《2022年【专题一教案】螺旋副自锁条件及效率分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年【专题一教案】螺旋副自锁条件及效率分析（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习必备欢迎下载专题题目：螺旋副自锁条件及效率分析授课方式（请打）理论课讨论课实验课习题课其他课时安排2 教学大纲要求：机械效率；自锁现象教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学重点及难点：重点： 机械的机械效率、自锁现象及自锁条件难点； 螺旋副自锁、效率的概念及螺旋副的效率和自锁条件教学内容：专题内容一：运动副中的摩擦和机械效率我们知道，在一切直接接触并有相对运动或有相对运动趋势的量物体表面间，总存在着摩擦。摩擦对机械的影响具有双重性。带时运输机、带传动等摩擦离合器、制动器、：有用力：摩擦传动、做正功（利用驱动力）、凸轮机构中。卡死，如：齿轮、连杆降低效率、破坏润滑、素、（消耗动力
2、）有害力：磨损运动副元做负功（克服阻力）：机械运转时， 由于有摩擦的存在，总有一部分驱动力所作的功要消耗在克服摩擦等有害阻力上，这部分消耗是一种能量的损失。工程上利用效率这个术语来衡量机械对能量的有效利用程度。显然，摩擦越大，效率就越低。而效率低到一定程度时，机械就会出现自锁。因此，效率和自锁是与摩擦密切相关的两个问题。1、 移动副中的摩擦已知：平面移动副中滑块j在驱动力F 的作用下沿水平导路i以速度jiv做移动。受力分析： F、N、Ff（摩擦力）重力G 摩擦力大小根据滑动摩擦定律fNFf即tgfNFfarctgff材料、光滑度、润滑摩擦角摩擦力与正压力的合力称为全反力，方向：BAR与ABV成
3、90F 分解为tF和nF法线方向：coscosnnFFFF名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载沿导路方向：tansincossinnntFFFF由平衡条件：NFn时：滑块静止不动。当或静止（临界）时：滑块向右等速运动当一致）加速运动。和时：滑块沿导路向右（当ftfttftFFFFFFF自锁：当时，无论驱动力F 增加到多大（甚至无穷大）都不会使滑块运动的现象，称为自锁。自琐区：把以导路
4、法线为中线的角构成的区域，称为自锁区。（阴影区）结论： A.当时，若滑块不能被推动，唯一原因是驱动力不够大，不能克服工作阻力，而不是自锁。B.当时，无论驱动力多大，滑块不动，自锁。移动副的自锁条件：2、 移动副中的机械效率和自锁一、机械的效率1、定义机械运转时油阻力等）（摩擦力，空气阻力，克服有害阻力所作的工损耗工（耗散功）生产阻力所作的功输出功（有益功）驱动力所作的功车床为例）输入功（驱动功）（一:frdWWW稳定运转时：dW=frWW机械效率：输出功和输入功的比值，反映输入功有效利用的效率。2、机械效率的计算方法：（1）用功计算：dfdfddrWWWWWWW1（1）（2）用功率计算：功率
5、P: 单位时间内力所作的功把（ 1）式除以时间得：dfdrPPPP1（3） 用力和力矩来计算：A: 以驱动力和驱动力矩计算：已知：主动轮1 在驱动力F 作用下，以1逆时针转动，带动从动轮2，使载荷Q(工作阻力 ) 以速度Q运动。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载FQdrFQPP（a）现设想在机械中没有摩擦，而工作阻力仍为Q，则驱动力由F 变为 F0, 显然， FF0, 这时输入功率
6、和输出功率相等，即FQFQFQFQ0001 (b) 代入（ a）FFFFFQFFFQ00ddMM0用力矩表示实际驱动力矩理想驱动力矩实际驱动力理想驱动力（不必算W和 P）B: 以工作阻力或阻力矩计算：若设想在机械中没有摩擦，而驱动力F 不变，则工作阻由Q变为 Q0, 显然：0QQ0QQ10由(a) 式QFFQQFFQ0001代入 (b) 00QQQQFQQQFQ0QQ力矩表示理想工作阻力矩实际工作阻力矩理想工作阻力实际工作阻力（不必算 W 和 P）（4）用其他方法计算：实验法查手册法（一般常用机械都有）二、机械的自锁0fW1若dfWW，则0（1）若机器原来就在运动，那它仍能运动，但此时0rW，
7、机器不作任何有用的功，机器的这种运动称空转。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载（2）若机器原来就不动，无论驱动力为多大，它所作的功（输入功）总是刚好等于摩擦阻力所作的功，没有多余的功可以变成机器的功能，机器总不能运动，即发生自锁（0） 。若fdWW0，机器必定发生自锁。综合两种情况，机器自锁条件：0（0：有条件的自锁，一般是不可靠的。）二：螺旋副中的自锁和效率分析把螺纹展开以后就成
8、为一个斜面，所以先讨论斜面机构的效率和自锁。一、斜面机构的效率和自锁1、滑块沿斜面等速上升滑块 1 在驱动力F 作用下沿斜面等速上升，此时的行程称为正行程。F 为驱动力， Q 为生产阻力，滑块在力F、Q 和全反力 R21作用下平衡，由平衡条件可得021FRQ)(QtgF若 A、B 无摩擦，0，理想驱动力)(0QtgF上升：)(0tgtgFF2、滑块沿斜面等速下降：滑块沿斜面等速下降，此时的行程称为反行程。Q 为驱动力，F为生产阻力，滑块在力F、Q和全反力R21作用下平衡，由平衡条件可得021FRQ)(QtgF若 1、2 间无摩擦，0，理想生产阻力0FQtgF0下滑：tgtgFF)(0（斜面机构
9、在应用时，一般上升正行程，上般下降反行程）讨论：，。当一定，是的函数，且正行程：2,0,自锁。不自锁：2反行程：，0，自锁。一般正行程为工作行程，不要求自锁，而反行程要求自锁。二、螺旋机构的效率和自锁1、矩形螺纹把矩形螺纹沿中径d2展开即成为斜面，螺母相当于滑块。设螺纹的螺距为p，线数为n，则导程为 np，由图可得2dnptg螺母沿轴线移动方向与Q 相反时，（拧紧螺母）螺旋传动相当于滑块上升。)(QtgF)(tgtg)(2222tgdQdFM名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -
10、- - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载相反：当螺母A 沿轴线移动方向与Q 相同时（放松螺母） ，螺旋传动相当于滑块下降)(QtgFtgtg)()(2222tgdQdFM,02、三角螺纹：三角螺纹与矩形螺纹相比，正压力不同，所以摩擦力也不同。矩形螺纹相当于楔形滑块与楔形槽的作用。cos2QN，fQNfFfcos2为牙形半角，令cosffvvf称为三角形螺纹的当量摩擦系数，其当量摩擦角为v，则cosfftgvv螺母沿轴线移动方向与Q 相反时，（拧紧螺母）螺旋传动相当于滑块上升)(vtgtg，)(0vtgQrM相反：当螺母A 沿轴线移动方向与Q 相同时（放松螺母） ，螺旋传动相当于滑块下降tgtgv)(，)(0vtgQrM自锁条件：v, 0讨论：v，三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋，方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -
