уже отмечалось, при движении жидкости около стенки скорость отдельных слоев неодинакова из-за наличия трения. Если рассмотреть два соседних слоя жидкости (рис. 6-4) при ламинарном течении или в пределах ламинарного пограничного слоя, то сила трения между ними будет пропорциональна поверхности соприкасающихся слоев, изменению скорости слоев по направлению, перпендикулярному оси движения, и будет зависеть от свойств жидкости. Математически это можно выразить так:

Считая, что передача вращения осуществляется без проскальзывания, окружные скорости на поверхности соприкасающихся шкивов, зубчатых колес должны быть равны t^ = v2.

Сухое трение происходит в том случае, когда на поверхности трущихся деталей отсутствует смазка и поверхности соприкасаются одна с другой непосредственно. Получить поверхности соприкасающихся деталей без неровностей почти невозможно; обычно эти поверхности покрыты адсорбированными слоями газов и жидкостей, вследствие чего при опытах на воздухе и в среде других газов осуществить абсолютно сухое трение очень трудно. Поэтому, когда говорят о сухом трении, то обычно подразумевают трение деталей при отсутствии на их поверхности смазывающих веществ. Физическая сущность процесса сухого трения до сих пор выявлена недостаточно из-за сложности исследований.

Основываясь на этих фактах, М. Л. Барабаш и Э. М. Натансон предложили вводить в зазоры различных узлов трения смазочные ^асла, содержащие в качестве присадок коллоидные металлы. При этом авторы руководствовались следующими соображениями. Без присадок коллоидного металла смазочное масло обычно образует адсорбционные сольватные слои лишь на поверхности соприкасающихся металлов. В этом случае прослойка смазочного масла состоит из двух сольватных слоев и находящегося между ними тонкого слоя свободного масла. При добавлении сверхтонкого порошка металла в виде дисперсной фазы соответствующего орга-нозоля прослойка смазочного масла, находящегося в зазоре узла трения, имеет иную структуру. Вследствие наличия огромного количества коллоидных частиц металла и образования сольват-ного слоя масла на поверхности каждой частицы почти все смазочное масло такой прослойки находится в сольватированном состоянии. В зазоре появляются многочисленные сольватные слои, благоприятно влияющие на понижение коэффициента трения и износа металла. Э. М. Натансон разработал методику получения сверхтонких порошков многих металлов и сплавов.

Для того чтобы выяснить влияние собственных колебаний механизма на процессы заклинивания ролика, разобьем время заклинивания на два промежутка — промежуток времени от момента первого соприкосновения до наибольшего сближения звездочки и обоймы, в течение которого поверхности соприкасающихся тел деформируются и максимально сжимаются и промежуток от момента максимального сближения до того момента, при котором расстояние между обоймой и звездочкой станет максимальным; в этом промежутке происходит восстановление недеформированного состояния тел и меняются величина и направление относительных скоростей. Дальнейшая работа роликового механизма сопровождается собственными колебательными движениями элементов.

Обычно между трущимися поверхностями имеется тонкая пленка оксидов, которая изолирует поверхности соприкасающихся металлов. Механизм изнашивания и величина износа зависят как от свойств материала пар трения, так и от характера их движения (трение скольжения, качения и т. д.), величины Р, скорости перемещения v и физико-химического действия среды. Ниже описаны различные разновидности изнашивания. Чаще имеют место коррозионно-механическое или окислительное изнашивание. Окислительным называется изнашивание, при котором основное влияние на изнашивание оказывает химическая реакция материала g кислородом или окисляющей окружающей средой.

При макронеровностях и волнистости износ поверхностей происходит неравномерно. Сначала изнашиваются выступающие части поверхности; при микронеровностях в первую очередь деформируются и g истираются гребешки поверхности^ Слой смазки удерживается на поверхности до тех пор, пока удельное давление не превысит определенного значения. Так как трущиеся поверхности соприкасаются в отдельных выступающих точках, смазка в этих точках выдавливается и возникает сухое трение.

щение в направлении ее оси. При комбинированной подаче фреза сначала осуществляет радиальное движение, а затем — тангенциальное. Колесо нарезается со смещением и без смещения. Смещением хт производящего колеса, определяемым коэффициентом смещения х и модулем т, называется расстояние по межосевой линии между целительными поверхностями производящего червяка и обрабатываемого червячного колеса при окончании нарезания. Если указанные делительные поверхности соприкасаются, то червячное колесо получается без смещения. Колесо выполняется глобоидной формы, с вогнутой поверхностью вершин зубьев, обр^з ванной вращением вокруг его оси дуги окружности, лежащей в средней плоскости парного червяка.

