機(jī)械原理課件第12章機(jī)械的效率與自鎖

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1、第12章機(jī)械的效率和自鎖12－1機(jī)械的效率12－2提高機(jī)械效率的途徑12－3摩擦在機(jī)械中的應(yīng)用12－4機(jī)械的自鎖機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段恒有:比值Wr/Wd━━機(jī)械效率。反映了驅(qū)動(dòng)功的有效利用程度用功率表示：η＝Pr/Pd分析：η總是小于1，當(dāng)Wf增加時(shí)將導(dǎo)致η下降。＝1－Wf/Wd＝(Wd－Wf)/Wd＝(Pd－Pf)/Pd＝1－Pf/Pd一、機(jī)械效率的表達(dá)形式12－1機(jī)械的效率有害功有效功驅(qū)動(dòng)功Wd=Wr+Wfη＝Wr/Wd1）效率以功或者功率形式來表達(dá)設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)，盡量減少摩擦損失理想機(jī)械潘存云教授研制機(jī)械減少摩擦損耗的措施有：b)考慮潤(rùn)滑c)合

2、理選材a)用滾動(dòng)代替滑動(dòng)2）以力或者力矩形式來表達(dá)vFvG用力的比值表示：＝GvG/FvFη＝Pr/Pd對(duì)理想機(jī)械，當(dāng)工作阻力G一定時(shí)，有理想驅(qū)動(dòng)力F0η0＝GvG/F0vF＝1代入得η＝F0vF/FvF＝F0/F用力矩來表示則有:FG潘存云教授研制理想機(jī)械F0vFvGGη＝M0/M潘存云教授研制同理：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力F一定時(shí)，理想工作阻力為G0：G0vG/FvF＝1得：η＝GvF/G0vF用力矩來表示有：η＝MG/MG0＝G/G0理想機(jī)械機(jī)械vFvGFG潘存云教授研制理想機(jī)械FvFvGG0重要結(jié)論：舉例1：試計(jì)算斜面機(jī)構(gòu)的效率。作者：潘存云教授12G

3、αFR21a)滑塊沿斜面等速上行根據(jù)平衡條件：F+FR21+G=0得：F=Gtan(α+φ)φNF21nnFR21vFαGα+φF理想機(jī)械：F0＝Gtan(α)機(jī)械效率：作者：潘存云教授12GαF’R21b)滑塊沿斜面等速下滑Gα-φ根據(jù)平衡條件：F’+F’R21+G=0得：G=F’/tan(α-φ)vF’F’R21φαF’NF21nn理想機(jī)械：G0＝F’/tan(α)機(jī)械效率：潘存云教授研制作者：潘存云教授πd2d2Gd3d1lα螺紋擰松等同于滑塊沿斜面下降，故有：vvGF舉例2：試計(jì)算螺旋副的效率。螺紋擰緊等同于滑塊沿斜面上升，故有：理想機(jī)

4、械：M0＝d2Gtan(α)/2η＝M0/M＝tan(α)/tan(α＋φ)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力：G=2M’/d2tan(α-φ)理想驅(qū)動(dòng)力：G0=2M’/d2tan(α)η’＝G0/G＝tan(α-φ)/tan(α)非矩形螺紋，只要將公式中的φ替換成φv即可。表12-1簡(jiǎn)單傳動(dòng)機(jī)械和運(yùn)動(dòng)副的效率名稱傳動(dòng)形式效率值備注圓柱齒輪傳動(dòng)6~7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)0.98~0.99良好跑合、稀油潤(rùn)滑8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)0.97稀油潤(rùn)滑9級(jí)精度齒輪傳動(dòng)0.96稀油潤(rùn)滑切制齒、開式齒輪傳動(dòng)0.94~0.96干油潤(rùn)滑鑄造齒、開式齒輪傳動(dòng)0.9~0.93圓錐齒輪傳動(dòng)6~7級(jí)精度齒

5、輪傳動(dòng)0.97~0.98良好跑合、稀油潤(rùn)滑8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)0.94~0.97稀油潤(rùn)滑切制齒、開式齒輪傳動(dòng)0.92~0.95干油潤(rùn)滑鑄造齒、開式齒輪傳動(dòng)0.88~0.92蝸桿傳動(dòng)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(rùn)滑良好三頭、四頭蝸桿0.80~0.92圓弧面蝸桿0.85~0.95以上為計(jì)算方法，工程上更多地是用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定η，表12－1列出由實(shí)驗(yàn)所得簡(jiǎn)單傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)副的機(jī)械效率(P236)續(xù)表12-1簡(jiǎn)單傳動(dòng)機(jī)械和運(yùn)動(dòng)副的效率名稱傳動(dòng)形式效率值備注帶傳動(dòng)平型帶傳動(dòng)0.90~0.98滑動(dòng)軸承球軸承0.99

6、稀油潤(rùn)滑滾子軸承0.98稀油潤(rùn)滑滑動(dòng)螺旋0.30~0.80滾動(dòng)螺旋0.85~0.95V型帶傳動(dòng)0.94~0.96套筒滾子鏈0.96無聲鏈0.97鏈傳動(dòng)平摩擦輪傳動(dòng)0.85~0.92摩擦輪傳動(dòng)潤(rùn)滑良好槽摩擦輪傳動(dòng)0.88~0.900.94潤(rùn)滑不良0.97潤(rùn)滑正常0.99液體潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承螺旋傳動(dòng)二、機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械效率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：PdPkP1P2Pk-112k作者：潘存云教授P1P2PkP’1P’2P’k12kPdPrηmin<η<

7、ηmaxη1η2η3ηkP1P212PdP”rP’rPkPdPk3)混聯(lián)先分別計(jì)算，合成后按串聯(lián)或并聯(lián)計(jì)算。潘存云教授研制作者：潘存云教授P1P2P’d2P”d2P”d3P’d3P’rP”r123’3”4’4”作者：潘存云教授P1P2P’d2P”d2P”d3P’d3P’rP”r123’3”4’4”PdP”rP’rPkPr并聯(lián)計(jì)算串聯(lián)計(jì)算串聯(lián)計(jì)算12－2提高機(jī)械效率的途徑（1）簡(jiǎn)化系統(tǒng)?運(yùn)動(dòng)副數(shù)目??摩擦損耗?。（3）不要過多增大軸頸尺寸。因?yàn)樵黾虞S頸時(shí)會(huì)使該軸頸的摩擦力矩增加，機(jī)械容易發(fā)生自鎖。（4）設(shè)法減少運(yùn)動(dòng)副中的摩擦損耗：a)用滾動(dòng)代替滑

8、動(dòng);b)考慮潤(rùn)滑；c)合理選材。(5)改善機(jī)械的平衡，從而減少機(jī)械中因慣性力所引起的動(dòng)壓力，可以提高機(jī)械的效率。（2）盡量少用移動(dòng)副。移動(dòng)副不易保證配