第十章 機械效率

第十章機械效率第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三§10-1機械效率的表達形式

定義：η——機器的機械效率。力驅(qū)動力生產(chǎn)阻力有害阻力驅(qū)動功（輸入功）Ｗｄ克服生產(chǎn)阻力之功Ｗr克服有害阻力所作功損耗功Ｗf機械在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時期有：機械效率比值反映了輸入功在機械中有效利用的程度。一、機器的機械效率1、效率以功或功率的形式表達第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三將與分別除以作功的時間則得：因為Ｗf或Pf不可能為零所以，η﹤１，為提高效率，應(yīng)盡量減小摩擦和損耗。在一般情況下，機構(gòu)中的驅(qū)動力和阻力為常數(shù)，有必要研究效率能否用力（力矩）表示。

圖示為一機械傳動示意圖F-機器的驅(qū)動力，Q-機器的工作阻力第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三若該裝置內(nèi)不存在有害阻力為理想機器

F0——是理想機械中為克服相同的Q所需要的主動力；

Q0——理想機械中同樣大小的主動力F所能克服的工作阻力。

VQ—工作機的速度

VF—原動機的速度第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三由單一機構(gòu)組成的機器，它的效率數(shù)據(jù)在一般設(shè)計手冊中可以查到，對于由若干機構(gòu)組成的復(fù)雜機器，全機的效率可由各個機構(gòu)的效率計算出來，具體的計算方法按聯(lián)接方式的不同分為三種情況。自己看書。

二、機器的自鎖

1、自鎖的條件：

若

（1）若機器原來就在運動，那它仍能運動，但此時，∴機器不作任何有用的功，機器的這種運動稱空轉(zhuǎn)。

（實際機器運動副中總存在摩擦）第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三（2）若機器原來就不動，無論驅(qū)動力為多大，它所作的功（輸入功）總是剛好等于摩擦阻力所作的功，沒有多余的功可以變成機器的功能，∴機器總不能運動，即發(fā)生自鎖

若

機器必定發(fā)生自鎖。

綜合兩種情況，機器自鎖條件：

有條件的自鎖

2、機器的運動行程

正行程：

驅(qū)動力作用在原動件時，運動從原動件向從動件傳遞過程

反行程:

將正行程的生產(chǎn)阻力作為驅(qū)動力，運動從動件→原動件

第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三3、正行程η≠反行程η’

①

表示正、反行程時機器都能運動

②

反行程發(fā)生自鎖

自鎖機構(gòu)：凡使機器反行程自鎖的機構(gòu)

第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三§10-3機械效率計算及自鎖分析示例

一、斜面?zhèn)鲃?/p>

已知：f,Q(包括重力)

求：A等速上升與等速下降時，水平力F的大小，該斜面的效率及其自鎖條件解：1、滑塊上升

F為驅(qū)動力，Q為生產(chǎn)阻力

考慮A的平衡：

第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三若A、B無摩擦

理想驅(qū)動力

上升

2、滑塊下降

Q為驅(qū)動力，F(xiàn)’為生產(chǎn)阻力

若A、B無摩擦

理想生產(chǎn)阻力

第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三下滑

斜面機構(gòu)在應(yīng)用時，一般上升——正行程，下降——反行程

討論：η和η’當(dāng)ψ一定，η，η’是λ的函數(shù)，且η≠η’正行程：

自鎖

反行程：自鎖

第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三二、螺旋傳動的效率

研究螺旋傳動時，假定螺桿螺母之間的正壓力是作用在平均半徑為r0的螺旋線上。如果忽略各圓柱面上螺旋線升角的差異，當(dāng)將螺旋的螺紋展開后，得連續(xù)斜面

1.方螺紋第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三螺母A沿軸線移動方向與Q相反（擰緊螺母）

螺旋傳動相當(dāng)于滑塊上升

相反：當(dāng)螺母A沿軸線移動方向與Q相同時（擰松螺母），螺旋傳動相當(dāng)于滑塊下降

第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三2、三角螺紋

相當(dāng)于楔形滑塊與楔形槽的作用。

Ψ△代替ψ第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三γ——三角螺紋的半頂角

三角螺紋摩擦大，效率低，應(yīng)用于聯(lián)接的螺旋

方螺紋應(yīng)用于傳遞運動和動力的螺旋

第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三復(fù)習(xí)思考題1、

謂自鎖？從效率的觀點看，機器自鎖的條件是什么？2、

機構(gòu)具有自鎖性能是指什么？試舉出二個具有自鎖性能的機構(gòu)實例。3、

機器運動時，一般要經(jīng)過哪三個時期？各個時期的特征是什么？第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三習(xí)題1、在圖示鉆模夾具中，已知阻力Q，各滑動面間的摩擦系數(shù)均為f，楔形塊傾斜角為δ。試求正、反行程中的P和P’，以及此夾具的適用條件（即求δ在什么范圍內(nèi)正行程不自鎖而反行程卻能自鎖的條件）。

第16頁，共17頁，2023年，2月20日，星期三2、在圖示雙滑塊機構(gòu)中，滑塊1在驅(qū)動力P作用下等速運動。設(shè)已知各轉(zhuǎn)動副中軸頸半徑r=10mm，當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1，移