文档介绍：第五章机械的效率和自锁
基本要求:
建立正确、全面的机械效率的概念;
掌握简单机械的效率和自锁条件的求解方法。
重点:机械的效率;自锁现象及自锁条件。
难点: 机械效率的概念及机械的自锁和自锁条件。
§5-1 机械的效率
一、机械中的功:
驱动功(输入功) Wd ——作用在机械上的驱动力所作的功
有效功(输出功)Wr ——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
机械稳定运转时, 在一个循环中有:
二、机械的效率:
输出功和输入功的比值。反映了输入功在机械中有效利用的程度。
机械效率η:
损失系数
或:
机械效率的表达形式
功率表达形式:
当
时(恒功率输入):
当
时(恒功率输出):
力(矩)表达形式:
当
时:
当
时:
例如斜面机构,其机械效率可如下求出。
根据力的平衡条件
1)正行程
V12
1
2
F
FN21
Ff21

FR21


G
F
FR21
+
G
2)反行程
V12
1
2
F'
FN21
Ff21

FR21


G
F'
FR21
-
G
对于计算单个机构的效率,通常用力或力矩形式的计算公式计算较为方便。
对于由常用机构和运动副组成的机械系统,因常用机构的效率通过实验积累的资料可以预先估定,其系统的总的机械效率则可计算求出。
三、机组的效率:
1、串联机组
设机组的输入功率为Nd,各机器的效率为η1、η2…ηk, Nk为机组的输出功率。于是机组的机械效率为
1
2
k
Nd
N1
N2
Nk-1
Nk
η1
η2
ηk
即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。
2、并联机组
1
2
k
Nd
N1
N2
Nk
Nk
η1
η2
ηk
N2
N1
总输出功率为
ΣNr = N1´+N2´+……+ Nk´= N1η1+ N2η2+……+Nkηk
总输入功率为
ΣNd = N1+N2+……+N k
注意!
η< min{η1,η2,ηk}
所以总效率为
设
为分流系数
注意!
min {ηj } <η< max {ηj }
并联机组的总效率不仅与各机器的效率有关,而且也与各机器所传递的功率有关。
3、混联机组
兼有并联和混联的机组。
例:
解:
如图所示为一输送辊道的传动简图。; (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
§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。
:
三、发生自锁的条件
V12
Ffmax
FN
FR

F
Fn
Ft
β
Ffmax=FN tgφ=Fntgφ
当β≤φ时, 可知
自锁
此时:
1) 移动副: