機械原理考研講義四.

1、第五章機械的效率和自鎖效率是衡量機械性能優(yōu)劣的重要指標，而一部機械效率的高低在很大程度上取 決于機械中摩擦所引起的功率損耗。 研究機械中摩擦的主要目的在于尋找提高機 械效率的途徑。機械的自鎖問題及移動副自鎖條件的求解是本章的難點之一。5.1本章知識點串講【知識點1】機械效率及其計算定義:機械的輸出功與輸入功之比稱為機械效率,n = Wr / Wd性質(zhì)：n 時,驅(qū)動力P的作用線在摩擦角之外。Px F,即滑塊加速；(2當a =時,P與R共線。Px = F：a. 滑塊等速運動一一原本運動；b. 靜止不動原不動，具有運動趨勢。Px P寸，構(gòu)件加速回轉(zhuǎn)。（2當h = 時a.軸頸等速運動 原本運動;b.軸

2、頸靜止不動原不動，具有運動趨勢。（3 h Bpa.構(gòu)件原運動，將減速至靜止；b.構(gòu)件原靜止，仍保持靜止。故軸頸自鎖條件為：h 即表現(xiàn)為驅(qū)動合力與摩擦圓相割或相切。4斜面自鎖條件Q與平面摩擦相對應(yīng)，對于楔形面摩擦可以直接用f v代替f ,相應(yīng) 地可以用 v 代替如自鎖條件一一a v在談到自鎖時，一定要說明是對哪個力，在哪個方向上自鎖。自鎖條件可用以 下3種方法求得：(1對移動副，驅(qū)動力位于摩擦角之內(nèi)；對轉(zhuǎn)動副，驅(qū)動力位于摩擦圓之內(nèi)。(2令工作阻力小于零來求解。對于受力狀態(tài)或幾何關(guān)系較復(fù)雜的機構(gòu)，可先假 定該機構(gòu)不自鎖，用圖解解析法或解析法求出工作阻力與主動力的數(shù)學(xué)表達式，然后再令工作阻力小于零,

3、解此不等式，即可求出機構(gòu)的自鎖條件。(3利用機械效率計算式求解，即令n 0這種方法比方法(2復(fù)雜，當機構(gòu)由多 個子機構(gòu)組成時，若用整個機構(gòu)的機械效率求解時，可能會出現(xiàn) 負負得正”的問題， 而得出錯誤的結(jié)果。5.2本章重難點總結(jié)重難點知識點總結(jié)機械的自鎖問題及移動副自鎖條件的求解是本章的難點之一。本章重難點例題講解【例題1】從機械效率的觀點看，機構(gòu)發(fā)生自鎖是由于(2下降自鎖條件a 90(驅(qū)動力太小生產(chǎn)阻力太大效率小于零摩擦力太大解析:此題是我們武漢理工大學(xué)某年的真題，很簡單，相信很多同學(xué)都能做出來 但是有的同學(xué)萬一不會做怎么辦呢？對于這一題我們還可以用排除法來做.對于第 選項，它們說的都是力，但

4、是題目要求我們從效率的觀點看，所以很容易就可 以將它們排除將它們排除之后就只有一個選項了 ，也就是本題的正確答案?！纠}2在如圖所示的機構(gòu)中，已知n仁0.8, n 2=0.9, n試求總的效率n解析:該機構(gòu)是一個典型的串聯(lián)機構(gòu)，直接根據(jù)串聯(lián)機構(gòu)的效率計算方法來求。n = n 1* n 2* n 3=0.576【例題3】 在如圖所示的機構(gòu)中,已知n仁0.8, n 2=0.8, n 3=0.9,并且=019,d1=50w, N d2=60w, N d3=80w, N d4=80w,試求總的效率 n解析:該機構(gòu)是一個典型的并聯(lián)機構(gòu)，直接根據(jù)并聯(lián)機構(gòu)的效率計算方法來求。n = (Nd1* n 1+N

5、d2* n 2+N d3* n 3+N d4* n 4/ (Nd1+Nd2+Nd3+Nd4=0.85926.【例題4】圖示為一斜面壓榨機。求在去掉水平力 P后的機構(gòu)自鎖條件。Q 1 2 ? R42 m n a R23 3 a m 4r?R32 v P R43解析：解析：分析相對運動情況，標出運動上總反力之方向線。對受力體2和3,分別列出平衡方程式為：Q +R42 +R32 = 0 P + R43 + R23 = 0有: Q = R32 *sin( -2a /cos P = R23 *cOS /cos 即：Q = P *ctg( -2 且：Q0 = P *ctg 因而：n =Q0 / Q =tg

6、(-2( /tg 所以：a 2 【例題5】對于并聯(lián)機構(gòu)，為什么 n min n (Nd1 n min +Nd2n min+ + NdKn min / (Nd1 + Nd2 + NdK = n min n = (Nd1 n 1 + Nd2 n 2 +NdKn K / (Nd1 + Nd2 + NdK (Nd1 n max + Nd2 n max+ + NdK n max / (Nd1 +Nd2 + NdK = n ma丈例題5】圖示為一偏心夾具，已知其摩擦圓半徑為p,楔緊角為偏心盤的外徑】為D,偏心距為e,分析保證其自鎖的條件。Ss si eP H ?D解析：解析：去掉壓力F后，偏心盤有沿逆時針

7、方向轉(zhuǎn)動放松的趨勢，由 此可知被壓物體對夾 具的作用力R23如圖所示。分別過偏心盤的圓心和其回轉(zhuǎn)中 心作R23的平行線。則其自鎖條 件為R23與摩擦圓相切或相交，即s-s1由三角 形的尺寸關(guān)系可得s1= ( D sin ?/ 2 s= e sin(S由以上三式可得，e sin( S -?( Dsin ?/ 2 w即為自鎖條件。5.3本章典型題庫作業(yè)1 試說說移動副和轉(zhuǎn)動 副自鎖的條件分別是什么？2 斜面自鎖的條件是什么？ 3從機械效率的觀點看，機構(gòu)發(fā)生自鎖是由于 。 4.試舉幾個應(yīng)用自鎖的例子。5.某機械的效率為n則n取值 范圍是。6.如圖所示，構(gòu)件1為凸輪機構(gòu)的推桿，它在P力作用下沿導(dǎo)軌2向上運動，設(shè)兩者 間的摩擦系數(shù)f=0.2，試問為避免發(fā)生自鎖，導(dǎo)軌的長 度L應(yīng)滿足什么條件(構(gòu)件1重量不計)？ 作業(yè)答案1.移動副自鎖的條件 是驅(qū)動力作用于摩擦角之內(nèi)；轉(zhuǎn)動副自鎖的條件為驅(qū)動力作