机械原理第5章效率自锁资料课件.ppt

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1、第五章机械的效率和自锁§5-1机械的效率§5-2机械的自锁机械原理TheoryofMachinesandMechanisms重点、难点:机械效率的概念,机械的自锁条件学习提示:机械原理TheoryofMachinesandMechanisms§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机械原理TheoryofM

2、achinesandMechanisms§5-1机械的效率1)功表示法:=Wr/Wd=1-Wf/Wd2)功率表示法:=Pr/Pd=1-Pf/Pd3)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=GvG/FvF①设输出功率不变(仍为GvG)GvG=F0vF(克服G,需要F0(G))=GvG/FvF=GvG/G0vG=G/G0若为理想机械(不

3、计摩擦)0=1力矩表示法:=M0/M=Mr/Mr0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GFfFNFFR21vFGFR21+FGFR21-滑块上升时:实际驱动力:F=Gtan(+)理想驱动力:F0=Gtan=F0/F=tan/tan(+)滑块下降时:(G为驱动力

4、)实际阻力:F=Gtan(-)理想阻力:F0=Gtan=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12k……P1PdPkP2Pk-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<mi

5、n)。4)提高串联机组的效率→减少串联机器的数目和提高min。机械原理TheoryofMachinesandMechanisms三、机组的效率2、并联机组的效率结论12N……P1PdPkP2P1P2PkPr1)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=……=k4)为提高并→提高传递功率较大的机器的效率。机械原理TheoryofM

6、achinesandMechanisms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机械原理TheoryofMachinesandMechanisms§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。机械原理TheoryofMachinesand

7、Mechanisms1v2三、自锁时的力学特征FFRFfmaxFn1、移动副驱动力F水平有效分力:Ft=Fsin垂直正压力:Fn=Fcos摩擦力Ff=Fnf=Fntg=Fcostg>Ft>Ff→滑块加速运动=Ft=Ff→滑块静止或匀速运动<Ft

8、力矩Mf=FR·=F·力平衡关系F=FR驱动力矩Md=F·aa>Md>Mf→轴颈加速转动a=Md=Mf→轴颈块静止或匀速转动a<Md

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