机器的机械效率ppt培训课件

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1、第十一章机器的机械效率根据能量守衡定律可知，在机器运转的任意时间间隔内，作用在其上的力所作的功与机器动能增量的关系为Wd－Wr－Wf±WG=E－E0——机器动能方程式式中Wd—驱动力Fd所作的功，输入功；Wr—生产阻力Fr所作的功，输出功；Wf—有害阻力Ff所作的功，损耗功；WG—重力G所作的功，当质心上升时，其值为负（损耗功）；质心下降时，其值为正（驱动功）。E0—该时间间隔开始时，机器所具有的动能；E—该时间间隔末，机器所具有的动能；§11—1机器的运动和功能关系由于ωm=c.；因此，在一个运动循环中动能的增量为零。由于重力在一

2、个运动循环中的功之和为零，则有：Wd－Wr－Wf=E－E0=0故在一个运动循环中：Wd=Wr+Wf机器运转的三个阶段：⒈起动阶段：初速度ω0=0末速度ω＞0Wd－Wr－Wf±WG=E－E0＞0，机器储蓄动能。⒉稳定运转阶段：⑴.匀速稳定运转：ω=c.；E－E0=0即Wd=Wr+Wf⑵.变速稳定运转：⒊停车阶段：机器运转的角速度ωm0机器的能量全部消耗在克服阻力功上。故E－E0＜0在该阶段通常撤除驱动力，即Wd=0§11—2机器的机械效率和自锁一.机器的机械效率㈠.机械效率的定义机器的稳定运转阶段是机器的真正工作阶段。在变速稳定运转的

3、一个运动循环中，或匀速稳定运转的任意时间间隔内，有Wd=Wr+Wf(1)机器的机械效率：由⑵式可知—损耗系数式中将(1)/t：t—运动循环周期或时间间隔即Pd=Pr+Pf式中Pd—输入功率；Pr—输出功率；Pf—损耗功率。机器的机械效率：式中F0—理想机械的驱动力Q0—理想机械的工作阻力驱动力和有效阻力为常数时，机械效率可以用力或力矩表示：理想机械的效率:则：瞬时效率：循环效率：（平均效率）注意：⑴.匀速稳定运转的机器，其机械效率为瞬时效率，且任意瞬时的效率均相等。⑵.变速稳定运转的机器，瞬时效率与循环效率不相等。机器的效率一般指循

4、环效率。㈡.效率的计算⒈串联：由上式可知，总效率η必定小于任意局部效率（η<ηi),且组成的机构（机器）数愈多，总效率愈低。由上式可知：⒈并联机器（或机组）的总效率与各机构（或机器）的效率以及输入功的分配方式有关。⒉并联：⒉若则总效率⒊混联：串联部分：并联部分：总效率：㈢.提高效率的措施：⒈简化传动系统，使功率传递经过的运动副越少越好。⒉设法减少运动副的摩擦。§11-3机械的自锁一、自锁现象有些时候，由于摩擦的存在，无论驱动力有多大，也无法使它运动，这种现象称为机械的自锁现象。如图示的螺旋千斤顶。二、机械的自锁条件（1）单个移动副图

5、示，推动滑块运动的有效分力：Fx=Fsinβ=Fytanβ所能产生的最大摩擦力：Ffmax=Fytanφ当β≤φ时，无论驱动力P如何增大，总有Fx≤Ffmax，因而滑块总不会运动，这就是发生了自锁现象。（2）单个转动副图示，当驱动力Q’的作用线在摩擦圆之内（h＜ρ）时，Q’对轴颈中心的力矩：M=Q’h能产生的最大摩擦力矩：Mf=RBAρ=RBAρ当h＜ρ时，M＜Mf。驱动力任意增大，也不能驱使轴颈转动，即发生自锁现象。（3）机械的自锁条件从机械效率的角度讲，机械的自锁条件为：η≤0（4）判断机械是否自锁的方法：（a）分析驱动力是否作

6、用在摩擦角（或摩擦圆）之内。（b）机械效率是否小于等于零（η≤0）。（c）驱动力所能克服的阻抗力等于或小于零（Q≤0）。（d）分析作用在构件上的驱动力是否等于或小于由其所能引起的同方向上的摩擦力。§11—4瞬时效率计算及自锁分析示例如图所示斜面传动，已知摩擦系数f，斜面的升程角λ，滑快1上作用的铅垂力Q;求滑快等速上升和等速下降时，水平力F的大小、该斜面传动的效率及其自锁条件。⒈滑快上升由平衡条件得:a)b)由力三角形得:一.斜面传动设滑快和斜面之间无摩擦,即f=0,,该斜面的效率:⒉滑块下降:(水平力F’为阻力)由力三角形得:理想

7、阻力:效率:b)a)由力的平衡条件得:可得理想驱动力:当λ≤，则≤0，机器自锁。分析效率计算式可知：实例：斜面压榨机（1）受力分析注意反行程时为Q驱动力。（2）通过受力分析知：P=R32sin（α-2φ）/cosφQ=R23cos（α-2φ）/sinφ而：R32=R23，得P=Qtg（α-2φ），令φ=0，得P0=Qtgα，η=P/P0=tg（α-2φ）/tgα，当α≤2φ时，η≤0，即该机构发生自锁的条件为：α≤2φ