机械原理机械的受力分析效率与自锁

机械原理课件机械的受力分析效率与自锁第1页，共17页。优选机械原理课件机械的受力分析效率与自锁第2页，共17页。机械的效率与自锁

表2.2常用机械传动的效率名称效率(%)名称效率(%)渐开线圆柱齿轮97~99滑动轴承(一对)94~99渐开线直齿圆锥齿轮97~99滚动轴承(一对)98~99.5普通圆柱蜗杆70~90弹性联轴器99~99.5普通V带85~95齿式联轴器99窄V带85~95十字沟槽联轴器97~99普通平带80~95滚子链94~96《机械设计基础课程设计指导书》平面四杆机构80%-90%凸轮机构90%弹簧97%做试验机组的效率一般性结论第3页，共17页。机组的效率串联

1

2

k

Nd

N1

N2

Nk-1

…

Nr=Nk

PdPr前一机器的输出功率是后一机器的输入功率第4页，共17页。机组的效率并联

Nd

…

1

N1

2

N2

k

Nk

N’1

N’2

N’k

混联

1

2

Nd

N1

N2

N’2

N”2

”3

’4

N’3

N”4

N”3

N’r

’3

”5

”4

N”r

机组的输入功率为各机器输入功率之和机组的输出功率为各机器输出功率之和第5页，共17页。机组的效率

1=2=0.98,’3=’4=0.96,”3=”4=0.94,”5=0.42,N’r=5KW,N”r=0.2KW,求总效率

1

2

Nd

N1

N2

N’2

N”2

”3

’4

N’3

N”4

N”3

N’r

’3

”5

”4

N”r

解:两个串联支路N’d=N’r/(

1

2’3’4)=5.649K

N”d=N”r/(

1

2”3”4”5)

=0.561KW作业：5-6,5-7，5-8（a）,4-13两支路并联，总效率运动副的摩擦与自锁第6页，共17页。移动副中的摩擦与自锁R21—总反力取构件1分析，2给1的反力

R21N21F212V12PG1最大摩擦力P作用在构件1上的其他外力：引力G，推力P自锁摩擦角：最大摩擦力发生时总反力与法线方向所夹的锐角分清：运动副反力其他外力

大小是确定的，β没有限制第7页，共17页。自锁无论施加的外力F多么大，运动副都不能相对运动移动副中的摩擦与自锁

R212V121自锁条件

R212V12

R212V12FF自锁自锁(边界情况)不自锁

F

R21N21F21V12F

PG1槽面移动副外力体现驱动因素反力体现摩擦因素

大小是确定的，β没有限制第8页，共17页。移动副中的摩擦与自锁1234重力、惯性力、工作阻力R43

R23

F自锁条件？槽面摩擦第9页，共17页。槽面移动副的摩擦取构件1研究，2给1的反力F21,N21

槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力自锁条件12

GN21N21

F21V12PGF21

2N21sin

构件1上作用的其他外力：G,PR

v材料的摩擦系数求N21：当量摩擦系数合力F研究反力当量摩擦角凸轮尺寸其他形状的移动副（圆…….）用相同方法第10页，共17页。凸轮机构机架的尺寸0xF=å0yF=å0BM=å若分母=0,则自锁临界压力角[][]'aa推程许用压力角回程许用压力角临界压力角大则不易自锁减小b、增加l机架尺寸l、b研究从动件受力工作阻力驱动力转动副第11页，共17页。摩擦圆:以轴颈中心为圆心，为半径的圆。反映最大摩擦力转动副的摩擦（轴颈摩擦）QN静止运动总反力的方向与作用点Md

12O21QR21F21N21全反力

全反力作用点求：QR21QR21QR21

的方向？注意：这只是简化分析R21产生与Md反向的力矩第12页，共17页。转动副的摩擦Md

12QO12R21F21N212Q1R21F21N21

12Md1）R21与载荷Q大小相等，方向相反；2）R21的作用线必于摩擦圆；3）R21产生的摩擦力矩与

12转动方向相反。（与

21转动方向相同）平衡时

自锁R12与Q构成阻力偶转动副总反力的特征顺时针转动逆时针转动第13页，共17页。转动副的摩擦研究驱动力（力矩）Md

12QO12R21

12QO12R21

hh:其他外力的合力（体现驱动力因素）到转动中心的距离在Q相同条件下，不同的Md将得到不同的h力的平移第14页，共17页。转动副的摩擦R2121

12Q

hR2121

12Q

hR2121

12Q

h1）当h>

时，Md>Mf

驱动力矩大于阻力矩2）当h=

时，Md=Mf

保持平衡，原转动仍匀速转动；原静止仍静止3）当h<

时，Md<Mf

驱动力矩不足以克服阻力矩自锁条件：h

自锁条件偏心夹具其他外力的合力作用线与摩擦圆相切或相割第15页，共17页。转动副的摩擦例偏心夹具的自锁条件（忽略重力）

e

D

摩擦圆半径摩擦角设计参数：D