Calculul fortelor de frecare in cuplele mecanismelor plane

Calculul fortelor de frecare in cuplele mecanismelor plane

Forta de frecare elementara are intotdeauna o directie tangentiala la suprafata elementara de contact, pe care se dezvolta. Raportul intre forta de frecare si forta normala este denumit coeficient de frecare m (adimensional).

Se defineste m (coeficient de frecare static), coeficientul ce apare la limita dintre repaus si miscare.

Se defineste m (coeficient de frecare dinamic, cinetic), coeficientul ce apare in timpul miscarii.

j j se numeste unghi de frecare - unghiul dintre directia normala si directia rezultantei (fortei de frecare cu forta normala).

Fig. 66. Cazul miscarii.

Cazul miscarii:

Cazul stationarii:

se afla in interiorul conului de frecare de unghi .

S-a constatat experimental ca intotdeauna .

Fig. 67. Cazul sationarii.

3.5.1. Cazul cuplelor de translatie cu joc.

Cazul (fig. 68)

Cazul (fig. 69)

Fig. 68.

Fig. 69.

Se determina punctul Q ca fiind intersectia dreptelor duse din A si B sub unghiul j cu perpendiculara pe axa cuplei de translatie.

Daca suportul lui F intersecteaza zona hasurata, se produce autoblocarea.

3.5.2. Forte de frecare in cuple rotoide.

Se admite ca presiunea de contact p, actioneaza numai pe o jumatate a circumferintei, de lungime l si de raza .

Atunci suprafata elementara, corespunzatoare unghiului elementar da, este unde l este lungimea fusului iar este raza fusului.

Fig. 70.

Pentru aflarea lui , se proiecteaza pe yy si se insumeaza prin integrare. Atentie! Suma proiectiilor lui pe yy se anuleaza.

Momentul elementar de frecare este

Forta de frecare rezultanta este:

Se poate introduce acum un coeficient global de frecare:

Forta de frecare rezultanta este o forta virtuala, al carui moment este egal cu momentul dezvoltat de fortele elementare .

La fusurile rodate: cu ; se deduce atunci ca:

.

La fusurile nerodate: si deci .

este un coeficient global de frecare, avand de asemenea caracter virtual.

In consecinta unghiul global de frecare se ia in general sub 10 , pentru valorile uzuale ale lui m

Fig. 71.

Se observa ca reactiunea totala nu este radiala, ea ramanand tot timpul tangenta la un cerc denumit cerc de frecare de raza r.

deci

Autoblocarea se produce cand reactiunea totala ajunge secanta la cercul de frecare, hasurat in fig. 71.