机械原理-第5章.ppt

1、,第5章机械的效率和自锁,机械工程学院 王永兴,第五章 机械的效率和自锁,基本要求： 建立正确、全面的机械效率的概念； 掌握简单机械的效率和自锁条件的求解方法。 重 点：机械的效率；自锁现象及自锁条件。 难 点: 机械效率的概念及机械的自锁和自锁条件。,5-1机械的效率,一、机械中的功：,驱动功(输入功) Wd 作用在机械上的驱动力所作的功 有效功(输出功）Wr 克服生产阻力所作的功 损耗功Wf 克服有害阻力所作的功。,二、机械的效率：,输出功和输入功的比值。反映了输入功在机械中有效利用的程度。,机械效率 ：,或：,注意,电机额度功率,机械效率的表达形式,功率表达形式：,力（矩）表达形式：,例

2、如斜面机构,其机械效率可如下求出。,根据力的平衡条件,对于计算单个机构的效率，通常用力或力矩形式的计算公式计算较为方便。 对于由常用机构和运动副组成的机械系统，因常用机构的效率通过实验积累的资料可以预先估定，其系统的总的机械效率则可计算求出。,三、机组的效率：,1、串联机组,设机组的输入功率为Nd,各机器的效率为1、2k， Nk为机组的输出功率。于是机组的机械效率为,即串联机组的总效率等于组成该机组的各个机器的效率的连乘积。,2、并联机组,总输出功率为,Nr = N1+N2+ Nk= N11+ N22+Nkk,总输入功率为,Nd = N1+N2+N k,所以总效率为,并联机组的总效率不仅与各机

3、器的效率有关，而且也与各机器所传递的功率有关。,3、混联机组,兼有并联和混联的机组。,例:,解:,如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95；一对圆锥齿轮传动的效率为0.92 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。,此传动装置为一混联系统,圆柱齿轮1、2、3、4为串联,圆锥齿轮5-6、7-8、9-10、11-12为并联。,此传动装置的总效率,5-2机械的自锁,一、机械的自锁,由于摩擦力的存在，无论驱动如何增大也无法使机械运动的现象。,二、自锁现象的意义,1）设计机械时，为了使机械实现预期的运动，必须避免机械在所需的运动方向发生自锁；,2）一些机械的工作需要其具

4、有自锁特性。,1.运动副的自锁：,三、发生自锁的条件,Ffmax=FN tg=Fntg,当时， 可知,自锁,此时：,1） 移动副：,Md= Fa,同样，亦产生了自锁。,2） 转动副：,FR= F,Mf = FR = F ,此时：,而如前述，轴承对轴颈的摩擦力矩为,2. 机械自锁的一般条件条件：,机械发生自锁时，无论驱动力多么大，都不能超过由它所产生的摩擦阻力。,当h = 0时，机械处于临界自锁状态； 当h 0时，其绝对值越大，表明自锁越可靠。,例 1 : 如图所示螺旋千斤顶 当机构反行程自锁时， 0，得,即该螺旋千斤顶的自锁条件为,v,例2：如图所示，为一斜面压榨机，求在G 作 用下的自锁条件

5、。,作力多边形，于是由正弦定律得：,F = FR32sin（ 2）/cos,G = FR23cos（ 2）/cos,又因R32 = R23，,令 F = G tg（2）0 即 tg（2）0,于是机构的自锁条件为, 2,2）分别取滑块2、3为分离体,列出力平衡方程式,解：1）作出各移动副的总反力。,G,F,FR23,FR32,FR13,FR12,FR13,G,F,FR12,FR23,FR32,F = G tg（2）,通过以上分析，判断机构是否自锁可采用以下方法：,1、分析驱动力是否作用于摩擦角（或摩擦圆）之内； 2、机械效率是否等于或小于零； 3、阻抗力是否等于或小于零； 4、驱动力是否等于或小于最大摩擦力。,要做到正确确定机械