机械原理第5章效率自锁.培训讲学.ppt

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1、机械原理第5章效率自锁.§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TheoryofMachinesandMechanisms§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(

2、=GvG/FvF=F0vF/FvF=F0/F②设输入功率不变（仍为FvF）G0vG=FvF(输入F，能克服G0(>G))=GvG/FvF=GvG/G0vG=G/G0若为理想机械(不计摩擦)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

3、动力：F0=Gtan=F0/F=tan/tan(+)滑块下降时：（G为驱动力）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<min)。4）提

4、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TheoryofMachinesandMechanisms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

5、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TheoryofMachinesandMechanisms1v2三、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>F

6、f→滑块加速运动=Ft=Ff→滑块静止或匀速运动<FtMd>Mf→轴颈加速转动a=Md=Mf→轴颈块静止或匀速转动a<Md

7、hanisms§5-2机械的自锁三、自锁时的力学特征3、机械的自锁1）由力分析求得的机械可以克服的生产阻力G02）机械效率0（效率越小自锁越可靠）机械原理TheoryofMachinesandMechanisms四、举例1、螺旋千斤顶的自锁条件FG保证:不论重物重量多大，均不能驱使螺母转动。即在以G为驱动力时，机构具有自锁性。G为任意值时所能克服的生产阻力F0(或M0）tg(-v)0即: