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1、第五章機械的效率和自鎖§5-1機械的效率§5-2機械的自鎖機械原理TheoryofMachinesandMechanisms重點、難點：機械效率的概念，機械的自鎖條件學習提示：機械原理TheoryofMachinesandMechanisms§5-1機械的效率一、機械效率及其表達形式1、機械效率?Wd=Wr+Wf輸入功（動力）輸出功（克服生產(chǎn)阻力）損耗功（摩擦等）機械效率：?=Wr/Wd=1-Wf/Wd機械損失率：?=Wf/Wd?+?=1損失不可避免Wf→?>0；?<1機械原理TheoryofM
2、achinesandMechanisms§5-1機械的效率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、機械效率的幾種表達方式輸入輸出工作機?=Pr/Pd=GvG/FvF①設輸出功率不變（仍為GvG）GvG=F0vF(克服G，需要F0(G))?=GvG/FvF=GvG/G0vG=G/G0若為理想機械(不
3、計摩擦)?0=1力矩表示法:?=M0/M?=Mr/Mr0機械效率可表示為：（1）在克服同樣生產(chǎn)阻力（力矩）的情況下，理想驅動力（力矩）與實際驅動力（力矩）之比值（2）在同樣驅動力（力矩）的情況下，機械所能克服的實際生產(chǎn)阻力（力矩）與理想生產(chǎn)阻力（力矩）之比值二、機械效率的計算斜面機構（螺旋）為例GFfFNF?FR21?vFGFR21?+?F?GF?R21?-?滑塊上升時：實際驅動力：F=Gtan(?+?)理想驅動力：F0=Gtan??=F0/F=tan?/tan(?+?)滑塊下降時：（G為驅動力
4、）實際阻力：F=Gtan(?-?)理想阻力：F0=Gtan??=F/F0=tan(?-?)/tan?上述方法求出的是機械的瞬時效率，對于非穩(wěn)定條件下運轉的機械應進一步求其循環(huán)效率。由于影響機械效率的因素較多，通常以實測為準（機械手冊中也有現(xiàn)行一些數(shù)據(jù)可查）。效率計算法用于指導設計。表5-1三、機組的效率1、串聯(lián)機組的效率12k……P1PdPkP2Pk-1結論1）串聯(lián)機組的總效率等于各級效率的連乘積。2）?i<1→串聯(lián)機器越多，機組的效率就越低。3）串聯(lián)機組的總效率必小于任一局部效率（?串
5、n)。4）提高串聯(lián)機組的效率→減少串聯(lián)機器的數(shù)目和提高?min。機械原理TheoryofMachinesandMechanisms三、機組的效率2、并聯(lián)機組的效率結論12N……P1?PdPkP2P1?P2?Pk??Pr1）?并不僅與各級分效率有關，還與總功率如何分配有關。2）?并介于分效率最小值與最大值之間（?min
6、achinesandMechanisms三、機組的效率3、混聯(lián)機組的效率分清輸入、輸出路線，分別計算?Pr和?Pd機械原理TheoryofMachinesandMechanisms§5-2機械的自鎖一、自鎖的概念對于有些機構，由于摩擦的存在，致使無論驅動力如何增大均不能使靜止的機構產(chǎn)生運動，這種現(xiàn)象稱之為自鎖。二、研究自鎖的目的2）有些機構靠自鎖原理來工作（如：機床卡具、螺紋聯(lián)接、千斤頂……）。1）使運動機械避免在自鎖點附近工作，因為此時的效率很低。機械原理TheoryofMachinesand
7、Mechanisms1v2三、自鎖時的力學特征?FFRFfmax?Fn1、移動副驅動力F水平有效分力:Ft=Fsin?垂直正壓力:Fn=Fcos?摩擦力Ff=Fnf=Fntg?=Fcos?tg??>?Ft>Ff→滑塊加速運動?=?Ft=Ff→滑塊靜止或勻速運動?
8、力矩Mf=FR·?=F·?力平衡關系F=FR驅動力矩Md=F·aa>?Md>Mf→軸頸加速轉動a=?Md=Mf→軸頸塊靜止或勻速轉動a
