西工大机械原理机械的效率与自锁.pptx
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1、第五章第五章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁51 机械的效率机械的效率52 机械的自锁机械的自锁作者:潘存云教授重力功重力功动能增量动能增量有害功有害功有效功有效功驱动功驱动功m m t 一、机械运转时的功能关系一、机械运转时的功能关系51 机械的效率机械的效率1.动能方程动能方程机机械械运运转转时时,所所有有作作用用在在机机械械上上的的力力都都要要做做功功,由由能能量量守守恒恒定律知:定律知:所有外力之功等于动能增量2.机械的运转机械的运转 WdWrWfWG=E00输入功大于有害功之和。输入功大于有害功之和。WdWrWfWG=EE0 a)启动阶段启动阶段 速度速度0,动能动能0E0E启动启
2、动作者:潘存云教授m m t 稳定运转稳定运转启动启动b)稳定运转阶段稳定运转阶段在一个循环内有:在一个循环内有:WdWrWf=EE00匀速稳定阶段匀速稳定阶段 常数,任意时刻都有:常数,任意时刻都有:变速稳定阶段变速稳定阶段 在在m m上下上下 周期波动周期波动,(t)=(t+T(t)=(t+Tp p)WG=0,E=0E=0 Wd=Wr+WfWdWrWf=EE00 Wd=WrWfc)停车阶段停车阶段 0 WdWrWfWG=EE00停止停止输入功小于有用功与损失功之和。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。输入功总是等于有用功与损失功之和。二、机械的效率二、机械的效率
3、机械在稳定运转阶段恒有机械在稳定运转阶段恒有:比值比值Wr/Wd反映了驱动功的有效利用程度,反映了驱动功的有效利用程度,称为称为机械效率机械效率。Wr/Wd用功率表示用功率表示:Nr/Nd分析:分析:总是小于总是小于 1,当,当Wf 增加时将导致增加时将导致下降。下降。设计机械时,尽量减少摩擦损失,措施有:设计机械时,尽量减少摩擦损失,措施有:Wd=Wr+Wfb)b)考虑润滑考虑润滑c)c)合理选材合理选材 1Wf/Wd(WdWf)/Wd(NdNf)/Nd1Nf/Nd a a)用滚动代替滑动用滚动代替滑动F0vF FvG GG作者:潘存云教授理想理想机械机械用力的比值表示:用力的比值表示:G
4、vG/F vFNr/Nd对对理理想想机机械械,当当工工作作阻阻力力G一定时,一定时,有理想驱动力有理想驱动力F F0 00Nr /Nd=G vG/F0 vF代入得代入得:F0 vF/F vFF0/F用力矩来表示有:用力矩来表示有:Md0/Md1同同理理:当当驱驱动动力力F一一定定时时,理想工作阻力为理想工作阻力为G0:G0 vG/F vF1得:得:G vF/G0 vFG/G0用力矩来表示有:用力矩来表示有:M G/MG0理想理想机械机械FvF FvG GG0FvF FvG GG机械机械重要结论:重要结论:计算螺旋副的效率:计算螺旋副的效率:拧紧:拧紧:理想机械:理想机械:M0d2 G tg()
5、/2 M0/M拧松时,驱动力为拧松时,驱动力为G,M为阻力矩,则有:为阻力矩,则有:实际驱动力:实际驱动力:G=2M/d2 tg(-v)理想驱动力:理想驱动力:G0=2M/d2 tg()G0/G以以上上为为计计算算方方法法,工工程程上上更更多多地地是是用用实实验验法法测测定定 ,表表5 52 2列列出出由由实实验验所所得得简简单单传传动动机机构构和和运运动动副副的的机械效率机械效率(P123-P124)(P123-P124)。tg()/tg(v v)tg(-v)/tg()表表5-2 简单传动机械和运动副的效率简单传动机械和运动副的效率名名 称称传传 动动 形形 式式效率值效率值备备 注注圆柱齿
6、圆柱齿轮传动轮传动67级精度齿轮传动级精度齿轮传动 0.980.99 良好跑合、稀油润滑良好跑合、稀油润滑 8级精度齿轮传动级精度齿轮传动 0.97 稀油润滑稀油润滑 9级精度齿轮传动级精度齿轮传动 0.96 稀油润滑稀油润滑 切制齿、开式齿轮传动切制齿、开式齿轮传动 0.940.96 干油润滑干油润滑 铸造齿、开式齿轮传动铸造齿、开式齿轮传动 0.90.93圆锥齿圆锥齿轮传动轮传动67级精度齿轮传动级精度齿轮传动 0.970.98 良好跑合、稀油润滑良好跑合、稀油润滑 8级精度齿轮传动级精度齿轮传动 0.940.97 稀油润滑稀油润滑 切制齿、开式齿轮传动切制齿、开式齿轮传动 0.920.9
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