机械的效率和自锁

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1、返回第五章机械的效率及自锁§5-1机械的效率§5-2机械的自锁因摩擦损失是不可避免的，故必有ξ>0和η<1。机械的损失功(Wf)与输入功(Wd)的比值，§5-1机械的效率1.机械效率的概念及意义（1）机械效率机械的输出功(Wr)与输入功(Wd)的比值，以η表示。机械损失系数或损失率以ξ表示。η＝Wr/Wd＝1－ξ＝1－Wf/Wd（2）机械效率的意义它是机械中的一个主要性能指标。机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之一。2.机械效率的确定（1）机械效率的计算确定1）以

2、功表示的计算公式η＝Wr/Wd＝1－Wf/Wd2）以功率表示的计算公式η＝Pr/Pd＝1－Pf/Pd3）以力或力矩表示的计算公式η＝F0/F＝M0/M即η＝理想驱动力实际驱动力理想驱动力矩实际驱动力矩＝实际机械装置η理论机械装置η0η=Pr/Pd=GvG/FvF0η0=GvG/F0vF=1vGvFF机械的效率(2/10)因其正行程实际驱动力为F＝Gtan(α＋φ)，理想驱动力为F0＝Gtanα，故例5-1斜面机构已知：正行程F＝Gtan(α＋φ)反行程F′＝Gtan(α－φ)现求：η及η′解η＝F0/F＝tanα

3、/tan(α＋φ)η＝F0/F＝tanα/tan(α－φ)′′因其反行程实际驱动力为G＝F′/tan(α－φ)，理想驱动力为G0＝F′/tanα，故η′＝G0/G＝tan(α－φ)/tanα机械的效率(3/10)对吗？错误！例5-2螺旋机构已知：拧紧时M＝Gd2tan(α＋φv)/2放松时M′＝Gd2tan(α－φv)/2现求：η及η′解采用上述类似的方法，可得拧紧时η＝M0/M＝tanα/tan(α＋φv)放松时η′＝G0/G＝tan(α－φv)/tanα机械的效率(4/10)（2）机械效率的实验测定机械效率的

4、确定除了用计算法外，更常用实验法来测定，许多机械尤其是动力机械在制成后，往往都需做效率实验。现以蜗杆传动效率实验测定为例加以说明。1）实验装置定子平衡杆电机转子电机定子磅秤千分表弹性梁砝码传送带蜗杆制动轮蜗轮联轴器机械的效率(5/10)据此，可通过计算确定出整个机械的效率。同时，根据弹性梁上的千分表读数（即代表Q力）来确定制动轮上的圆周力Ft＝Q－G，从而确定出从动轴上的力矩M从，M从＝FtR＝(Q－G)R该蜗杆的传动机构的效率公式为η＝P从/P主＝ω从M从/(ω主M主)＝M从/(iM主)式中i为蜗杆传动的传动比

5、。对于正在设计和制造的机械，虽然不能直接用实验法测定其机械效率，但是由于各种机械都不过是由一些常用机构组合而成的，而这些常用机构的效率又是可通过实验积累的资料来预先估定的（如表5-1简单传动机构和运动副的效率）。2）实验方法实验时，可借助于磅秤测定出定子平衡杆的压力F来确定出主动轴上的力矩M主，即M主＝Fl。机械的效率(6/10)3.机组的机械效率计算机组由若干个机器组成的机械系统。当已知机组各台机器的机械效率时，则该机械的总效率可由计算求得。（1）串联串联机组功率传动的特点是前一机器的输出功率即为后一机器的输入

6、功率。串联机组的总机械效率为PrPdη＝P1P2PdP1…PkPk-1＝＝η1η2…ηk即串联机组总效率等于组成该机组的各个机器效率的连乘积。1k2η1η2ηkPdPrP1P2P1P2Pk-1Pk-1Pk=Pr机械的效率(7/10)只要串联机组中任一机器的效率很低，就会使整个机组的效率极低；且串联机器数目越多，机械效率也越低。要提高并联机组的效率，应着重提高传动功率大的路线的效率。结论（2）并联并联机组的特点是机组的输入功率为各机器的输入功率之和，而输出功率为各机器的输出功率之和。η＝∑Pri∑PdiP1η1+P

7、2η2+…+PkηkP1+P2+…+Pk＝即并联机组的总效率与各机器的效率及其传动的功率的大小有关，且ηmin<η<ηmax；机组的总效率主要取决于传动功率大的机器的效率。结论12kη1η2ηkP1η1P2η2PkηkP1P2PkPd机械的效率(8/10)（3）混联混联机组的机械效率计算步骤为1）将输入功至输出功的路线弄清楚；2）分别计算出总的输入功率∑Pd和总的输出功率∑Pr；3）按下式计算其总机械效率。η＝∑Pr/∑Pd机械的效率(9/10)例5-3已知某机械传动装置机构的效率和输出功率，求该机械传动装置的机

8、械效率。解机构1、2、3′及4′串联的部分Pd＝Pr/(η1η2η3η4)′′′′＝5kW/(0.982×0.962)＝5.649kW机构1、2、3"、4"及5"串联的部分＝0.2kW/(0.982×0.942×0.42)＝0.561kW故该机械的总效率为η＝∑Pr/∑Pd＝(5+0.2)kW/(5.649+0.561)kW=0.837Pd＝Pr/(η1η2η3η4η5)