Трение качения. Коэффициент трения качения.

Опубликовано: 19.12.2017

46) Трение качения. Коэффициент трения качения.

Абсолютно твердых тел, как и абсолютно гладких поверхностей, в природе не существует. Поэтому круглое тело (цилиндр, колесо), деформируясь, вдавливается в опорную поверхность. При качении цилиндр вдавливается в опорную плоскость и контактирует с ней по некоторой поверхности, которая в плоскости рисунка образует дугу CD, сдвинутую относительно вертикального диаметра цилиндра в направлении качения (рис. а). Полная реакция R опорной поверхности на цилиндр как сумма системы распределенных сил, вызванных деформацией поверхности, препятствует качению последнего. Это сопротивление, возникающее при качении одного тела по поверхности другого, условно называют трением качения .

Определение значений и направлений распределенных сил представляет сложную задачу механики деформируемого твердого тела. В инженерных расчетах нас интересует момент сопротивления качению (рис. б). Схематизируя явление, будем рассматривать качение по недеформируемой поверхности, а полную реакцию R (см. рис. а) представлять в виде двух составляющих, приложенных в точке В, смещенной от точки А в сторону возможного качения на некоторую величину 6 (рис. в). Сила F — сила трения скольжения, а сила N — нормальная реакция, равная по модулю силе нормального давления. Из условия равновесия цилиндра (см. рис. в) будем иметь: Произведение называется моментом сопротивления качению, или моментом трения качения. Если сила Q мала, то смещение силы N от вертикального диаметра цилиндра также незначительно; с увеличением Q это смещение возрастает. Наконец, при Qmax цилиндр достигнет предельного состояния равновесия и нормальная реакция N будет отстоять от вертикального диаметра на предельном расстоянии , которое называется коэффициентом трения качения . Выражают обычно в сантиметрах. Коэффициент зависит от свойств материалов и состояния поверхностей соприкасающихся тел, определяют его опытным путем.