機械設(shè)計原理-機械的效率

12.1機械中的摩擦

12.2機械效率和自鎖

12.3提高機械效率的途徑

12.4摩擦在機械中的應(yīng)用第12章機械的效率（本章自學）本章重點難點：本章的重點:物體所受總反力方向的確定移動副、轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析方法自鎖現(xiàn)象和自鎖條件的判斷本章的難點:

關(guān)于自鎖條件的判斷12.1機械中的摩擦

1）平面摩擦12.1.1移動副中的摩擦滑塊與平面構(gòu)成的移動副，滑塊在自重和驅(qū)動力的作用下向右移動。效率是衡量機械性能的重要指標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12.1機械中的摩擦

12.1.1移動副中的摩擦2）斜面摩擦沿斜面等速上升沿斜面等速下滑12.1.1移動副中的摩擦3）槽面摩擦當量摩擦系數(shù)：當量摩擦角：

12.1.2螺旋副中的摩擦1.矩形螺紋螺旋副中的摩擦

12.1.2螺旋副中的摩擦2.三角形螺紋螺旋副中的摩擦擰緊力矩：防松力矩：12.1.3轉(zhuǎn)動副中的摩擦1.徑向軸頸的摩擦2.止推軸頸的摩擦12.2機械效率與自鎖

12.2.1機械效率的表達形式作用在機械上的力：驅(qū)動力生產(chǎn)阻力有害阻力通常把驅(qū)動力所做的功稱為驅(qū)動功（輸入功）Wd克服生產(chǎn)阻力所做的功稱為輸出功Wr克服有害阻力所做之功稱為損耗功Wf

機械穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時:機械效率:12.2.1機械效率的表達形式1.效率以功或功率的形式表達機械效率等于理想驅(qū)動力與實際驅(qū)動力的比，也等于理想驅(qū)動力矩和實際驅(qū)動力矩之比。2.效率以力或力矩的形式表達1)克服同樣生產(chǎn)的阻力Q以力的形式表達以力矩的形式表達12.2.1機機械械效效率率的的表表達達形形式式2.效效率率以以力力或或力力矩矩的的形形式式表表達達機械械效效率率等等于于實實際際機機械械克克服服的的生生產(chǎn)產(chǎn)阻阻力力Q與理想機械械所能克克服的生生產(chǎn)阻力力Q0之比，也也等于機機械所能能克服的的實際生生產(chǎn)阻力力矩與理理想生產(chǎn)產(chǎn)阻力矩矩之比。。1)克服服同樣生生產(chǎn)的阻阻力Q以力的形式表達以力矩的形式表達2)同樣樣驅(qū)動力力F12.2.2機機械系系統(tǒng)的機機械效率率1.串聯(lián)聯(lián)結(jié)論：串串聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)的總效效率等于于各機器器的效率率的連乘乘積。串串聯(lián)的級級數(shù)越多多，機械械系統(tǒng)的的效率越越低。系統(tǒng)的總效率：12.2.2機機械系系統(tǒng)的機機械效率率結(jié)論：并并聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)的總效效率不僅僅與各組組成機器器的效率率有關(guān),而且與與各機器器所傳遞遞的功率率也有關(guān)關(guān)。2.并聯(lián)系統(tǒng)的總效率：12.2.2機機械系系統(tǒng)的機機械效率率3.混聯(lián)聯(lián)由串聯(lián)和和并聯(lián)組組成的混混聯(lián)式機機械系統(tǒng)統(tǒng)。其總效率率的求法法按其具具體組合合方式而而定。設(shè)串聯(lián)部分效率為

并聯(lián)部分效率為系統(tǒng)的總效率：12.2.3機機械的的自鎖機械的自自鎖：在在實際機機械中，，由于摩摩擦的存存在以及及驅(qū)動力力作用方方向的問問題，有有時會出出現(xiàn)無論論驅(qū)動力力如何增增大，機機械都無無法運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象象。此時無論論F多大，均均無法使使滑塊運運動，出出現(xiàn)自鎖鎖現(xiàn)象。。此時驅(qū)驅(qū)動力作作用在摩摩擦角內(nèi)內(nèi)。驅(qū)動力有效分力：阻力為摩擦力：當

