機(jī)械原理ppt電子課件第5章機(jī)械的效率與自鎖

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1、第五章機(jī)械的效率和自鎖§5－1機(jī)械的效率§5－2機(jī)械的自鎖作者：潘存云教授重力功動能增量有害功有效功驅(qū)動功ωmtω一、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時的功能關(guān)系§5－1機(jī)械的效率1.動能方程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時，所有作用在機(jī)械上的力都要做功，由能量守恒定律知：所有外力之功等于動能增量2.機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)Wd―Wr―Wf±WG=E－0>0輸入功大于有害功之和。Wd―Wr―Wf±WG=E－E0a)啟動階段速度0?ω,動能0?E啟動作者：潘存云教授ωmtω穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)啟動b)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段在一個循環(huán)內(nèi)有Wd―Wr―Wf=E－E0＝0②勻速穩(wěn)定階段ω＝常數(shù)，任意時刻都有：①變速穩(wěn)定階段ω在ωm上下周期波動,ω(t)=ω(t+Tp)WG

2、=0,△E=0?Wd=Wr+WfWd―Wr―Wf=E－E0＝0?Wd=Wr＋Wfc)停車階段ω?0Wd―Wr―Wf±WG=E－E0<0停止輸入功小于有用功與損失功之和。輸入功總是等于有用功與損失功之和。二、機(jī)械的效率機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段恒有:比值Wr/Wd反映了驅(qū)動功的有效利用程度，稱為機(jī)械效率。η＝Wr/Wd用功率表示：η＝Nr/Nd分析：η總是小于1，當(dāng)Wf增加時將導(dǎo)致η下降。設(shè)計(jì)機(jī)械時，盡量減少摩擦損失，措施有：Wd=Wr+Wfb)考慮潤滑c)合理選材＝1－Wf/Wd＝(Wd－Wf)/Wd＝(Nd－Nf)/Nd＝1－Nf/Nda)用滾動代替滑動F0vFvGG作者：潘存云教授理想機(jī)

3、械用力的比值表示：＝GvG/FvFη＝Nr/Nd對理想機(jī)械，當(dāng)工作阻力G一定時，有理想驅(qū)動力F0η0＝Nr/Nd=GvG/F0vF代入得η＝F0vF/FvF＝F0/F用力矩來表示有η＝Md0/Md＝1同理：當(dāng)驅(qū)動力F一定時，理想工作阻力為G0：G0vG/FvF＝1得：η＝GvF/G0vF＝G/G0用力矩來表示有：η＝MG/MG0理想機(jī)械FvFvGG0FvFvGG機(jī)械重要結(jié)論：計(jì)算螺旋副的效率：擰緊：理想機(jī)械：M0＝d2Gtan(α)/2η＝M0/M擰松時，驅(qū)動力為G，M’為阻力矩，則有：實(shí)際驅(qū)動力：G=2M’/d2tan(α-φv)理想驅(qū)動力：G0=2M’/d2tan(α)∴η’＝G

4、0/G以上為計(jì)算方法，工程上更多地是用實(shí)驗(yàn)法測定η，表5－2列出由實(shí)驗(yàn)所得簡單傳動機(jī)構(gòu)和運(yùn)動副的機(jī)械效率(P123-P124)。＝tan(α)/tan(α＋φv)＝tan(α-φv)/tan(α)表5-2簡單傳動機(jī)械和運(yùn)動副的效率名稱傳動形式效率值備注圓柱齒輪傳動6~7級精度齒輪傳動0.98~0.99良好跑合、稀油潤滑8級精度齒輪傳動0.97稀油潤滑9級精度齒輪傳動0.96稀油潤滑切制齒、開式齒輪傳動0.94~0.96干油潤滑鑄造齒、開式齒輪傳動0.9~0.93圓錐齒輪傳動6~7級精度齒輪傳動0.97~0.98良好跑合、稀油潤滑8級精度齒輪傳動0.94~0.97稀油潤滑切制齒、開式齒

5、輪傳動0.92~0.95干油潤滑鑄造齒、開式齒輪傳動0.88~0.92蝸桿傳動自鎖蝸桿0.40~0.45單頭蝸桿0.70~0.75雙頭蝸桿0.75~0.82潤滑良好三頭、四頭蝸桿0.80~0.92圓弧面蝸桿0.85~0.95續(xù)表5-2簡單傳動機(jī)械和運(yùn)動副的效率名稱傳動形式效率值備注帶傳動平型帶傳動0.90~0.98滑動軸承球軸承0.99稀油潤滑滾子軸承0.98稀油潤滑滑動螺旋0.30~0.80滾動螺旋0.85~0.95V型帶傳動0.94~0.96套筒滾子鏈0.96無聲鏈0.97鏈傳動平摩擦輪傳動0.85~0.92摩擦輪傳動潤滑良好槽摩擦輪傳動0.88~0.900.94潤滑不良0.97

6、潤滑正常0.99液體潤滑滾動軸承螺旋傳動作者：潘存云教授復(fù)雜機(jī)械的機(jī)械效率計(jì)算方法：1.)串聯(lián)2.)并聯(lián)總效率η不僅與各機(jī)器的效率ηi有關(guān)，而且與傳遞的功率Ni有關(guān)。設(shè)各機(jī)器中效率最高最低者分別為ηmax和ηmin則有：NdNkN1N2Nk-112kN1N2NkN’1N’2N’k12kNdNrηmin<η<ηmaxη1η2η3ηk作者：潘存云教授NdNkN1N212N”rN’r作者：潘存云教授NdNkN1N2N’d2N”d2N”d3N’d3N’rN”r123‘3“4‘4“N1N2N’d2N”d2N”d3N’d3N’rN”r123‘3“4‘4“NdNk3.)混聯(lián)先分別計(jì)算，合成后按串聯(lián)

7、或并聯(lián)計(jì)算。作者：潘存云教授Nr并聯(lián)計(jì)算串聯(lián)計(jì)算N”rN’r串聯(lián)計(jì)算作者：潘存云教授摩擦錐v2121無論F多大，滑塊在P的作用下不可能運(yùn)動?發(fā)生自鎖。當(dāng)驅(qū)動力的作用線落在摩擦錐內(nèi)時，則機(jī)械發(fā)生自鎖。法向分力：Fn=Fcosβ§5－2機(jī)械的自鎖水平分力：Ft=Fsinβ正壓力：N21=Fn最大摩擦力：Fmax=fN21當(dāng)β≤φ時,恒有：工程意義：設(shè)計(jì)新機(jī)械時，應(yīng)避免在運(yùn)動方向出現(xiàn)自鎖，而有些機(jī)械要利用自鎖進(jìn)行工作(如千斤頂?shù)?。分析平面移動副在驅(qū)動力P作用的