Трение скольжения в поступательной паре

Рассмотрим плоский ползун на горизонтальной плоскости, на который действует сила под углом, а к нормали (рис. 1.45). Со стороны плоскости на ползун будут действовать еще две силы: нормального давления N и трения^тр • Перенесем силу Р в точку А и разложим ее на две составляющие P_t и Р₂.

Определим, при каком угле, а ползун находится в покое, движется с постоянной скороРис. 1.45.

стью и движется с ускорением.

Сила нормального давления N = Р₂ = Рcosa. Сила, стремящаяся переместить ползун, P_t = Рsin a, сила трения, удерживающая ползун, F_TP=fN или F_TP = fPcosa. Ползун находится в покое при условии F_TP > Р_х или fP cosa > Psina, откуда / > tga. Так как / = tgcp, то окончательно имеем ср > a. Следовательно, ползун будет находиться в покое, если сила Р приложена к нему под углом, а к нормали поверхности трения меньшим, чем угол трения. В случае, когда F_TP = Р_х, ползун будет двигаться с постоянной скоростью. Этому соответствует условие ф = а. И, наконец, ползун будет перемещаться ускоренно при F_TP < Р_х, т. е. при <�р < a .

Если данную задачу рассмотреть во всех возможных плоскостях, то в предельном положении, когда Ф = а, сила Р опишет коническую поверхность с центральным углом 2ср, называемую конусом трения.

При решении ряда задач удобно пользоваться понятием равнодействующей сил трения и нормального давления. К плоскому ползуну, находящемуся на горизонтальной плоскости, приложены силы F_y и F₂, под действием которых ползун находится в предельном случае покоя, либо Рис. 1.46 перемещается с постоянной скоростью, т. е. сила трения F_TP=fN (рис. 1.46). Равнодействующая сил трения и нормального давления R = F_TP + N . Определим угол а, который составляет сила R с нормалью к поверхности контакта:

откуда, а = ф, т. е. равнодействующая сил трения и нормального давления отклонена от направления нормали на угол трения в обратную сторону относительного движения, а в случае предельного покоя в обратную сторону действия силы /*[.