第十章 機(jī)械效率

第十章機(jī)械效率第1頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§10-1機(jī)械效率的表達(dá)形式

定義：η——機(jī)器的機(jī)械效率。力驅(qū)動(dòng)力生產(chǎn)阻力有害阻力驅(qū)動(dòng)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(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期有：機(jī)械效率比值反映了輸入功在機(jī)械中有效利用的程度。一、機(jī)器的機(jī)械效率1、效率以功或功率的形式表達(dá)第2頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三將與分別除以作功的時(shí)間則得：因?yàn)椋譮或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(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)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(jī)械傳動(dòng)示意圖F-機(jī)器的驅(qū)動(dòng)力，Q-機(jī)器的工作阻力第3頁(yè)，共17頁(yè)，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(jī)器

F0——是理想機(jī)械中為克服相同的Q所需要的主動(dòng)力；

Q0——理想機(jī)械中同樣大小的主動(dòng)力F所能克服的工作阻力。

VQ—工作機(jī)的速度

VF—原動(dòng)機(jī)的速度第4頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三由單一機(jī)構(gòu)組成的機(jī)器，它的效率數(shù)據(jù)在一般設(shè)計(jì)手冊(cè)中可以查到，對(duì)于由若干機(jī)構(gòu)組成的復(fù)雜機(jī)器，全機(jī)的效率可由各個(gè)機(jī)構(gòu)的效率計(jì)算出來(lái)，具體的計(jì)算方法按聯(lián)接方式的不同分為三種情況。自己看書。

二、機(jī)器的自鎖

1、自鎖的條件：

若

（1）若機(jī)器原來(lái)就在運(yùn)動(dòng)，那它仍能運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)，∴機(jī)器不作任何有用的功，機(jī)器的這種運(yùn)動(dòng)稱空轉(zhuǎn)。

（實(shí)際機(jī)器運(yùn)動(dòng)副中總存在摩擦）第5頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）若機(jī)器原來(lái)就不動(dòng)，無(wú)論驅(qū)動(dòng)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(méi)有多余的功可以變成機(jī)器的功能，∴機(jī)器總不能運(yùn)動(dòng)，即發(fā)生自鎖

若

機(jī)器必定發(fā)生自鎖。

綜合兩種情況，機(jī)器自鎖條件：

有條件的自鎖

2、機(jī)器的運(yùn)動(dòng)行程

正行程：

驅(qū)動(dòng)力作用在原動(dòng)件時(shí)，運(yùn)動(dòng)從原動(dòng)件向從動(dòng)件傳遞過(guò)程

反行程:

將正行程的生產(chǎn)阻力作為驅(qū)動(dòng)力，運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件→原動(dòng)件

第6頁(yè)，共17頁(yè)，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(shí)機(jī)器都能運(yùn)動(dòng)

②

反行程發(fā)生自鎖

自鎖機(jī)構(gòu)：凡使機(jī)器反行程自鎖的機(jī)構(gòu)

第7頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§10-3機(jī)械效率計(jì)算及自鎖分析示例

一、斜面?zhèn)鲃?dòng)

已知：f,Q(包括重力)

求：A等速上升與等速下降時(shí)，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(dòng)力，Q為生產(chǎn)阻力

考慮A的平衡：

第8頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三若A、B無(wú)摩擦

理想驅(qū)動(dòng)力

上升

2、滑塊下降

Q為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)’為生產(chǎn)阻力

若A、B無(wú)摩擦

理想生產(chǎn)阻力

第9頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三下滑

斜面機(jī)構(gòu)在應(yīng)用時(shí)，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(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、螺旋傳動(dòng)的效率

研究螺旋傳動(dòng)時(shí)，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(kāi)后，得連續(xù)斜面

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

螺旋傳動(dòng)相當(dāng)于滑塊上升

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

第12頁(yè)，共17頁(yè)，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(yè)，共17頁(yè)，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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的螺旋

第14頁(yè)，共17頁(yè)，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(diǎn)看，機(jī)器自鎖的條件是什么？2、

機(jī)構(gòu)具有自鎖性能是指什么？試舉出二個(gè)具有自鎖性能的機(jī)構(gòu)實(shí)例。3、

機(jī)器運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般要經(jīng)過(guò)哪三個(gè)時(shí)期？各個(gè)時(shí)期的特征是什么？第15頁(yè)，共17頁(yè)，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(dòng)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(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、在圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)中，滑塊1在驅(qū)動(dòng)力P作用下等速運(yùn)動(dòng)。設(shè)已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副中軸頸半徑r=10mm，當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1，移