時有1)移移動副12.2.3機機械的的自鎖由于驅(qū)動動力矩總總小于它它產(chǎn)生的的摩擦阻阻力矩，，故無論論Q如何增大大，也不不能使軸軸轉(zhuǎn)動，，即出現(xiàn)現(xiàn)自鎖現(xiàn)現(xiàn)象。作用在軸頸上的載荷為Q，當2)轉(zhuǎn)動動副即Q作用在摩摩擦圓之之內(nèi)。此時（，）1.機機械是否否發(fā)生自自鎖，與與驅(qū)動力力作用線線的位置置和方向向有關(guān)。。

1））在移動動副中，，若驅(qū)動動力作用用在摩擦擦角之外外，則不不會發(fā)生生自鎖；；

2））在轉(zhuǎn)動動副中，，若驅(qū)動動力作用用在摩擦擦圓之外外，則不不會發(fā)生生自鎖。。12.2.3機機械械的自自鎖總結(jié)2.若若一一個機機械的的某個個環(huán)節(jié)節(jié)發(fā)生生自鎖鎖,則則該機機械必必發(fā)生生自鎖鎖。自鎖時時,驅(qū)驅(qū)動力力不超超過它它產(chǎn)生生的摩摩擦阻阻力，，即此此時驅(qū)驅(qū)動力力所做做的功功總小小于或或等于于由它它所產(chǎn)產(chǎn)生的的摩擦擦阻力力所作作的功功。此此時機機械的的效率率小于于或等等于零零。故一個機械械是否會發(fā)發(fā)生自鎖，，可以通過過分析組成成機械的各各個環(huán)節(jié)的的自鎖情況況來判斷。。故可借機械械效率的計計算式來判判斷機械是是否自鎖和和分析自鎖鎖產(chǎn)生的條條件。12.2.3機械械的自鎖3.系統(tǒng)統(tǒng)任意環(huán)節(jié)節(jié)自鎖則系系統(tǒng)自鎖，，故在分析析機械系統(tǒng)統(tǒng)的自鎖特特性時應(yīng)注注意。1)機械通通常有正反反兩個行程程，它們的的機械效率率一般并不不相等，反反行程的效效率小于零零的機械稱稱為自鎖機機械。2)自鎖機機械常用于于卡具、螺螺栓連接、、起重裝置置和壓榨機機械上。3)但自鎖鎖機械的正正行程效率率都較低,因而在傳傳遞動力時時,只適用用功率小的的場合。機械運轉(zhuǎn)中中影響其效效率的主要要因素為機機械中的損損耗，而損損耗主要是是由摩擦引引起的。要要提高機機械的效率率必須采取取措施減少少摩擦。一一般從設(shè)計計、維護和和使用三個個方面來考考慮。12.3提高機械效效率的途徑徑設(shè)計方面主主要采取以以下措施：：盡量簡化機機械系統(tǒng)選擇合適運運動副形式式在滿足強度度,剛度的的條件下,減小構(gòu)件件尺寸設(shè)法減小摩摩擦減小因慣性性力引起的的動載荷1.摩擦擦離合器12.4摩擦在在機械中的的應(yīng)用主動軸靠近近從動軸并并緊密接觸觸，兩盤間間的摩擦力力帶動從動動軸轉(zhuǎn)動。。2.摩擦擦制動器3.摩擦擦連結(jié)剎車時，剎剎車片靠緊緊鋼片，摩摩擦力使鋼鋼片停下來來。頂尖柄撞入入頂尖座后后，由于頂頂尖柄存在在小錐度，，在頂尖柄柄和頂尖座座之間產(chǎn)生生摩擦力，，鎖緊頂尖尖。本章基本要要求：1.能夠熟熟練地對移移動副中的的摩擦問題題進行分析析和計算；；2.掌握螺螺旋副及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動副中摩摩擦問題的的分析和計計算方法；；3.熟練掌掌握機械效效率的概念念及效率的的各種表達達形式，掌掌握機械效效率的計算算方法；4.正確理理解機械自自鎖的概念念，掌握確確定自鎖條條件的方法法；5.了解提提高機械效效率