ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 0
второй конец проволоки, то проволока при вращении шарика натя гивается. Чем больше скорость вращения шарика и чем больше его масса, тем с большей силой натягивается проволока. Сила, вызвав шая натяжение проволоки и возникшая в результате вращения ша рика, называется центробежной силой.
N
|
|
•О |
Ряс. |
55. Сложение сил, |
Рис. 56. Графическое изо |
вызывающих изгиб шпин |
бражение центробежной |
|
деля |
плоскошлифоваль |
и центростремительной |
|
ного станка |
сил |
Величину центробежной силы определяют по формуле |
||
|
кт |
пгѵ2 |
|
N = |
----Н, |
R
где m — масса вращающегося шарика, кг\ V— линейная скорость шарика, лі/сек\
R — расстояние центра тяжести шарика от оси вращения, м. В шлифовальном круге, вращающемся с большой скоростью,
возникают центробежные силы, создающие весьма значительные внутренние напряжения в материале круга.
На вращающийся шарик действует сила, равная по величине той, с которой шарик натягивает проволоку, но направленная к центру вращения. Эту силу Q, равную по величине центробеж ной, но обратно направленную, называют центростремительной
силой.
При перемещении одного тела по поверхности другого воз никает сила сопротивления движению, которую называют силой
трения.
Силы трения бывают двух видов. При вращении шпинделя шлифовального круга в бронзовых вкладышах создается трение скольжения. При трении скольжения каждая точка на шпинделе последовательно соприкасается с бесчисленным количеством точек вкладыша, лежащих на кольцевой линии, по которой эта точка пе ремещается.
6—2228 |
81 |
При движении же колеса по рельсу каждая точка на поверхно сти колеса за один его оборот совпадает только с одной соответст вующей ей точкой на рельсе. Такое движение называется качением, а сопротивление, возникающее при. качении, называется трением качения. Величина силы сопротивления движению при качении зна чительно меньше, чем при скольжении. Поэтому на балансировоч ных станках используют оправки, вращению которых на направ ляющих препятствует сила трения качения.
Обычно сила трения создает вредные сопротивления движению, вызывающие увеличенный расход энергии, а также нагрев и уси ленный износ трущихся деталей. Поэтому в механизмах стремятся уменьшить силы трения и заменить трение скольжения трением ка
чения.
Однако трение необходимо, например, во всевозможных механиз мах торможения. В этих случаях используют трение скольжения и подбирают такие пары трущихся поверхностей, которые создают большое сопротивление трения, т. е. характеризуются большим к о- э ф ф и ц и е н т о м т р е н ия .
Сила трения, возникающая между изделием и магнитной плитой шлифовального станка, противодействует сдвигу изделия по отно шению к плите. Эту силу определяют по формуле Т = pQ, где р — коэффициент трения, Q — усилие притяжения изделия к магнитной плите под действием магнитного поля (см. главу V).
На деталь, установленную на столе станка, действует сила инер ции в тот момент, когда происходит изменение направления движе ния стола (реверсирование), силу инерции определяют по формуле:
^ин = тп • а (я),
где т — масса детали, кг; а — ускорение (замедление), м/сек2.
Сила трения должна быть больше сил резания, стремящихся сдвинуть деталь со стола станка, и сил инерции. При больших мас сах детали силы инерции становятся очень большими, поэтому де таль нужно надежно крепить к столу.
На каждую частицу тела действует сила земного притяжения. Все эти силы практически параллельны, а их равнодействующая представляет собой вес рассматриваемого тела. Точку приложения этой равнодействующей (силы тяжести) называют центром тяжести тела (ц. т.).
На рис. 57 показаны три шлифовальных круга, поставленных наружными цилиндрическими поверхностями на горизонтальную плоскость. Масса первого круга (рис. 57, а) распределена равно мерно, его центр тяжести совпадает с геометрическим центром кру га (точка С) и при повороте круга относительно горизонтальной плоскости не меняет своего положения. Такое состояние называют
безразличным равновесием тела. Центр тяжести второго круга
(рис. 57, б) расположен на вертикальной прямой выше геометриче ского центра, и круг находится в неустойчивом равновесии: стоит слегка толкнуть круг, и он покатится по плоскости. Центр тяжести
82
третьего круга (рис. 57, в) расположен на вертикали ниже геомет рического центра, и, если круг слегка толкнуть, то он тут же воз вратится в прежнее положение.
Таким образом, положение цент ра тяжести тела влияет на его ус тойчивость. Если центр тяжести тела, находящегося в равновесии, занимает не самое низкое положе ние, то такое равновесие неустойчи-
|
/ |
|
/ |
|
/ |
|
/ |
Рис. 57. Положение равновесия кругов: |
Рис. 58. Момент силы |
а — безразмерное, б— неустойчивое, в — устой |
|
чивое |
|
во и, наоборот, тело будет находиться |
в устойчивом равновесии, |
если центр тяжести занимает самое |
низкое положение. Что |
касается первого круга, то его центр тяжести при перекатывании круга по плоскости не меняет своего положения на вертикальной прямой. При балансировке круга добиваются состояния безразлич ного равновесия.
Выше уже было сказано, что чем длиннее рукоятка гаечного ключа при завертывании гайки, тем меньше затрата сил. Это зна чит, что вращающее действие силы относительно оси зависит не только от величины и направления силы, но и от расстояния точки приложения силы до оси вращения.
