機械的效率和自鎖選編課件.ppt

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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機械的自鎖內(nèi)容提要1本章內(nèi)容：1.基本要求①理解機械效率η的概念，掌握機械效率的各種表達形式和計算方法。②理解機械自鎖的概念，以及求簡單機械自鎖的幾何條件。2.重點難點機械效率的計算，機械自鎖條件的確定。主目錄2動能增量損失功有效功驅(qū)動功ωmtω一、機械運轉(zhuǎn)時的功能關(guān)系§5－1機械的效率1.動能方程機械運轉(zhuǎn)時，所有作用在機械上的力都要做功，由能量守恒定律知：所有外力之功等于動能增量2.機械的運轉(zhuǎn)（過程）Wd―Wr―Wf=E－0>0輸入功大于有效功與損失功之和。Wd―Wr―Wf=E－E0a)啟動階段速度0→ω,動能0→E啟動3

2、ωmtω穩(wěn)定運轉(zhuǎn)啟動b)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段在一個循環(huán)內(nèi)有：Wd―Wr―Wf=E－E0＝0②勻速穩(wěn)定階段ω＝常數(shù)，任意時刻都有：①變速穩(wěn)定階段ω在ωm上下周期波動,ω(t)=ω(t+Tp)△E=0→Wd=Wr+WfWd―Wr―Wf=E－E0＝0→Wd=Wr＋Wfc)停車階段ω→0Wd―Wr―Wf=E－E0<0停止輸入功小于有效功與損失功之和。輸入功總是等于有效功與損失功之和。4二、機械的效率(mechanicaleffeciency)機械在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段恒有:比值Wr/Wd反映了驅(qū)動功的有效利用程度，稱為機械效率。1.η＝Wr/Wd2.用功率表示：η＝Pr/Pd分析：η總是小于1，

3、當Wf增加時將導(dǎo)致η下降。設(shè)計機械時，盡量減少摩擦損失，措施有：Wd=Wr+Wf(5-1)b)考慮潤滑c)合理選材＝1－Wf/Wd(5-2)＝(Wd－Wf)/Wd＝(Pd－Pf)/Pd＝1－Pf/Pd(5-2’)a)用滾動代替滑動5FvFF0vGG機械3.用力的比值表示：＝GvG/[FvF](a)η＝Pr/Pd對理想機械，有理想驅(qū)動力F0η0＝Pr/Pd=GvG/[F0vF]代入得:η＝F0vF/[FvF]＝F0/F(c)4.用力矩來表示有：η＝M0/Md(d)＝1(b)同理：當驅(qū)動力F一定時，理想工作阻力G0為：G0vG/[FvF]＝1得：η＝GvG/[G0vG]＝G/

4、G0用力矩來表示有：η＝MG/MG06重要結(jié)論：例如：計算螺旋副的效率：擰緊：理想機械：M0＝d2Gtg(α)/2η＝M0/M擰松時，驅(qū)動力為G，M’為阻力矩，則有：實際驅(qū)動力：G=2M’/[d2tg(α-φv)]理想驅(qū)動力：G0=2M’/[d2tg(α)]∴η’＝G0/G以上為計算方法，工程上更多地是用實驗法測定η，表5－2列出由實驗所得簡單傳動機構(gòu)和運動副的機械效率。＝tg(α)/tg(α＋φv)（5-7）＝tg(α-φv)/tg(α)（5-8）789表5-2簡單傳動機械和運動副的效率名稱傳動形式效率值備注圓柱齒輪傳動6~7級精度齒輪傳動0.98~0.99良好跑合、稀

5、油潤滑8級精度齒輪傳動0.97稀油潤滑9級精度齒輪傳動0.96稀油潤滑切制齒、開式齒輪傳動0.94~0.96干油潤滑鑄造齒、開式齒輪傳動0.9~0.93圓錐齒輪傳動6~7級精度齒輪傳動0.97~0.98良好跑合、稀油潤滑8級精度齒輪傳動0.94~0.97稀油潤滑切制齒、開式齒輪傳動0.92~0.95干油潤滑鑄造齒、開式齒輪傳動0.88~0.92蝸桿傳動自鎖蝸桿0.40~0.45單頭蝸桿0.70~0.75雙頭蝸桿0.75~0.82潤滑良好三頭、四頭蝸桿0.80~0.92圓弧面蝸桿0.85~0.9510續(xù)表5-2簡單傳動機械和運動副的效率名稱傳動形式效率值備注帶傳動平型帶傳動

6、0.90~0.98滑動軸承球軸承0.99稀油潤滑滾子軸承0.98稀油潤滑滑動螺旋0.30~0.80滾動螺旋0.85~0.95V型帶傳動0.94~0.96套筒滾子鏈0.96無聲鏈0.97鏈傳動平摩擦輪傳動0.85~0.92摩擦輪傳動潤滑良好槽摩擦輪傳動0.88~0.900.94潤滑不良0.97潤滑正常0.99液體潤滑滾動軸承螺旋傳動115.復(fù)雜機械的機械效率計算方法1)串聯(lián)：特點是前一機器的輸出功率是后一機器的輸入功率2)并聯(lián)特點是機組的輸入功率為各機器輸入功率之和，而輸出功率為各機器輸出功率之和?？傂师遣粌H與各機器的效率ηi有關(guān)，而且與傳遞的功率Ni有關(guān)。設(shè)各機器中效率

7、最高最低者分別為ηmax和ηmin則有：NdNkN1N2Nk-112kN1N2NkN’1N’2N’k12kNdNrηmin<η<ηmaxη主要取決于傳遞功率最大的機器的效率12NdNkN1N212N”rN’rNdNkN1N2N’d2N”d2N”d3N’d3N’rN”r123‘3“4‘4“N1N2N’d2N”d2N”d3N’d3N’rN”r123‘3“4‘4“NdNk3)混聯(lián)先分別計算，合成后按串聯(lián)或并聯(lián)計算。作者：潘存云教授Nr并聯(lián)計算串聯(lián)計算N”rN’r串聯(lián)計算13自鎖的定義：無論驅(qū)動力多么大，都不能超過由它所產(chǎn)生的摩擦阻力