第五章機(jī)械的效率和自鎖6頁

1、易讀文庫第五章 機(jī)械的效率和自鎖5-1 機(jī)械的效率正常運轉(zhuǎn)時：輸入功 = 輸出功 + 損失功即：（51）一機(jī)械效率的一般表達(dá)形式機(jī)械在一個運動循環(huán)內(nèi)，輸出功和輸入功的比值稱為機(jī)械效率，反映了輸入功在機(jī)械中有效利用的程度，通常以表示：（52）式（51）、（52）除以做功的時間，則得（52）式中Nd、Nr和Nf分別為輸入功率、輸出功率和損耗功率。因wf（或Nf）0，由上式可知，且wf（或Nf）越大，越低。為了使機(jī)械具有較高的機(jī)械效率，應(yīng)盡量減少機(jī)械中的損耗功，而機(jī)械中的損耗主要是摩擦損耗，因此在設(shè)計機(jī)械時應(yīng)盡量簡化機(jī)械傳動系統(tǒng)，減少運動副的數(shù)目和設(shè)法減少運動副中的摩擦機(jī)械損失系數(shù)（損失率）（53）

2、二機(jī)械效率以力或力矩的形式表達(dá)機(jī)械效率還可以用力或力矩的比值形式來表達(dá)。圖5-1所示為一機(jī)械傳動示意圖，設(shè)F為實際驅(qū)動力，G為相應(yīng)的實際生產(chǎn)阻力；vF和vG分別為F和G的作用點沿該力作用線方向的速度，根據(jù)式（52）可得（a）如設(shè)該機(jī)械系統(tǒng)不存在摩擦力（稱為理想機(jī)械），因而Nf=0，其效率0必等于1。對于理想機(jī)械，為了克服同樣生產(chǎn)阻力G所需的驅(qū)動力稱為理想驅(qū)動力F0，它必定小于實際驅(qū)動力F。由理想機(jī)械的定義可得（b）將式（b）代入式（a）得（c）此式說明，機(jī)械效率也等于在克服同樣生產(chǎn)阻力G的情況下，理想驅(qū)動力F0與實際驅(qū)動力F的比值。同理，如設(shè)M和M0各為實際的和理想的驅(qū)動力矩，可得：（d）所以

3、：（54）舉例：斜面機(jī)構(gòu)正行程：反行程：（此時G為驅(qū)動力）螺旋機(jī)構(gòu)同理：擰緊時：擰松時：機(jī)械效率的確定計算方法實驗方法常用機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率見表5-1三、機(jī)器機(jī)組效率的確定串聯(lián)（只要其中任一個環(huán)節(jié)的效率很低，整個機(jī)組的效率就很低）如圖5-2所示并聯(lián)輸入總功率：輸出總功率：此式表明：并聯(lián)機(jī)組的總效率不僅與各機(jī)器的效率有關(guān)，還與各機(jī)器傳遞功率的大小有關(guān)。混聯(lián)計算方法：l l 先弄清輸入功至輸出功的路線l l 分別計算各支路效率l l 按串聯(lián)、并聯(lián)混合計算總效率5-2 機(jī)械自鎖1機(jī)械自鎖的概念：2研究自鎖的意義：為使機(jī)械實現(xiàn)預(yù)期運動，應(yīng)避免自鎖有些機(jī)械利用自鎖3利用自鎖的例子：手搖螺旋千斤頂機(jī)床工作臺升

4、降、進(jìn)給機(jī)構(gòu)4自鎖條件：移動副-作用力作用在摩擦角內(nèi)，即：F-驅(qū)動力，F(xiàn)t-有效分力摩擦力：當(dāng)，總有即：當(dāng)，不管F如何增大，F(xiàn)t 總小于Ffmax轉(zhuǎn)動副- 驅(qū)動力F作用在摩擦圓之內(nèi)，即：F-外載荷，當(dāng)F作用線在摩擦圓之內(nèi)（即a），因F對軸頸中心的力矩始終小于它本身所產(chǎn)生的最大摩擦力矩，則產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象。無論驅(qū)動力多大，生產(chǎn)阻力小于零。如斜面下滑，F(xiàn)=Gtg(-) 此時，G為驅(qū)動力，F(xiàn)為生產(chǎn)阻力可知應(yīng)：從機(jī)械效率角度考慮，舉例：1）、螺旋千斤頂-頂起重物時，在重物作用下，應(yīng)具自鎖性。重物作用下的阻抗力矩令：（此時G為驅(qū)動力），則：（也可從效率角度推得）2）、斜面壓榨機(jī)-如圖5-8在楔塊2上施加外力

5、F 將物體4壓緊，去掉F后，在壓緊力G作用下楔塊2不會自動松退，確定其自鎖條件。為確定此壓榨機(jī)在力G作用下的自鎖條件，可先求出G為驅(qū)動力時，該機(jī)械的阻抗力F。（設(shè)各摩擦面摩擦系數(shù)均為 f ）作出總反力F23，取2、3為分離體，列出力平衡方程：作力多邊形，利用正玄定律，得：則：令：-自鎖條件3）、偏心夾具-如圖5-9當(dāng)用力F壓下手柄，工件夾緊。撤去力F，夾具不自動松開，故要求夾具具有自鎖性。已知A為偏心盤幾何中心。D-偏心盤外徑，e-偏心距，-摩擦圓半徑，求自鎖條件。解：先確定總反力FR23的方位，分別過點O，A作FR23的平行線。如夾具反行程自鎖，總反力FR23應(yīng)穿過摩擦圓，則滿足如下條件：由直角三角形ABC和OAE 得：，則：上式即為偏心夾具的自鎖條件。4）、凸輪機(jī)構(gòu)推桿-如圖5-10 在力F作用下，凸輪機(jī)構(gòu)推桿上下運動，摩擦系數(shù)f ，為避免發(fā)生自鎖，試問導(dǎo)軌長度l應(yīng)滿足什么條件。（不計推桿自重）如圖，在力F推動下，推桿將發(fā)生傾斜。根據(jù)力在水平方向投影和為零：所有力對A點