Мерой вращающего действия силы в механике служит величи на, называемая моментом силы.
Момент силы Р{н) относительно точки О (рис. 58) равен произ ведению силы на ее плечо относительно этой точки: М = Рін-м, где I — длина перпендикуляра, опущенного из точки О на направ ление действия силы Р, м.
Точку О, относительно которой определяют момент силы, на зывают центром момента, а расстояние центра момента от линии действия силы — плечом.
|
Давлением называют величину силы, действующей на единицу |
поверхности, и определяют по формуле |
|
|
р = — кгсісм2 (н/м2), |
|
F |
где |
р — давление, кгс/см2 (н/м2); |
|
Р — сила, действующая на поверхность, кгс (н) ; |
|
F — площадь поверхности, см2 (м2) . |
6* |
83 |
Величину давления, равную 1 кгс на 1 см2, называют техниче ской атмосферой и обозначают ат.
Если известна площадь F и удельное давление жидкости на эту площадь р, то можно определить величину силы Р, с которой жид кость давит на эту площадь
Р — р.' F кгс I' « .
На жидкость, помещенную в замкнутый сосуд или систему, рас пространяется закон Паскаля: внешнее давление, оказываемое на поверхность жидкости, передается жидкостью во все стороны с оди наковой силой. Это свойство обеспечивает получение больших уси лий на поршне гидроцилиндра в прессах, станках и других силовых механизмах, в которые поступает жидкость под давлением.
§ 3. ПОНЯТИЕ О ДЕФОРМАЦИЯХ
Представим себе прямолинейный стержень, один конец которо го зажат в тисках. Если на другой его конец повесить гирю, то стер жень прогнется. Величина прогиба будет изменяться в зависимости от веса гири, от сечения и длины стержня.
Изменение формы или размеров тела под действием приложен ных к нему сил называют деформацией тела.
Если после прекращения действия силы форма тела и размер полностью восстановится, то такую деформацию называют упругой. Если же после прекращения действия силы тело остается деформи рованным, то такую деформацию называют остаточной, или плас тической.
Различают следующие виды деформаций: растяжения и сжатия, кручения, изгиба.
Д е ф о р м а ц и ю р а с т я ж е н и я и с ж а т и я испытывает тело, к которому приложены силы вдоль оси, например стержень болта, затянутого гайкой, канат грузоподъемных механизмов и т. п.
Величина деформаций при растяжении тем больше, чем боль ше величина прилагаемой силы и длина растягиваемого тела и чем
меньше его поперечное сечение. |
испытывает вал, на одном кон |
Д е ф о р м а ц и ю к р у ч е н и я |
|
це которого установлен ведущий |
шкив, а на другом — ведомый. |
Под действием двух вращающих моментов, направленных в разные стороны, вал закручивается на угол, величина которого зависит от
величины крутящих |
моментов и от сечения вала. |
Д е ф о р м а ц и ю |
и з г и б а испытывают разного рода балки, |
имеющие одну или несколько опор и нагруженные сосредоточенны ми или распределенными силами.
На практике существуют также сложные деформации тела. Сложным деформациям подвергается, например, ходовой валик то карного станка, который одновременно испытывает деформации кручения и изгиба.
Каждому виду деформации соответствует вид внутренних на пряжений. Под напряжением о понимают отношение внутренней
84
силы Р, действующую на небольшую часть мысленно проведенного' сечения, к величине площади F этого сечения:
_ Р_
°F '
§4. ДВИЖЕНИЕ И ЕГО ВИДЫ
Шлифование плоскости на плоскошлифовальном станке с пря моугольным столом происходит в результате вращательного движе ния шлифовального круга и возвратно-поступательного движения детали вместе со столом станка в поперечном направлении относи тельно оси вращения круга.
Чтобы установить некоторые основные закономерности движе ния, выделим какую-нибудь точку на поверхности круга и просле дим за ее перемещением. Мысленно представим себе плоскость, ус тановленную на столе станка перпендикулярно к оси вращения кру га и проходящую через взятую точку. При вращении круга точка опишет на этой плоскости путь в виде окружности, который назы вают траекторией движения данной точки. Если включить продоль ное движение стола, то траекторией движения любой точки шлифу емой детали будет прямая линия.
При установившемся процессе шлифования любая точка на по верхности детали движется равномерно. Путь, пройденный ею за одну секунду, есть скорость движения ѵ этой точки
где 5 — длина траектории, описанной рассматриваемой точкой; t —-время движения.
Если путь выразить в метрах, а время в секундах, то скорость будет выражаться в м/сек, если путь — в мм, то скорость — в
мм/сек.
Скорость движения любой точки на поверхности вращающего ся круга можно определить двумя способами. Пусть расстояние от данной точки до оси вращения равно г и время, за которое де таль делает один оборот, равно і. Путь, пройденный этой точкой за один оборот детали, будет
5 = 2кг,
тогда
2т.г V — — .
t
Полученную скорость называют окружной скоростью вращения или линейной скоростью, она относится только к точкам, располо женным на расстоянии г от оси вращения.
Часто скорость вращательного движения выражают величиной угла, на который данная точка повернулась вокруг своей оси вра щения за время 1 сек. Выраженную таким образом скорость назы вают угловой скоростью вращения. Угловую скорость определяют по формуле
85.