机械原理第5章效率自锁.ppt

重点、难点： 机械效率的概念，机械的自锁条件 * 第五章 机械的效率和自锁 §5-1 机械的效率 §5-2 机械的自锁 学习提示： §5 -1 机械的效率 一、机械效率及其表达形式 1、机械效率? Wd = Wr + Wf 输入功 （动力） 输出功 （克服生产阻力） 损耗功 （摩擦等） 机械效率： ? = Wr / Wd = 1 - Wf / Wd 机械损失率： ? = Wf / Wd ? + ? = 1 损失不可避免 Wf → ? 0； ? 1 §5 -1 机械的效率 1）功表示法 ： ? = Wr / Wd = 1 - Wf / Wd 2）功率表示法： ? = Pr /Pd = 1 - Pf / Pd 3）力(或力矩)表示法: 2、机械效率的几种表达方式 输入 输出 工作机 ? = Pr / Pd = G vG / F vF ① 设输出功率不变（仍为G vG ） G vG = F0 vF (克服G，需要F0 ( F )) ? = G vG / F vF = F0 vF / F vF = F0 / F ② 设输入功率不变（仍为F vF ） G0 vG = F vF (输入 F，能克服G0 ( G )) ? = G vG / F vF = G vG / G0 vG = G / G0 若为理想机械 (不计摩擦) ?0 = 1 力矩表示法: ? = M0 / M ? = Mr/ Mr 0 机械效率可表示为： （1） 在克服同样生产阻力（力矩）的情况下，理想驱动力（力矩）与实际驱动力（力矩）之比值 （2） 在同样驱动力（力矩）的情况下，机械所能克服的实际生产阻力（力矩）与理想生产阻力（力矩）之比值 二、机械效率的计算 斜面机构（螺旋）为例 G Ff FN F ? FR21 ? v F G FR21 ? +? F ? G F ?R21 ? - ? 滑块上升时： 实际驱动力： F = G tan (? +?) 理想驱动力： F0 = G tan ? ? = F0 / F = tan ? / tan (? +? ) 滑块下降时： （ G 为驱动力） 实际阻力： F = G tan (? -?) 理想阻力： F0 = G tan ? ? = F / F0= tan (? -? ) / tan ? 上述方法求出的是机械的瞬时效率，对于非稳定条件下运转的机械应进一步求其循环效率。由于影响机械效率的因素较多，通常以实测为准（机械手册中也有现行一些数据可查）。效率计算法用于指导设计。 表5-1 三、机组的效率 1、串联机组的效率 1 2 k …… P1 Pd Pk P2 Pk-1 结论 1）串联机组的总效率等于各级效率的连乘积。 2） ? i 1 → 串联机器越多，机组的效率就越低。 3）串联机组的总效率必小于任一局部效率（ ?串 ?min )。 4）提高串联机组的效率→减少串联机器的数目和提高 ?min。 三、机组的效率 2、并联机组的效率 结论 1 2 N …… P1 ?Pd Pk P2 P1? P2? Pk ? ? Pr 1） ?并不仅与各级分效率有关，还与总功率如何分配有关。 2） ?并介于分效率最小值与最大值之间（ ? min ?并 ? max ）。 3）若各级分效率相同，则无论并联级数多少，总效率恒等于其分效率 ? 并 = ?1 = ?2 = …… = ?k 4）为提高?并→ 提高传递功率较大的机器的效率。 三、机组的效率 3、混联机组的效率 分清输入、输出路线，分别计算 ?Pr 和 ? Pd §5 -2 机械的自锁 一、自锁的概念 对于有些机构，由于摩擦的存在，致使无论驱动力如何增大均不能使静止的机构产生运动，这种现象称之为自锁。 二、研究自锁的目的 2）有些机构靠自锁原理来工作（如：机床卡具、螺纹联接、千斤顶……）。 1）使运动机械避免在自锁点附近工作，因为此时的效率很低。 1 v 2 三、自锁时的力学特征 ? F FR Ff max ? Fn 1、移动副 驱动力F 水平有效分力 : Ft= F sin ? 垂直正压力 : Fn= F cos ? 摩擦力 F f = Fn f = Fn tg? = F cos ? tg?