5第五章机械效率和自锁.ppt
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§5-1 机械的效率
或
一、各种功及其相互关系
驱动功Wd (输入功):作用在机械上的驱动力所作的功。
有益功Wr (输出功):克服生产阻力所作的功。
损耗功 Wf:克服有害阻力所作的功
Wd=Wr +Wf
二、机械效率h
机械效率是输出功和输入功的比值,它可以反映输入功在机械中有效利用的程度。
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将式 Wd=Wr +Wf 两边都除以 t
Nd、Nr 、Nf 分别为输入功率、输出功率和损耗功率。
二、机械效率(续)
Nd=Nr +Nf
或:
三、提高机械效率的方法
1、尽量简化机械传动系统,使传递通过的运动副数目越少越好;
2、减少运动副中的摩擦。
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理想驱动力P0 :理想机械中,克服同样的生产阻力Q,所需的驱动力。
四、机械效率的计算
1. 一般公式:
理想机械:不存在摩擦的机械。
理想机械的效率 h0等于1,即:
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机械效率的统一形式:
四、机械效率的计算(续)
理想生产阻力Q 0 :理想机械中,同样的驱动力P所能克服生产阻力。
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不考虑摩擦(=0):
四、机械效率的计算(续)
2. 螺旋机构的效率计算实例
1)当螺母逆着载荷Q向上运动时:
考虑摩擦:
不考虑摩擦时:
2)当螺母在载荷 Q 的作用下向下运动时:载荷Q为驱动力
考虑摩擦时:
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该机组的机械效率为:
串联机组的总效率等于组成该机组的各个机器的效率的连乘积。
四、机械效率的计算(续)
3. 机组效率的计算
1)串联
串联的级数越多,系统的总效率越低。
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总输出功率为:
总效率为:
四、机械效率的计算(续)
2)并联
总输入功率为:
Nd = N1+ N2+ …+ Nk
Nr = N1’+ N2 ’ + …+ N k’ = N1 h1 + N2 h2 + …+ Nk hk
N1= N2= …= Nk时
h1= h2= …= hk时
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则机组的总效率为:
四、机械效率的计算(续)
设机组串联部分的效率为h’ , 并联部分的效率为h’ ’
3)混联
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例1:
解:
如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95;一对圆锥齿轮传动的效率为0.92 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。
此传动装置为一混联系统
圆柱齿轮1、2、3、4为串联
圆锥齿轮5-6、7-8、9-10、11-12为并联。
此传动装置的总效率
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§5-2 机械的自锁
一、机械的自锁
由于摩擦力的存在,无论驱动如何增大也无法使机械运动的现象。
二、自锁现象的意义
1)设计机械时,为了使机械实现预期的运动,必须避免机械在所需的运动方向发生自锁;
2)一些机械的工作需要其具有自锁特性。
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垂直分力Pn:所能引的最大摩擦力
三、发生自锁的条件
1. 滑块实例
滑块1与平台2 组成移动副。 P为作用于滑块1上驱动力 ,b 为力P与滑块1和平台2接触面的法线nn之间的夹角,为摩擦角。
力P分解为水平分力Pt和垂直分力Pn,
有效分力Pt:推动滑块1 运动的分力。
当 bj 时,
-----------自锁现象
滑块1不会发生运动
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三、发生自锁的条件(续)
2. 转动副实例
力P为作用在轴颈上的单一外载荷。
当力 P 的作用线在摩擦圆之内(ar)时力 P 对轴颈中心的力矩
力P本身所能引起的最大摩擦力矩
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