A-第5章 机械的效率和自锁.ppt

学习要求： 1. 建立正确、全面的机械效率的概念； 2.掌握简单机械的机械效率和自锁条件的求解方法； 3.掌握移动副、转动副和螺旋副等运动副中摩擦力的分析计算。 重点难点 重点： 机械的机械效率、自锁的基本特性及自锁条件。 难点： 自锁的概念，以及求简单机械自锁的几何条件。 　　 * 第5章 机械的效率和自锁 §5-1 机械的效率 efficiency §5-2 机械的自锁 self-locking 第5章 机械的效率和自锁 第5章 机械的效率和自锁 重力功 动能增量 有害功 有效功 驱动功 ωm t ω 一、机械运转时的功能关系 1.动能方程 机械运转时，所有作用在机械上的力都要做功，由能量守恒定律知： 2.机械的运转 Wd―Wr―Wf±WG=E－00 输入功大于输出功和有害功之和。 Wd―Wr―Wf±WG= E－E0 a)启动阶段 速度0→ω,动能0→E 启动 §5-1 机械的效率 ωm t ω 稳定运转 启动 b)稳定运转阶段 在一个循环内有： Wd―Wr―Wf= E－E0＝0 ②匀速稳定阶段 ω＝常数，任意时刻都有： ①变速稳定阶段 ω在ωm上下 周期波动, ω(t)=ω(t+Tp) WG=0, △E=0 → Wd= Wr+Wf Wd―Wr―Wf=E－E0＝0 → Wd=Wr＋Wf c)停车阶段 ω→0 Wd―Wr―Wf±WG= E－E00 停止 输入功小于有用功与损失功之和。 输入功总是等于有用功与损失功之和。 二、机械的效率 机械在稳定运转阶段恒有: 比值Wr / Wd反映了驱动功的有效利用程度， 称为机械效率。 η＝Wr / Wd 用功率表示：η＝Pr / Pd 分析：η总是小于 1，当Wf 增加时将导致η下降。 设计机械时，尽量减少摩擦损失，措施有： Wd= Wr+Wf b)考虑润滑 c)合理选材 ＝1－Wf /Wd ＝(Wd－Wf) /Wd ＝(Pd－Pf) /Pd ＝1－Pf /Pd a)用滚动代替滑动 F vF F0 vG G 机械 用力的比值表示： ＝G vG /F vF η＝Pr / Pd 对理想机械，有理想驱动力F0 η0＝Pr / Pd = G vG /F0 vF 代入得: η＝F0 vF / F vF＝F0 / F 用力矩来表示有：η＝M0 / M ＝1 重要结论： 计算螺旋副的效率： 拧紧： 理想机械： M0＝d2 G tan(α ) / 2 η＝M0 / M 拧松时，驱动力为G，M’为阻力矩，则有： 实际驱动力： G=2M’/d2 tan(α-φv ) 理想驱动力： G0=2M’/d2 t anα ∴ η’＝G0/G 以上为计算方法，工程上更多地是用实验法测定η ，后表列出由实验所得简单传动机构和运动副的机械效率。 ＝tanα/t an(α＋φv ) ＝tan(α-φv ) / tanα 举例： 简单传动机械和运动副的效率 名 称 传 动 形 式 效率值 备 注 圆柱齿轮传动 6~7级精度齿轮传动 0.98~0.99 良好跑合、稀油润滑 8级精度齿轮传动 0.97 稀油润滑 9级精度齿轮传动 0.96 稀油润滑 切制齿、开式齿轮传动 0.94~0.96 干油润滑 铸造齿、开式齿轮传动 0.9~0.93 圆锥齿轮传动 6~7级精度齿轮传动 0.97~0.98 良好跑合、稀油润滑 8级精度齿轮传动 0.94~0.97 稀油润滑 切制齿、开式齿轮传动 0.92~0.95 干油润滑 铸造齿、开式齿轮传动 0.88~0.92 蜗杆传动 自锁蜗杆 0.40~0.45 单头蜗杆 0.70~0.75 双头蜗杆 0.75~0.82 润滑良好 三头、四头蜗杆 0.80~0.92 圆弧面蜗杆 0.85~0.95 复杂机械的机械效率计算方法： 1.)串联： 2.)并联 总效率η不仅与各机器的效率ηi有关，而且与传递的功率Ni有关。 设各机器中效率最高最低者分别为