機(jī)械原理(機(jī)械的效率和自鎖).ppt

《機(jī)械原理(機(jī)械的效率和自鎖).ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第五章　機(jī)械的效率和自鎖一、機(jī)械的效率：機(jī)械的輸出功與輸入功之比。反映了輸入功在機(jī)械中有效利用的程度。1、以功來表示：輸入功—在一個機(jī)械系統(tǒng)中，驅(qū)動力（或驅(qū)動力矩）所作的功稱為輸入功，用Wd表示;輸出功—在一個機(jī)械系統(tǒng)中，克服工作阻力（或驅(qū)動力矩）所作的功，稱為輸出功，用Wr表示;損失功—在一個機(jī)械系統(tǒng)中，克服有害阻力（如摩擦阻力、空）氣阻力等）所作的功，稱為損失功，用Wf表示;機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時期，輸入功等于輸出功與損耗功之和，即：2、以功率的形式表示，則有：將上式等號兩邊同除以輸入功率Pd,得：令式中:得到機(jī)械效率的表達(dá)式為：令：機(jī)械損失系數(shù)由于機(jī)械摩擦不可避免，故必有：效率恒小于1

2、由以上公式可知：為使其具有較高的機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小機(jī)械中的損耗，主要是磨擦損耗。這就要求：一方面應(yīng)盡量簡化機(jī)械傳動系統(tǒng)，使功率傳遞通過的運(yùn)動副數(shù)目越少越好。另一方面，應(yīng)設(shè)法減少運(yùn)動副中的磨擦，如采用滾動磨擦代替滑動磨擦，選用適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┘皾櫥b置進(jìn)行潤滑，合理選用運(yùn)動副元素的材料等。圖5-1為機(jī)械傳動裝置的示意圖。設(shè)F為驅(qū)動力，G為生產(chǎn)阻力，VF、VG分別為F、G作用點(diǎn)沿該力作用線方向的分速度，其效率為：為了將上式簡化，引入理想機(jī)械的概念，即在理想機(jī)械中不存在摩擦，當(dāng)工作阻力仍為G時，所需的驅(qū)動力為理想驅(qū)動力F0，顯然克服同樣工作阻力G時，F(xiàn)0

3、）（b）3、以力或力矩的形式表示：將（b）代入（a）中（a）（b）用力矩表示，則有：（c）（d）機(jī)械效率等于不計磨擦?xí)r，克服生產(chǎn)阻力所需的理想驅(qū)動力F0，與克服同樣生產(chǎn)阻力（連同克服磨擦力）時該機(jī)械實(shí)際所需的驅(qū)動力F之比。綜合（c）、（d），可得到：理想驅(qū)動力實(shí)際驅(qū)動力效率也可用阻力或阻力矩表示為：理想工作阻力實(shí)際工作阻力=實(shí)際工作阻力矩理想工作阻力矩=理想驅(qū)動力矩實(shí)際驅(qū)動力矩例1：斜面機(jī)構(gòu)：正行程：F0=Gtanɑ(令磨擦角￠=0）tanɑ反行程：F0=Gtanɑ(令磨擦角￠=0）（G為驅(qū)動力）tan（ɑ-￠）例2：螺旋機(jī)構(gòu)：正行程：tanɑ反行程：tan（ɑ-￠V）小結(jié)：用驅(qū)動力或

4、驅(qū)動力矩表示的效率公式為：用工作阻力或工作阻力矩表示的效率公式為：理想驅(qū)動力、理想驅(qū)動力矩；實(shí)際驅(qū)動力、實(shí)際驅(qū)動力矩；理想工作阻力、理想工作阻力矩；實(shí)際工作阻力、實(shí)際工作阻力矩；當(dāng)需計算整臺機(jī)器或整個機(jī)組的機(jī)械效率時，常用以下三種方法，其中在實(shí)際設(shè)計中，更常用到的是實(shí)驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)法，即確定機(jī)械效率的三種方法分別為：計算法經(jīng)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法—對于已有的機(jī)器，可以用實(shí)驗(yàn)法直接測得機(jī)械效率。—對于正在設(shè)計和制造的機(jī)器，不能直接用實(shí)驗(yàn)法測定效率，但由于各種機(jī)器都是由一些基本機(jī)構(gòu)組合而成，而這些基本機(jī)構(gòu)的效率通過實(shí)驗(yàn)積累的資料卻是可以預(yù)先估定的，在已知這些基本機(jī)構(gòu)和運(yùn)動副的機(jī)械效率后，就可以通過計算確定

5、出整個機(jī)器的效率。同理，對于由多個機(jī)器組成的機(jī)組，只要知道各臺機(jī)器的效率，就可以根據(jù)各機(jī)組的組合情況用計算的辦法求出該機(jī)組的總效率。（見P76表5-1）三種不同機(jī)器組合的效率計算（1）串聯(lián)組合機(jī)器的效率計算（2）并聯(lián)組合機(jī)器的效率計算（3）混聯(lián)組合機(jī)器的效率計算（1）串聯(lián)組合機(jī)器的效率計算12K…▲總效率為各機(jī)器效率的連乘積。即：串聯(lián)組合機(jī)器傳遞功率的特點(diǎn)：前一機(jī)器的輸出功率為后一機(jī)器的輸入功率?！?lián)機(jī)器中任一機(jī)器的效率很低，都會使整部機(jī)器的效率很低；▲串聯(lián)的機(jī)器數(shù)目越多，效率越低。串聯(lián)組合機(jī)器的總效率3（2）并聯(lián)組合機(jī)器的效率計算…各機(jī)器的輸入功率為：P1、P2、…、PK，并聯(lián)機(jī)組

6、的特點(diǎn)：※機(jī)組的輸入功率為各機(jī)器輸入功率之和；※機(jī)組的輸出功率為各機(jī)器輸出功率之和；并聯(lián)組合機(jī)器的總效率—機(jī)器的輸出功率—機(jī)器的輸入功率輸出功率為：▲并聯(lián)機(jī)器的總效率η主要取決于傳遞功率最大的機(jī)器的效率。要提高并聯(lián)機(jī)器的效率，應(yīng)著重提高傳遞功率大的傳動路線的效率。（3）混聯(lián)組合機(jī)器的效率計算21混聯(lián)組合機(jī)器的總效率η′—串聯(lián)機(jī)構(gòu)的效率η″—并聯(lián)機(jī)構(gòu)的效率Q122’345例1在圖示的電動卷揚(yáng)機(jī)中，已知其每一對齒輪的效率η12、η2′３以及鼓輪的效率η4均為0.95，滑輪的效率η5為0.96，載荷Q=50000N。其上升的速度V=12m/min,求電機(jī)的功率？解：該機(jī)構(gòu)為串聯(lián)機(jī)構(gòu)１．串聯(lián)機(jī)

7、構(gòu)的總效率各級效率的連乘積，故機(jī)構(gòu)總效率：２．求機(jī)構(gòu)的工作功率載荷上升的速度：機(jī)構(gòu)的工作功率為：3.電機(jī)的功率為：1234567891011121314例2減速箱如圖所示，已知每一對圓柱齒輪和圓錐齒輪的效率分別為0.95和0.92,求其總效率η。解：1.分析傳動路線。減速箱分兩路輸出：①電機(jī)齒輪1、23、45、67、8②電機(jī)齒輪1、2９、1011、1213、142.每一路的總效率分別為：3.整個機(jī)構(gòu)的總效率為：12345678910111213