第11章能量分析

1、单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1第十一章：机器的机械效率第十一章：机器的机械效率本章内容：本章内容：1、研究机器的运动和功能关系和衡量机器对能量对、研究机器的运动和功能关系和衡量机器对能量对有效利用程度的方法。有效利用程度的方法。2、从效率的角度来研究机器的运动可行性、自锁等、从效率的角度来研究机器

2、的运动可行性、自锁等问题。问题。重点：重点：效率的计算方法及效率与运动可行性的关系。效率的计算方法及效率与运动可行性的关系。单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级2单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级211-111-1：机器的运动和功能关系：机器的运动和功能关系一：机器功能关系一：机器功能关系任一时间间隔：任一时间间隔：Wd-Wr - WfWG

3、=E-E0Wd驱动力所作的功驱动力所作的功Wr 有效阻力所作的功有效阻力所作的功Wf 有害阻力所作的功有害阻力所作的功WG 重力所作的功重力所作的功E 时间间隔结束时机器的动能时间间隔结束时机器的动能E0 时间间隔开始时机器的动能时间间隔开始时机器的动能单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级3二：运动过程的

4、阶段及特点二：运动过程的阶段及特点 机器从开始运动到停止运动所经的时间间隔称为机器机器从开始运动到停止运动所经的时间间隔称为机器的全时期。一般而论，机器运动的全时期由启动，稳定的全时期。一般而论，机器运动的全时期由启动，稳定运动和停车三个阶段组成。运动和停车三个阶段组成。t启动稳定运动停车TPTPnTP m1：启动时期特点：启动时期特点2：稳定时期特点：稳定时期特点 A）变速稳定运动）变速稳定运动 B）匀速稳定运动）匀速稳定运动3：停车时期特点：停车时期特点单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级4单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第

5、二级 第三级 第四级 第五级4单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级4单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级411-211-2：机器的机械效率和自锁：机器的机械效率和自锁一：机器的机械效率一：机器的机械效率 在变速稳定运动的一个运动循环中，或匀速在变速稳定运动的一个运动循环中，或匀速稳定运动的任意时间间隔内，输入功等于输出功稳定运动的任意时间间隔内，输入功等于输出功与损失功之和，即：与损失功之和，即：Wd=Wr+Wf定义：定义：= Wr / Wd =(Wd-Wf)/ Wd =1- Wf / Wd 令式中：令式中

6、：= Wf / Wd 称为机器的机械效率，称为机器的机械效率， 称为损失系数。也可以称为损失系数。也可以用功率来表示：用功率来表示： = Pr / Pd =(Pd-Pf)/ Pd =1- 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级5机械效率：机械效率：=Pr/Pd =(QVQ)/(FVF)定义理想阻力定义理想阻

7、力Q0： (Q0VQ)/(FVF)=1（效率为（效率为1）定义理想驱力定义理想驱力F0： (QVQ)/(F0VF)=1 （效率为（效率为1）效率也可以写成：效率也可以写成：=F0 /F，或者：，或者： =Q /Q0若是力矩：若是力矩： =Md0/Md =Mr/Mr0匀速运动起重装置匀速运动起重装置，F为为驱动力，驱动力，Q为实际产生阻为实际产生阻力；力；VF和和 VQ分别为分别为F和和Q的作用点沿力的作用线方的作用点沿力的作用线方向的速度。向的速度。QVQFVF单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级6单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式

8、 第二级 第三级 第四级 第五级6单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级6单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级6复杂机器的效率：复杂机器的效率： 1）串联：）串联：=1 23K 2) 并联：并联：= (1 W1+ 2W2 +3W3 + +K WK )/(W1+ W2+W3+ WK) 3) 混联：理清关系，按照上面办法计算。混联：理清关系，按照上面办法计算。123KWdWr123KWdW1W2W3WkWr单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7单击此处编辑母版标题样式

9、 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级7二：机器的自锁二：机器的自锁1：机器的正行程和反行程：机器的正行程和反行程正行程：驱动力作用在原动件，运动自原动件传向从动件，正行程：驱动力作用在原动件，运动自原动件传向从动件， 可定义正行程效率可定义正行程效率反行程：驱动力作用到从动件，运动自从动件传向原动件，反行程：驱动力作用到从动件，运动自从动件传向原动件， 可定义反行程效率可定义反行程效率 2：机器自锁的条件：机器

