第五章機械的效率和自鎖

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章   機械的效率和自鎖§5-1 機械的效率正常運轉(zhuǎn)時：輸入功 = 輸出功 + 損失功即：（51）一機械效率的一般表達形式機械在一個運動循環(huán)內(nèi)，輸出功和輸入功的比值稱為機械效率，反映了輸入功在機械中有效利用的程度，通常以表示：（52）式（51）、（52）除以做功的時間，則得（52）式中Nd、Nr和Nf分別為輸入功率、輸出功率和損耗功率。因wf（或Nf）>0，由上式可知，且wf（或Nf）越大，越低。為了使機械具有較高的機械效率，應(yīng)盡量減少機械中的損耗功，而機械中的損耗主要是摩擦損耗，因此在設(shè)計機械時應(yīng)盡量簡化機械傳動系統(tǒng)，減少運動

2、副的數(shù)目和設(shè)法減少運動副中的摩擦機械損失系數(shù)（損失率）（53） 二機械效率以力或力矩的形式表達機械效率還可以用力或力矩的比值形式來表達。圖5-1所示為一機械傳動示意圖，設(shè)F為實際驅(qū)動力，G為相應(yīng)的實際生產(chǎn)阻力；vF和vG分別為F和G的作用點沿該力作用線方向的速度，根據(jù)式（52）可得（a）如設(shè)該機械系統(tǒng)不存在摩擦力（稱為理想機械），因而Nf=0，其效率0必等于1。對于理想機械，為了克服同樣生產(chǎn)阻力G所需的驅(qū)動力稱為理想驅(qū)動力F0，它必定小于實際驅(qū)動力F。由理想機械的定義可得（b）將式（b）代入式（a）得（c）此式說明，機械效率也等于在克服同樣生產(chǎn)阻力G的情況下，理想驅(qū)動力F0與實際驅(qū)動

3、力F的比值。同理，如設(shè)M和M0各為實際的和理想的驅(qū)動力矩，可得：（d）所以：（54）舉例：斜面機構(gòu)正行程：反行程：（此時G為驅(qū)動力）螺旋機構(gòu)同理：擰緊時：擰松時： 機械效率的確定計算方法實驗方法常用機構(gòu)的機械效率見表5-1   三、機器機組效率的確定串聯(lián)（只要其中任一個環(huán)節(jié)的效率很低，整個機組的效率就很低）如圖5-2所示并聯(lián)輸入總功率：輸出總功率：此式表明：并聯(lián)機組的總效率不僅與各機器的效率有關(guān)，還與各機器傳遞功率的大小有關(guān)。 混聯(lián)計算方法：l l       先弄清輸入功至輸出功的路

4、線l l       分別計算各支路效率l l       按串聯(lián)、并聯(lián)混合計算總效率 §5-2 機械自鎖1機械自鎖的概念：2研究自鎖的意義：為使機械實現(xiàn)預(yù)期運動，應(yīng)避免自鎖有些機械利用自鎖3利用自鎖的例子：手搖螺旋千斤頂機床工作臺升降、進給機構(gòu)4自鎖條件：移動副-作用力作用在摩擦角內(nèi)，即：F-驅(qū)動力，F(xiàn)t-有效分力摩擦力：當(dāng)，總有即：當(dāng)，不管F如何增大，F(xiàn)t 總小于Ffmax轉(zhuǎn)動副- 驅(qū)動力F作用在摩擦圓之內(nèi)，即：F-外載荷，當(dāng)F作用線在摩擦圓之內(nèi)（即a

5、<），因F對軸頸中心的力矩始終小于它本身所產(chǎn)生的最大摩擦力矩，則產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象。無論驅(qū)動力多大，生產(chǎn)阻力小于零。如斜面下滑，F(xiàn)=Gtg(-) 此時，G為驅(qū)動力，F(xiàn)為生產(chǎn)阻力可知應(yīng)：從機械效率角度考慮，舉例：1）、螺旋千斤頂-頂起重物時，在重物作用下，應(yīng)具自鎖性。重物作用下的阻抗力矩令：（此時G為驅(qū)動力），則：（也可從效率角度推得）2）、斜面壓榨機-如圖5-8在楔塊2上施加外力F 將物體4壓緊，去掉F后，在壓緊力G作用下楔塊2不會自動松退，確定其自鎖條件。為確定此壓榨機在力G作用下的自鎖條件，可先求出G為驅(qū)動力時，該機械的阻抗力F。（設(shè)各摩擦面摩擦系數(shù)均為 f ）作出總反力F23，取2、3為

6、分離體，列出力平衡方程：作力多邊形，利用正玄定律，得：則：令：-自鎖條件 3）、偏心夾具-如圖5-9當(dāng)用力F壓下手柄，工件夾緊。撤去力F，夾具不自動松開，故要求夾具具有自鎖性。已知A為偏心盤幾何中心。D-偏心盤外徑，e-偏心距，-摩擦圓半徑，求自鎖條件。解：先確定總反力FR23的方位，分別過點O，A作FR23的平行線。如夾具反行程自鎖，總反力FR23應(yīng)穿過摩擦圓，則滿足如下條件：由直角三角形ABC和OAE 得：，則：上式即為偏心夾具的自鎖條件。 4）、凸輪機構(gòu)推桿-如圖5-10 在力F作用下，凸輪機構(gòu)推桿上下運動，摩擦系數(shù)f ，為避免發(fā)生自鎖，試問導(dǎo)軌長度l應(yīng)滿足什么條件。（不計推桿自重）如圖，在力F推動下，推桿將發(fā)生傾斜。根據(jù)力在水平方向投影和為零：所有力對A點取矩得：要推桿不發(fā)生自鎖，必需滿足如下條件：即：&#