《机械设计基础》课件-机械的效率

机械的效率机械设计基础机械的效率1.机械效率的概念及意义（1）机械效率机械的输出功(Wr)与输入功(Wd)的比值，以η表示。机械损失系数或损失率机械的损失功(Wf)与输入功(Wd)的比值，以ξ表示。η＝Wr/Wd＝1－ξ＝1－Wf/Wd机械的效率1.机械效率的概念及意义（2）机械效率的意义机械效率反映了输入功在机械中的有效利用的程度。它是机械中的一个主要性能指标。因摩擦损失是不可避免的，故必有ξ>0和η<1。降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之一。机械的效率2.机械效率的确定（1）机械效率的计算确定1）以功表示的计算公式η＝Wr/Wd＝1－Wf/Wd2）以功率表示的计算公式η＝Pr/Pd＝1－Pf/Pd3）以力或力矩表示的计算公式η＝F0/F＝M0/M即η＝理想驱动力实际驱动力理想驱动力矩实际驱动力矩＝实际机械装置

η理论机械装置

η00vGvFFη=Pr/Pd=GvG/FvFη0=GvG/F0vF=1机械的效率例5-1

斜面机构已知：正行程F＝Gtan(α＋φ)反行程F′＝Gtan(α－φ)现求：η及η′解因其正行程实际驱动力为F＝Gtan(α＋φ)，理想驱动力为F0＝Gtanα，故η＝F0/F＝tanα/tan(α＋φ)η＝F0/F＝tanα/tan(α－φ)′′对吗？错误！因其反行程实际驱动力为G＝F′/tan(α－φ)，理想驱动力为G0＝F′/tanα，故η′＝G0/G＝tan(α－φ)/tanα机械的效率例5-2

螺旋机构已知：拧紧时M＝Gd2tan(α＋φv)/2放松时

M′＝Gd2tan(α－φv)/2现求：η及η′解采用上述类似的方法，可得拧紧时

η＝M0/M

＝tanα/tan(α＋φv)放松时

η′＝G0/G＝tan(α－φv)/tanα

机械的效率3.机组的机械效率计算机组

由若干个机器组成的机械系统。

当已知机组各台机器的机械效率时，则该机械的总效率可由计算求得。机械的效率3.机组的机械效率计算（1）串联1k2η1η2ηkPdPrP1P2P1P2Pk-1Pk-1Pk=Pr串联机组功率传动的特点是前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率。串联机组的总机械效率为PrPdη＝P1P2PdP1…PkPk-1＝＝η1η2…ηk

即串联机组总效率等于组成该机组的各个机器效率的连乘积。结论

只要串联机组中任一机器的效率很低，就会使整个机组的效率极低；且串联机器数目越多，机械效率也越低。机械的效率（2）并联并联机组的特点是机组的输入功率为各机器的输入功率之和，而输出功率为各机器的输出功率之和。η＝∑Pri∑PdiP1η1+P2η2+…+PkηkP1+P2+…+Pk＝12kη1η2ηkP1η1P2η2PkηkP1P2PkPd结论

要提高并联机组的效率，应着重提高传动功率大的路线的效率。即并联机组的总效率与各机器的效率及其传动的功率的大小有关，且ηmin<η<ηmax；机组的总效率主要取决于传动功率大的机器的效率。机械的效率（3）混联混联机组的机械效率计算步骤为将输入功至输出功的路线弄清楚；分别计算出总的输入功率∑Pd和总的输出功率∑Pr；按右式计算其总机械效率。η＝∑Pr/∑Pd机械的效率机械效率时衡量机械产品或系统性能优劣的重要指标。提高机械的效率，需要考虑减小机械的损失，机械的损失主要有克服机构构件自身重力、摩擦以及介质阻力引起的消耗损失。主要措施有：选择合适的运动副形式。尽量选择转动副，必要时采用移动副。此外，低副承载高，高副承载低，但是在低速轻载场合，选用高副可以减少构件数，提高机械效率。尽量简化机械传动系统。满足要求的情况下，系统越简单，构件运动副越少，机械损失越小，效率也会越高，生产成本和维护成本也都更低，可靠性也越高。机械的效率机械效率时衡量机械产品或系统性能优劣的重要指标。提高机械的效率，需要考虑减小机械的损失，机械的损失主要有克服机构构件自身重力、摩擦以及介质阻力引起的消耗损失。主要措施有：尽量减小运动副中的摩擦，可以采用润滑、滚动代替滑动、以及空气轴承、磁悬浮等先进技术减