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1、第五章 機械的效率和自鎖§5-1機械的效率關于機械系統(tǒng)中，輸入功、輸出功、損失功的解釋：輸入功—在一個機械系統(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;機械在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時期，輸入功等于輸出功與損耗功之和，即：以功率的形式表示，則有：將上式等號兩邊同除以輸入功率Nd,得：令式中:得到機械效率的表達式為：令：
2、機械損失系數(shù)由于機械摩擦不可避免，故必有：效率恒小于一圖5-1為機械傳動裝置的示意圖設F為驅(qū)動力，G為生產(chǎn)阻力，VF、VG分別為F、G作用點沿該力作用線方向的分速度，其效率為：為了將上式簡化，引入理想機械的概念，即在理想機械中不存在摩擦，當工作阻力為G時，所需的驅(qū)動力為理想驅(qū)動力F0由于理想機械不存在摩擦，顯然理想驅(qū)動力F0小于實際驅(qū)動力F，此時機械的效率為：（a）（b）將（b）代入（a）中（a）（b）如用力矩表示，則有：（c）（d）綜合（c）、（d），可得到：理想驅(qū)動力實際驅(qū)動力=理想驅(qū)動力矩實際
3、驅(qū)動力矩效率也可用阻力或租力矩表示為：理想工作阻力實際工作阻力=實際工作阻力矩理想工作阻力矩小結(jié)：用驅(qū)動力或驅(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；實際驅(qū)動力、實際驅(qū)動力矩；理想工作阻力、理想工作阻力矩；實際工作阻力、實際工作阻力矩；以上為機械效率的計算法，但在實際設計中，更常用到的是實驗法和經(jīng)驗法，即確定機械效率的三種方法分別為：計算法經(jīng)驗法實驗法—適用于創(chuàng)新機器產(chǎn)品、無經(jīng)驗可循的效率確定；—適用于傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設計。三種不同機器組合的效率計算（1
4、）串聯(lián)組合機器的效率計算（2）并聯(lián)組合機器的效率計算（3）混聯(lián)組合機器的效率計算（1）串聯(lián)組合機器的效率計算12K…▲總效率為各機器效率的連乘積。即：串聯(lián)組合機器傳遞功率的特點：前一機器的輸出功率為后一機器的輸入功率?！?lián)機器中任一機器的效率很低，都會使整部機器的效率很低；▲串聯(lián)的機器數(shù)目越多，效率越低。串聯(lián)組合機器的總效率3（2）并聯(lián)組合機器的效率計算…各機器的輸入功率為：P1、P2…PK，并聯(lián)機組的特點：※機組的輸入功率為各機器輸入功率之和；※機組的輸出功率為各機器輸出功率之和；并聯(lián)組合機器的
5、總效率—機器的輸出功率—機器的輸入功率輸出功率為：（3）混聯(lián)組合機器的效率計算21混聯(lián)組合機器的總效率η′—串聯(lián)機構(gòu)的效率η″—并聯(lián)機構(gòu)的效率Q122′345例1在圖示的電動卷揚機中，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,求電機的功率？解：該機構(gòu)為串聯(lián)機構(gòu)１．串聯(lián)機構(gòu)的總效率各級效率的連乘積，故機構(gòu)總效率：２．求機構(gòu)的工作功率載荷上升的速度：機構(gòu)的工作功率為：3.電機的功率為：123456
6、7891011121314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電機齒輪1、23、45、67、8②電機齒輪1、2９、1011、1213、142.每一路的總效率分別為：3.整個機構(gòu)的總效率為：123456789101112131412345678910例3在圖示的滾柱傳動機構(gòu)中，已知其局部效率η1-2＝0.95，η3-4=η5-6=η7-8=η9-10=0.93,求該機構(gòu)的效率η。解：1.分析機構(gòu)該機構(gòu)為
7、混聯(lián)機構(gòu)串聯(lián)部分：圓柱齒輪1、2并聯(lián)部分：錐齒輪3、4；5、6；7、8；9、10。2.分別計算效率（1）串聯(lián)部分：（2）并聯(lián)部分：3.總效率例5-1在圖5-4所示的機械傳動中，設各傳動機構(gòu)的效率分別為并已知輸出的功率分別為求該機械傳動裝置的機械效率。21圖5-4解：由于1、2、3′、4′為串聯(lián)，故：而機構(gòu)1、2、3″、4″、5″也為串聯(lián)，故：機構(gòu)的總效率為：//§5-2機械的自鎖自鎖現(xiàn)象無論物體上作用的驅(qū)動力有多大，在摩擦力的作用下，物體都不會沿著驅(qū)動力的方向運動，這種現(xiàn)象稱作自鎖。發(fā)生自鎖的條件1
8、.平面移動副的自鎖條件ｎｎＦＦ將F分解為兩個分力Ft使物體具有向右水平滑動趨勢接觸面給滑塊的法向反力：接觸面給滑塊的摩擦阻力：全反力FR與法線n-n的夾角為φ，且有：—驅(qū)動力的作用角，也稱傳動角ｎｎＦＦ當極限摩擦力Ffmax大于或等于水平驅(qū)動力Ft時，滑塊靜止不動。即：由于：得出：由上述推導可知，平面移動副的自鎖條件為：或：結(jié)論：當β≤φ，無論驅(qū)動力F如何增大，水平驅(qū)動力Ft總是小于驅(qū)動力F引起的極限摩擦力Ffmax，因而不能使滑塊運動,這就是自鎖現(xiàn)象。自鎖條件：驅(qū)動
