《機(jī)械效率及自鎖》PPT課件.ppt

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1、返回第五章機(jī)械的效率及自鎖§5-1機(jī)械的效率§5-2機(jī)械的自鎖因摩擦損失是不可避免的，故必有ξ>0和η<1。機(jī)械的損失功(Wf)與輸入功(Wd)的比值，§5-1機(jī)械的效率1.機(jī)械效率的概念及意義（1）機(jī)械效率機(jī)械的輸出功(Wr)與輸入功(Wd)的比值，以η表示。機(jī)械損失系數(shù)或損失率以ξ表示。η＝Wr/Wd＝1－ξ＝1－Wf/Wd（2）機(jī)械效率的意義它是機(jī)械中的一個(gè)主要性能指標(biāo)。機(jī)械效率反映了輸入功在機(jī)械中的有效利用的程度。降耗節(jié)能是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。2.機(jī)械效率的確定（1）機(jī)械效率的計(jì)算確定1）以功表示的計(jì)算公式η＝Wr/Wd＝

2、1－Wf/Wd2）以功率表示的計(jì)算公式η＝Pr/Pd＝1－Pf/Pd3）以力或力矩表示的計(jì)算公式η＝F0/F＝M0/M即η＝理想驅(qū)動(dòng)力實(shí)際驅(qū)動(dòng)力理想驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)際驅(qū)動(dòng)力矩＝實(shí)際機(jī)械裝置η理論機(jī)械裝置η0η=Pr/Pd=GvG/FvF0η0=GvG/F0vF=1vGvFF機(jī)械的效率(2/10)FGFR21α+φF＝Gtan(α+φ)F'Gα-φF'R21F'fnnF'NF'R21φF'＝Gtan(α-φ）21α正行程21αGF'v反行程機(jī)械的效率(3/10)例5-1斜面機(jī)構(gòu)GFvnnFNFR21Ffφ現(xiàn)求：η及η′正行程實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為F＝Gtan(α

3、＋φ)，理想驅(qū)動(dòng)力為F0＝Gtanα，故解η＝F0/F＝tanα/tan(α＋φ)反行程實(shí)際驅(qū)動(dòng)力為G＝F′/tan(α－φ)，理想驅(qū)動(dòng)力為G0＝F′/tanα，故η′＝G0/G＝tan(α－φ)/tanα機(jī)械的效率(3/10)21αnnFNFR21FfφGFvF'fnnF'NF'R21φ21αGF'v例5-2螺旋機(jī)構(gòu)已知：擰緊時(shí)M＝Gd2tan(α＋φv)/2放松時(shí)M′＝Gd2tan(α－φv)/2現(xiàn)求：η及η′解采用上述類似的方法，可得擰緊時(shí)η＝M0/M＝tanα/tan(α＋φv)放松時(shí)η′＝G0/G＝tan(α－φv)/tanα機(jī)械的效

4、率(4/10)ABFFRGα+φMr0FFRGBα2πd2pv（2）機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定機(jī)械效率的確定除了用計(jì)算法外，更常用實(shí)驗(yàn)法來(lái)測(cè)定，許多機(jī)械尤其是動(dòng)力機(jī)械在制成后，往往都需做效率實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)以蝸桿傳動(dòng)效率實(shí)驗(yàn)測(cè)定為例加以說(shuō)明。1）實(shí)驗(yàn)裝置定子平衡桿電機(jī)轉(zhuǎn)子電機(jī)定子磅秤千分表彈性梁砝碼傳送帶蝸桿制動(dòng)輪蝸輪聯(lián)軸器機(jī)械的效率(5/10)據(jù)此，可通過(guò)計(jì)算確定出整個(gè)機(jī)械的效率。同時(shí)，根據(jù)彈性梁上的千分表讀數(shù)（即代表Q力）來(lái)確定制動(dòng)輪上的圓周力Ft＝Q－G，從而確定出從動(dòng)軸上的力矩M從，M從＝FtR＝(Q－G)R該蝸桿的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率公式為η＝P從/P主＝

5、ω從M從/(ω主M主)＝M從/(iM主)式中i為蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比。對(duì)于正在設(shè)計(jì)和制造的機(jī)械，雖然不能直接用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定其機(jī)械效率，但是由于各種機(jī)械都不過(guò)是由一些常用機(jī)構(gòu)組合而成的，而這些常用機(jī)構(gòu)的效率又是可通過(guò)實(shí)驗(yàn)積累的資料來(lái)預(yù)先估定的（如表5-1簡(jiǎn)單傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)副的效率）。2）實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，可借助于磅秤測(cè)定出定子平衡桿的壓力F來(lái)確定出主動(dòng)軸上的力矩M主，即M主＝Fl。機(jī)械的效率(6/10)3.機(jī)組的機(jī)械效率計(jì)算機(jī)組由若干個(gè)機(jī)器組成的機(jī)械系統(tǒng)。當(dāng)已知機(jī)組各臺(tái)機(jī)器的機(jī)械效率時(shí)，則該機(jī)械的總效率可由計(jì)算求得。（1）串聯(lián)串聯(lián)機(jī)組功率傳動(dòng)的特點(diǎn)是前一

6、機(jī)器的輸出功率即為后一機(jī)器的輸入功率。串聯(lián)機(jī)組的總機(jī)械效率為PrPdη＝P1P2PdP1…PkPk-1＝＝η1η2…ηk即串聯(lián)機(jī)組總效率等于組成該機(jī)組的各個(gè)機(jī)器效率的連乘積。1k2η1η2ηkPdPrP1P2P1P2Pk-1Pk-1Pk=Pr機(jī)械的效率(7/10)只要串聯(lián)機(jī)組中任一機(jī)器的效率很低，就會(huì)使整個(gè)機(jī)組的效率極低；且串聯(lián)機(jī)器數(shù)目越多，機(jī)械效率也越低。結(jié)論要提高并聯(lián)機(jī)組的效率，應(yīng)著重提高傳動(dòng)功率大的路線的效率。（2）并聯(lián)并聯(lián)機(jī)組的特點(diǎn)是機(jī)組的輸入功率為各機(jī)器的輸入功率之和，而輸出功率為各機(jī)器的輸出功率之和。η＝∑Pri∑PdiP1η1+P

7、2η2+…+PkηkP1+P2+…+Pk＝即并聯(lián)機(jī)組的總效率與各機(jī)器的效率及其傳動(dòng)的功率的大小有關(guān)，且ηmin<η<ηmax；機(jī)組的總效率主要取決于傳動(dòng)功率大的機(jī)器的效率。結(jié)論12kη1η2ηkP1η1P2η2PkηkP1P2PkPd機(jī)械的效率(8/10)（3）混聯(lián)混聯(lián)機(jī)組的機(jī)械效率計(jì)算步驟為1）將輸入功至輸出功的路線弄清楚；2）分別計(jì)算出總的輸入功率∑Pd和總的輸出功率∑Pr；3）按下式計(jì)算其總機(jī)械效率。η＝∑Pr/∑Pd機(jī)械的效率(9/10)例5-3已知某機(jī)械傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)的效率和輸出功率，求該機(jī)械傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率。解機(jī)構(gòu)1、2、3′及4′

8、串聯(lián)的部分Pd＝Pr/(η1η2η3η4)′′′′＝5kW/(0.982×0.962)＝5.649kW機(jī)構(gòu)1、2、3"、4"及5"串聯(lián)的部分＝0.2k