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1、第五章 机械的效率和自锁,输入功率,5-1 机械的效率(Erricency of Machineries)一、机械效率,有效功输出,有害功输出,Wd =Wr + Wf,Wd输入功；Wr输出功(有用功)；Wf损失功。,定义：,-机器的机械效率，定义为输出功与输入功的比值,损失率,2. 性质 1,(= 1理想机器永动机),3. 表示方法a. 功表示 = Wr / Wd,= 1- Wf/ Wd,(Wf),b. 功率表示 = (Wr/t) /(Wd/t) = Pr / Pd = 1- Pf/ Pd t 一个运动循环时间,c. 力(矩)表示,设想机器中无有害阻力理想机器。设F0为对应(克服)同一生产阻力
2、Q时的理想驱动力。对于理想机器，有 0= QVQ/F0VF = 1即： QVQ = F0VF = F0/ F,= Pr / Pd = QVQ/FVF,驱动力的效率表示,设MF、MF0为实际和理想的驱动力矩，则同样有 = MF0/ MF,驱动力矩的效率表示,二、应用,如：圆柱齿轮67级 0.980.99 8级 0.97带传动(三角带) 0.96,滑动轴承： 0.94(润滑不良) ；0.97(润滑正常) ；0.99(滚体润滑),于是有：1=P r 1/Pd、2=P r 2/Pr1、K=P r K/Prk-1总效率为：= Pr K/Pd = (Pr 1/Pd) (Pr 2/Pr2)(Pr K/Prk
3、-1) 所以：=12K结论：(1) 串联机器(组)的总效率等于组成该机器(组)各机械部分效率的连乘积；(2) imini总效率小于组成该机器任一机械部分的效率，当某一部分效率太低时，将直接影响到机器总效率；(3) k用尽可能短的传递路线。,依据机构的组成、运动的传递情况，计算整个机器的效率。1. 串联,总输入功率为： Pd = Pd1 + Pd2 + + PdK总输出功率为： Pr = Pr1 + Pr2 + + PrKi= Pri/Pdi 而 Pr = Pd11 + Pd22 + + PdKK= (Pd11 + Pd22 + + PdKK) / (Pd1 + Pd2 + + PdK) = (
4、Pd11 + Pd22 + + PdKK) / Pd结论：(1) 并联机组的效率，不仅与各个机构的效率有关，而且与效率的分配有关；设min =Min(1、2、K),max =Max(1、2、K),有：min j 主动力P的作用线在摩擦角j之外。Px F，即滑块加速。无法使受力对象产生运动的现象称为机械的自锁。,(2) a=jP与R共线。Px = Fa. 滑块等速运动原本运动；b. 原不动静止不动；具有运动趋势。,(3) ajP作用线在j之内，Px 时，构件加速回转。当h = 时，a. 构件原运动，仍等速运动；b. 构件原静止，仍保持静止。,三、轴颈自锁条件,3. 当h 时， a. 构件原运动，
5、将减速至静止；b. 构件原静止，仍保持静止。,结论：转动副自锁条件为： h ，即表现为驱动合力与摩擦圆相割或相切。,四、机械自锁的效率表示,当机械出现自锁时，无论驱动力多大都不能超过由它所产生的摩擦阻力，即驱动力所做的功总小于或等于由它所产生的摩擦阻力所做的功，即 0结论：用它可以判断机械是否发生自锁和分析自锁产生的条件，但此时已经没有通常效率的意义。,P = Q tg (a + j) 理想驱动力为： P0 = Q tg a即斜面的机械效率为 = P0 / P = Q tg a / Q tg (a +j) 令 0，有(a + j) 90 即自锁条件为： a 90- j,例1、分析斜面自锁条件1
6、. 等速上升,Q = P/ tg (a -j)理想驱动力为： Q 0= P /tg a 即斜面的机械效率为 = Q / Q0 = Q tg (a -j)/Q tg a 令： 0，有：(a -j) 0即自锁条件为： a j,2. 等速下降,例2：图示为一斜面压榨机。求在去掉水平力P后的机构自锁条件。,解：分析相对运动情况，标出运动上总反里之方向线。,对受力体2和3，分别列出平衡方程式为： Q + R42 +R32 = 0 P + R43 + R23 = 0,Q + R42 +R32 = 0 P + R43 + R23 = 0,自锁条件,有: Q = R32 *sin(a-2j) /cosjP = R23 *cos(a-2j) /cosj即： P = Q tg(a-2j)令P 0因而：tg(a-2j) 0所以： a2j,机械自锁的判别方式：,1. 直接判定,移动副 转动副 h ,2机械效率恒小于或等于0时 0 3. 生产阻力Q小于或等于0时 Q 0,本章结束,
