第五章 效率及自锁.ppt

* * 第五章 机械的效率和自锁 输入功率 §5-1 机械的效率(Erricency of Machineries)一、机械效率 有效功输出 有害功输出 Wd =Wr + Wf Wd——输入功；Wr——输出功(有用功)；Wf——有害功。 120 = 100+20 110 = 100+10 定义： η= Wr / Wd 瞬时效率 平均效率(简称效率)——一个运动周期中所有瞬时效率的平均值。 2. 性质 η1 (η= 1——理想机器——永动机) 3. 表示方法a. 功表示 η= Wr / Wd = 1- Wf/ Wd (Wf↗→η↘) b. 功率表示  η= (Wr/t) /(Wd/t) = Nr / Nd = 1- Nf/ Nd  t ——一个运动循环时间 c. 力(矩)表示 设想机器中无有害阻力——理想机器。设F0为对应(克服)同一生产阻力Q时的理想阻力。对于理想机器，有 η0= QVQ/F0VF = 1 即： QVQ = F0VF ∴ η= F0/ F F vF vQ η= Nr / Nd = QVQ/FVF F——实际驱动力；Q——实际生产阻力；VF、VQ作用点沿力方向线速度。 同理有：η0= Q0VQ/FVF = 1 Q0VQ = FVF ∴ η= Q/ Q 0 驱动力的效率表示 生产阻力的效率表示 设MF、MF0为实际和理想的驱动力矩，MQ、MQ0为实际和理想的生产阻力，则同样有 η= MF0/ MF = MQ/ MQ0 驱动力矩的效率表示 生产阻力矩的效率表示 二、应用 电机 皮带传动 轴承 齿轮传动 工作机 如：圆柱齿轮 6~7级 0.98~0.99 8级 0.97 带传动(三角带) 0.96 滑动轴承： 0.94(润滑不良) ；0.97(润滑正常) ；0.99(滚体润滑) 于是有：η1=N r 1/Nd1、η2=N r 2/Nd2、ηK=N r K/NdK 总效率为：η= Nr K/Nd = (Nr 1/Nd1) (Nr 2/Nd2)……(Nr K/NdK) 所以：η=η1η2……ηK 结论：(1) 串联机器(组)的总效率等于组成该机器(组)各机械部分效率的连乘积； (2) ηηimin≤ηi——总效率小于组成该机器任一机械部分的效率，当某一部分效率太低时，将直接影响到机器总效率； (3) K↗→η↙——用尽可能短的传递路线。 依据机构的组成、运动的传递情况，计算整个机器的效率。 1. 串联 N r1 N r 2 N r 3 N r K-1 N r K Nd Nd2 Nd3 NdK η1 η2 η3 ηK … η1 η2 η3 ηK Nd3 Nr1 Nr2 Nr3 NrK Nd1 Nd2 NdK Nd Nr 总输入功率为： Nd = Nd1 + Nd2 + …+ NdK 总输出功率为： Nr = Nr1 + Nr2 + …+ NrK ∵ηi= Nri/Ndi 而 Nr = Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdKηK ∴η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdKηK) / (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) = (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdKηK) / Nd 结论：(1) 并联机组的效率，不仅与各个机构的效率有关，而且与效率的分配有关； (2) 设ηmin =Min(η1、η2、…、ηK) ηmax =Max(η1、η2、…、ηK) 有：ηmin ηηmax；若η1 =η2=…=ηK，则η=ηi 2. 并联 2. 并联 为什么ηmin ηηmax；若η1 =η2=…=ηK，则η=ηi 证： η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdKηK) / (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) (Nd1ηmin + Nd2ηmin+ …+ NdKηmin) / (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) =ηmin η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdKηK) / (Nd1 + Nd2 + …+ NdK) (Nd1