10、自锁的条件机器的自锁条件为：机器的自锁条件为：01）0；0正反行程机器都能运动。正反行程机器都能运动。2）0；0正行程机器能运动，反行程机器自锁。该机构正行程机器能运动，反行程机器自锁。该机构称为自锁机构。称为自锁机构。单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级8单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级8单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级8单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级811-311-3：瞬时效率计算及自锁分析：瞬时效

11、率计算及自锁分析一：斜面传动一：斜面传动 滑块滑块A，置于参升角为，置于参升角为的斜面上，摩擦角为的斜面上，摩擦角为，加于滑，加于滑块块A上的铅垂力为上的铅垂力为Q，研究等速上升和下降水平力，研究等速上升和下降水平力F的大小的大小及效率和自锁。及效率和自锁。1：等速上升：等速上升主动力主动力FF=Qtg(+)若没有摩擦，那么：设主若没有摩擦，那么：设主动力动力F0 =Qtg效率效率= tg/ tg（ +）自锁条件：自锁条件：/2FRQ+vFQR单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级9单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级

12、第四级 第五级9单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级9单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级92：等速下降：等速下降此时，此时，Q便为主动力，便为主动力，F为阻力。为阻力。F=Qtg（-）若没有摩擦，设阻力为若没有摩擦，设阻力为F0，则：，则：F0=Qtg效率效率= tg（ -） / tg自锁条件：自锁条件：vFQRQFR单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级10单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级10单击此处编辑母版标

13、题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级10单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级101）：方螺纹）：方螺纹 螺旋升角螺旋升角:=arctg(S/(2 RO) 摩摩 擦擦 角角:=arctg(f) 拧紧螺母时拧紧螺母时 : 驱驱 动动 力力:F=Qtg(+) 主动力矩主动力矩:M=FQ RO tg( +) 效效 率率:= tg/ tg( +)二二：螺旋和蜗杆传动：螺旋和蜗杆传动 1：螺旋传动：螺旋传动 设螺杆与螺母之间设螺杆与螺母之间的压力作用在平均半径的压力作用在平均半径RO的螺旋的螺旋线上，同时忽略各个圆柱面上的线上，同时忽略

14、各个圆柱面上的螺旋升角的差异，则展开后得一螺旋升角的差异，则展开后得一连续的斜面。连续的斜面。 拧松螺母时拧松螺母时 : 驱驱 动动 力力:F=Qtg() 主动力矩主动力矩:M=Q RO tg( ) 效效 率率:= tg( )/ tg 自锁条件：自锁条件： 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级11单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级11单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级11单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级112

15、）三角形螺纹）三角形螺纹 三角螺纹与方螺纹比较，三角螺纹与方螺纹比较，其不同点仅是后者相当于平滑其不同点仅是后者相当于平滑块与斜平面的作用，而前者相块与斜平面的作用，而前者相当于楔形滑块与斜楔形槽面的当于楔形滑块与斜楔形槽面的作用。因此，参照第九章楔形作用。因此，参照第九章楔形滑块摩擦的特点，只须用当量滑块摩擦的特点，只须用当量摩擦角摩擦角代替代替，可以得到各个，可以得到各个对应公式。对应公式。f=f /sin=f/sin（90-） =f /cos =arctg f单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级12单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文

16、本样式 第二级 第三级 第四级 第五级12单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级12单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级123、蜗杆传动、蜗杆传动 蜗杆传动的原理和螺旋传动非常相近，计算公式与螺旋蜗杆传动的原理和螺旋传动非常相近，计算公式与螺旋传动相同。请注意，蜗杆为主动件为正行程，反之为反行程，传动相同。请注意，蜗杆为主动件为正行程，反之为反行程，一般要求蜗杆传动反行程具有自锁性。反行程具有自锁性的一般要求蜗杆传动反行程具有自锁性。反行程具有自锁性的蜗杆传动，效率小于蜗杆传动，效率小于50。单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级13单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级13单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级13单击以编辑母版标题样式 单击以编辑母版文本样式 第二级