転がり摩擦 |
ある平面の上に、球体または円筒を置き、垂直に力を負荷させつつ、平面に平行な方向に転がすことを考えます。 まず最初に、理想的な状況を考えます。この球体または円筒が正確で、かつ、外力を加えても変形しない剛体だと仮定します。この場合は、平面に対して平行な方向の力が0で転がると推測されます。 ところが、実際には物体は剛体ではないので、弾性ヒステリシス損による摩擦を生じます。また、球体または円筒と平面との接触部分は変形を生じます。これによって、接触面積が発生します。転がり摩擦は多くの場合において、弾性ヒステリシス損と微小滑りから生じます。このほかにも、接触面内の凝着結合や塑性変形による摩擦がありますが、その影響は小さいと考えられるのです。 以上に述べたことをまとめると、球体や円筒が転がるという運動を考えるとき、その物体が正確で剛体であるならば、摩擦は生じないと考えられる。一方、実際の物体は弾性体であり、外力によって変形してしまうので、摩擦が生じて転がり摩擦と呼ばれていまが、微小滑りであるために普通の滑り運動よりも潤滑を必要とはしません。 |
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