земных построек, как естественное освещение, прямой доступ наружного воздуха, возможность обзора окружающей местности. Они называются зданиями мелкого заложения или частично заглубленными и имеют самую разнообразную конфигурацию. Характерная особенность их состоит в том, что одна сторона здания выходит наружу, а прочие ограждающие поверхности соприкасаются с грунтовыми породами или засыпаны землей.

Полужидкостное трение. Большинство подшипников скольжения работает в условиях полужидкостного трения, при котором большая часть поверхности разделена слоем смазки, но отдельные элементы поверхности соприкасаются, Коэффициент трения 0,008 — 0,08.

Сухое трение происходит в том случае, когда на поверхности трущихся деталей отсутствует смазка и поверхности соприкасаются одна с другой непосредственно. Получить поверхности соприкасающихся деталей без неровностей почти невозможно; обычно эти поверхности покрыты адсорбированными слоями газов и жидкостей, вследствие чего при опытах на воздухе и в среде других газов осуществить абсолютно сухое трение очень трудно. Поэтому, когда говорят о сухом трении, то обычно подразумевают трение деталей при отсутствии на их поверхности смазывающих веществ. Физическая сущность процесса сухого трения до сих пор выявлена недостаточно из-за сложности исследований.

рушению поверхностей и износу. В первоначальный период работы трущиеся поверхности соприкасаются только в отдельных точках, поэтому происходит интенсивный износ выступов. В некоторых местах наблюдается непосредственный контакт металлических поверхностей. На микроплощадках возникают высокие напряжения, которые вызывают не только упругие и пластические деформации, но и срезают неровности. Выступы более твердой поверхности винта внедряются в менее твердую поверхность гайки, и основное значение при трении приобретает «пропахивание» путем пластического оттеснения материала гайки. Сила трения -в этом случае определяется пределом прочности на сдвиг материала гайки (БрОЦСб—5—5) и площадью сдвига, образующейся при трении. При перемещении гайки относительно винта подавляющее большинство неровностей срезается. В связи с тем, что процесс приработки является длительным, со значительным изнаши-

в)полужидкостное трение — масляный слой между трущимися поверхностями частично разрушен, в отдельных местах поверхности соприкасаются и возникает граничное или сухое трение;

100 А. Поэтому две наложенные друг на друга поверхности соприкасаются лишь своими выступами, причём площадь касания этих выступов составляет ничтожную долю общей площади всей поверхности (от Viooooo до Vioo)' она возрастает при увеличении давления. В связи с этим различают (фиг. 7):

на поверхности остаются неровности. При взаимном сопряжении двух поверхностей они соприкасаются друг с другом лишь по вершинам неровностей. В связи с этим реальная опорная поверхность всегда отличается «от фас-четной. В соответствии с этим удельное давление превышает расчетное, что вызывает смятие, а для трущихся пар — срезание вершин неровностей. Так как трущиеся поверхности соприкасаются в отдельных выступающих точках, смазка в этих местах выдавливается, и возникает сухое трение. В начальный период работы двух трущихся поверхностей происходит интенсивное срезание гребешков— выступов неровностей.

дикулярной мгновенной оси. В окрестности точки /С окружности радиусов Qi и Q2 заменяют кривые / и 2, а также обеспечивают постоянство передаточного отношения в данный момент зацепления. Для перехода к взаимоогибаемым поверхностям рассмотрим сечение этих поверхностей плоскостью, проходящей чере_з_точку К. перпендикулярно вектору VomH (фиг. 3). Общая нормаль_/УМ к взаимоогибаемым поверхностям перпендикулярна вектору Vomft, благодаря чему обеспечивается заданное передаточное отношение. Если взаимоогибаемые поверхности соприкасаются в плоскостях Qx и Q2 с сопряженными кривыми 1 к 2, а следовательно, и с сопряженными окружностями радиусов Q! и Q2, то выдерживается также и постоянство передаточного отношения. Радиусы кривизны 7?х и #2 взаимоогибаемых поверхностей в нормальном сечении, проходящем через общую нормаль и вектор относительной скорости Vотн, определяются по теореме Менье:

Формула (4.6) представляет собой уравнение совместности перемещений контактирующих витков резьбы в глобальной системе координат. Если витки резьбы изготовлены идеально точно, то их рабочие поверхности соприкасаются и в ненагруженном состоянии (рис. 4.2, в). Вектор-зазор ? направлен при этом вдоль рабочих граней витков, но его абсолютное значение заранее неизвестно и может быть определено в результате решения задачи.

Полужидкостное трение. Большинство подшипников скольжения работает в условиях полужидкостного трения, при котором большая часть поверхности разделена слоем смазки, но отдельные элементы поверхности соприкасаются. Коэффициент трения 0,008-0,08.