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1、一、机械效率及其表达形式,1、机械效率,Wd=Wr+Wf,机械效率：=Wr/Wd=1-Wf/Wd,机械损失率：=Wf/Wd,+=1 损失不可避免 Wf 0；1,结束,4-3 机械的效率和自锁,1）功表示法：=Wr/Wd=1-Wf/Wd 2）功率表示法：=Nr/Nd=1-Nf/Nd 3）力(或力矩)表示法:,2、机械效率的几种表达方式,=Nr/Nd=G vG/F vF,设输出功率不变（仍为G vG）G vG=F0 vF(克服G，需要F0(F)=G vG/F vF=F0 vF/F vF=F0/F,设输入功率不变（仍为F vF）G0 vG=F vF(输入 F，能克服G0(G)=G vG/F vF=G
2、 vG/G0 vG=G/G0,若为理想机械(不计摩擦)0=1,力矩表示法:=M0/M=Mr/Mr 0,机械效率可表示为：（1）在克服同样生产阻力（力矩）的情况下，理想驱动力（力矩）与实际驱动力（力矩）之比值（2）在同样驱动力（力矩）的情况下，机械所能克服的实际生产阻力（力矩）与理想生产阻力（力矩）之比值,结束,二、机械效率的计算,斜面机构（螺旋）为例,滑块上升时：实际驱动力：F=G tan(+)理想驱动力：F0=G tan=F0/F=tan/tan(+),滑块下降时：（G 为驱动力）实际阻力：F=G tan(-)理想阻力：F0=G tan=F/F0=tan(-)/tan,上述方法求出的是机械的
3、瞬时效率，对于非稳定条件下运转的机械应进一步求其循环效率。由于影响机械效率的因素较多，通常以实测为准（机械手册中也有现行一些数据可查）。效率计算法用于指导设计。P116 表5-1,结束,三、机组的效率,1、串联机组的效率,结论,1）串联机组的总效率等于各级效率的连乘积。2）i 1 串联机器越多，机组的效率就越低。3）串联机组的总效率必小于任一局部效率（串 min)。4）提高串联机组的效率减少串联机器的数目和提高 min。,结束,2、并联机组的效率,结论,1）并不仅与各级分效率有关，还与总功率如何分配有关。2）并介于分效率最小值与最大值之间（min 并 max）。3）若各级分效率相同，则无论并联
4、级数多少，总效率恒等于其分效率 min=1=2=k4）为提高并 提高传递功率较大的机器的效率。,结束,三、机组的效率,3、混联机组的效率分清输入、输出路线，分别计算 Nr 和 Nd,结束,四、自锁的概念,对于有些机构，由于摩擦的存在，致使无论驱动力如何增大均不能使静止的机构产生运动。这种现象称之为自锁。,五、研究自锁的目的,2）有些机构靠自锁原理来工作（如：机床卡具、螺纹联接、千斤顶）。,1）使运动机械避免在自锁点附近工作，因此时的效率很低。,结束,六、自锁时的力学特征,1、移动副,摩擦力 F f=Fn f=Fn tg=F cos tg,Ft F f 滑块加速运动=Ft=F f 滑块静止或匀速
5、运动 Ft F f 滑块不能运动或减速运动致静止，即自锁,Ft,自锁条件：驱动力（外力的合力）作用于摩擦锥之内时，则发生自锁。,结束,七、自锁时的力学特征,2、转动副,摩擦力矩 Mf=FR=F,力平衡关系 F=FR,驱动力矩 Md=F a,a Md M f 轴径加速转动a=Md=M f 轴径块静止或匀速转动a Md M f 轴径不能转动或减速转动致静止，即自锁,自锁条件：a 驱动力（外力的合力）作用于摩擦圆之内时，则发生自锁。,结束,八、自锁时的力学特征,3、机械的自锁,1）由力分析求得的机械可以克服的生产阻力 G 0,2）机械效率 0（效率越小自锁越可靠）,结束,九、举例,1、螺旋千斤顶的自
6、锁条件。,保证:不论重物重量多大，均不能驱使螺母转动。即在以 G 为驱动力时，机构具有自锁性。,G为任意值时所能克服的生产阻力 F 0(或 M 0）,tg(-v)0 即:v,=tg(-)/tg 0 v,或：机械效率 0,结束,2、斜面压榨机：在回弹力G 作用下的自锁条件(设：摩擦角均为）,1,构件3：G+FR13+FR23=0,构件2：G+FR13+FR23=0,由正弦定理得：,令：F 0自锁条件：2,结束,3、偏心卡具：在工件反力作用下的自锁条件,结束,3、偏心卡具：在工件反力作用下的自锁条件,A,B,F 去除后，卡具不松脱，则必须使反力FR23与摩擦圆 相割,F,由几何条件：,S-S,由直角三角形ABC知：,又由直角三角形OAE知：,自锁条件：,结束,4、凸轮机构推杆：在凸轮推力F 作用下的避免自锁条件 l=?,结束,4、凸轮机构推杆：在凸轮推力F 作用下的避免自锁条件 l=?,水平力平衡：,力矩平衡：,不发生自锁：,结束,
