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The Theory of Machines and Mechanisms Chapter 5. Friction and Efficiency Sun Zhihong Zhsun@dhu.edu.cn Room307,No.3 Teaching Building Today’s topic Machinery efficiency(机械效率) Definition of machinery efficiency Efficiency of series machinery Efficiency of parallel machinery Efficiency of combined machinery Self-locking of machinery (机械的自锁） Machinery efficiency Definition and formulas: 机械的输出功与输入功之比： η =Wr/Wd=1-Wf/Wd=1- ξ 机械的输入功率与输出功率之比： η =Nr/Nd=1-Nf/Nd=1- ξ Wd与Wr之差为机械的损失功Wf : Wd - Wr = Wf（≈摩擦力所作的功） 机械损失系数ξ：机械的损失功（率）与 输入功（率）之比: ξ = Wf/ Wd = Nf/Nd ξ0, η1, η+ξ = 1 效率反映输入功在机械中的有效利用程度，是衡量机械性能的一个重要指标 输入功即驱动功；输出功等于生产阻力所作的功 Other Formula Example 1.斜面机构正行程效率计算 驱动力: F=G tan(α+φ） 理想驱动力: F0=G tanα 效率: η= F0/ F = tanα/tan(α+φ） 工作阻力: F’= G tan(α-φ） 驱动力: G= F’ / tan(α-φ） 理想驱动力: G0= F’ / tanα 效率: η’= G0/ G = tan (α-φ）/tanα Example 3.螺旋机构正行程效率计算 驱动力矩: M=Fd2/2=G tan(α+φ) d2/2 理想驱动力矩: M0= G tanα d2/2 效率: η= M0/M = tanα/tan(α+φ） Example 4.螺旋机构反行程效率计算 驱动力矩: M’=F’d2/2= G tan(α-φ) d2/2 驱动力: G= M’ / [tan(α-φ) d2/2] 理想驱动力: G0=M’ /[ tanα d2/2] 效率: η’ = G0/ G = tan (α-φ)/tanα Conclusion: 由正行程效率求反行程效率 分子分母颠倒 φ前符号颠倒 以斜面机构为例: 正行程效率 η= F0/ F = tanα/tan(α+φ) 反行程效率 η= G0/ G = tan (α-φ)/tanα Efficiency of simple transmission machinery and kinematic pair 查表5-1（P.116） Efficiency of series machinery Properties of series machinery efficiencyη=η1η2…...ηk 机组的效率只与各个机器的效率有关，为各个机器效率的连乘积 只要有一个机器的效率很低，机组的效率就极低 串联的机器越多机组的效率就越低(ηi1) Efficiency of parallel machinery Properties of parallel machinery efficiency η= （η1P1+…...+ηkPk）/（P1+……+Pk） 机组的效率不仅与各个机器的效率有关，还与各个机器传递的功率有关 机组的效率介于机器的最大效率和最小效率之间 传递功率大的机器若其效率也高，机组的效率就高，故应着重提高大功率机器的效率 Self-locking of machinery Definition of self-locking 由于摩擦的存在，机械中作用的驱动力无论怎样增大，也无法使机械运动的现象，称为机械的自锁。 机械的自锁的实质是作用力在构件上的驱动力的有效分力总是小于由其所引起的同方向上的最大摩擦力。 有些机械必须具有自锁性能，有些机械要避免发生自锁。有的机械的反行程要求能自锁，正行程不能发生自锁(如，千斤顶)。 Conditions for machinery self-locking 可以