第十章 机械效率

第十章机械效率第一页，共十七页，编辑于2023年，星期五§10-1机械效率的表达形式

定义：η——机器的机械效率。力驱动力生产阻力有害阻力驱动功（输入功）Ｗｄ克服生产阻力之功Ｗr克服有害阻力所作功损耗功Ｗf机械在稳定运转时期有：机械效率比值反映了输入功在机械中有效利用的程度。一、机器的机械效率1、效率以功或功率的形式表达第二页，共十七页，编辑于2023年，星期五将与分别除以作功的时间则得：因为Ｗf或Pf不可能为零所以，η﹤１，为提高效率，应尽量减小摩擦和损耗。在一般情况下，机构中的驱动力和阻力为常数，有必要研究效率能否用力（力矩）表示。

图示为一机械传动示意图F-机器的驱动力，Q-机器的工作阻力第三页，共十七页，编辑于2023年，星期五若该装置内不存在有害阻力为理想机器

F0——是理想机械中为克服相同的Q所需要的主动力；

Q0——理想机械中同样大小的主动力F所能克服的工作阻力。

VQ—工作机的速度

VF—原动机的速度第四页，共十七页，编辑于2023年，星期五由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接方式的不同分为三种情况。自己看书。

二、机器的自锁

1、自锁的条件：

若

（1）若机器原来就在运动，那它仍能运动，但此时，∴机器不作任何有用的功，机器的这种运动称空转。

（实际机器运动副中总存在摩擦）第五页，共十七页，编辑于2023年，星期五（2）若机器原来就不动，无论驱动力为多大，它所作的功（输入功）总是刚好等于摩擦阻力所作的功，没有多余的功可以变成机器的功能，∴机器总不能运动，即发生自锁

若

机器必定发生自锁。

综合两种情况，机器自锁条件：

有条件的自锁

2、机器的运动行程

正行程：

驱动力作用在原动件时，运动从原动件向从动件传递过程

反行程:

将正行程的生产阻力作为驱动力，运动从动件→原动件

第六页，共十七页，编辑于2023年，星期五3、正行程η≠反行程η’

①

表示正、反行程时机器都能运动

②

反行程发生自锁

自锁机构：凡使机器反行程自锁的机构

第七页，共十七页，编辑于2023年，星期五§10-3机械效率计算及自锁分析示例

一、斜面传动

已知：f,Q(包括重力)

求：A等速上升与等速下降时，水平力F的大小，该斜面的效率及其自锁条件解：1、滑块上升

F为驱动力，Q为生产阻力

考虑A的平衡：

第八页，共十七页，编辑于2023年，星期五若A、B无摩擦

理想驱动力

上升

2、滑块下降

Q为驱动力，F’为生产阻力

若A、B无摩擦

理想生产阻力

第九页，共十七页，编辑于2023年，星期五下滑

斜面机构在应用时，一般上升——正行程，下降——反行程

讨论：η和η’当ψ一定，η，η’是λ的函数，且η≠η’正行程：

自锁

反行程：自锁

第十页，共十七页，编辑于2023年，星期五二、螺旋传动的效率

研究螺旋传动时，假定螺杆螺母之间的正压力是作用在平均半径为r0的螺旋线上。如果忽略各圆柱面上螺旋线升角的差异，当将螺旋的螺纹展开后，得连续斜面

1.方螺纹第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期五螺母A沿轴线移动方向与Q相反（拧紧螺母）

螺旋传动相当于滑块上升

相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母），螺旋传动相当于滑块下降

第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期五2、三角螺纹

相当于楔形滑块与楔形槽的作用。

Ψ△代替ψ第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期五γ——三角螺纹的半顶角

三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋

方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋

第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期五复习思考题1、

谓自锁？从效率的观点看，机器自锁的条件是什么？2、

机构具有自锁性能是指什么？试举出二个具有自锁性能的机构实例。3、

机器运动时，一般要经过哪三个时期？各个时期的特征是什么？第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期五习题1、在图示钻模夹具中，已知阻力Q，各滑动面间的摩擦系数均为f，楔形块倾斜角为δ。试求正、反行程中的P和P’，以及此夹具的适用条件（即求δ在什么范围内正行程不自锁而反行程却能自锁的条件）。

第十六页，共十七页，编辑于2023年，星期五2、在图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动。设已知各转动副中轴颈半径r=10mm，当量摩擦系数fv=0.1，移