机器的机械效率.

机械效率表达形式机械运转时：克服生产阻力所作的功为有效功(输出功)驱动力所作的功为驱动功(输入功)克服有害阻力(如运动副中摩擦力)所作的功为损失功WdWrWf当机械稳定运转时：Wd=Wr+Wf机械效率作用在机械上的力可分为驱动力、阻抗力两大类drWWdfddfWW1机械的效率—输入功在机械中的有效利用程度阻抗力有效阻力（生产阻力）有害阻力drWWdfddfWW1drPPdfdPPPdfPP1由于损失功Wf或损失功率Pf不可能为零，所以1Wf或Pf越大，机械的效率就越低。因此在设计机械时，为了使其具有较高的机械效率，应尽量减小机械中的损耗，主要是减小运动副中的摩擦损失。用滚动代替滑动,考虑润滑,合理选材等上下分别除以做功时间则为功率以功或功率的形式表达机械的效率机械效率表达形式F—实际驱动力F—驱动力作用点沿力作用线方向的速度Q—实际生产阻力Q—阻力作用点沿力作用线方向的速度drPPFQFQ起重装置机械的效率机械效率表达形式以力或力矩的形式表达为进一步简化该式，现假设该机械为理想机械，即机械中不存在摩擦。此时，F0—为克服同样生产阻力Q所需的理想驱动力1FQF0Q0＝因为理想机械由于Wf或Pf为零F0QFQ＝显然F0F0dfddr1PPPPPFF0FFFF0FQFQ机械的效率F0机械效率表达形式起重装置以力或力矩的形式表达FQFQ同理，Q0—为在同样驱动力F下克服的理想生产阻力1FQFQ00＝理想机械由于Wf或Pf为零FQ0FQ＝显然Q0Q0dfddr1PPPPPQ0QQQ0QQ机械的效率Q0机械效率表达形式起重装置以力或力矩的形式表达为进一步简化该式，现假设该机械为理想机械，即机械中不存在摩擦。此时，00rrMMMMM—实际的驱动力矩同理，设M0—理想的驱动力矩Mr—实际的有效阻力矩Mr0—理想的有效阻力矩00drdrQQFFPPWW0rr0MMMM机械的效率机械效率表达形式起重装置以力或力矩的形式表达斜面机构例斜面机构计算正行程反行程)tan(GF)tan(GF2/)tan(2vGdM2/)tan(2vGdMtan0GF)tan(tan0GGFF)tan(tantan0GFtan)tan(0GGFFtan)tan(螺旋机构计算拧紧放松)tan(tanvtan)tan(v机械的效率00drdrQQFFPPWW0rr0MMMM机械效率表达形式1一般v1机械的效率实验法测定效率机组的效率机组—由许多机构或机器组成的机械系统前面介绍了单个机构或一台机器的效率计算串联机组效率计算并联机组效率计算混联机组效率计算机械系统的效率计算按若干机构或机器联接组合的方式可分为三种：机械的效率串联机组效率计算k个机构或机器依次串联：串联机械系统的总效率：dkWWkkkd321123121串联机组的总效率等于组成该机组的各个机器或机构的效率的连乘积。机组中任一个机器或机构的效率低，就会使整个机组的效率很低。而且串联的机器数越多效率越低。123312211kkkd机械的效率各机器或机构的效率分别为：机组的效率并联机组效率计算k个机构或机器并联：总输入功：kdi321总输出功：kir321kkir332211kiWWiii1总效率：kkkdiir321332211kkkidirPPPPPPPPPP321332211机械的效率机组的效率并联机组效率计算k个机构或机器并联：总效率：kkkdiir321332211kkkidirPPPPPPPPPP321332211机械的效率机组的效率与各机构或机器效率有关各机构或机器所传递的功(率)大小有关的最大、最小效率为各机器中和设minmaxmaxmin则混联机组效率计算兼有串联和并联的机械系统一般方法：弄清传动路线drdrPPWW率总输入功率总输出功再计算总效率：分别计算各路线的输入功(率)或输出功(率)机械的效率总效率的求法按其具体组合方式而定。机组的效率922096098098032113....0.980.980.960.940.425kW4kW0.8kWkW..Pd42359220551319028094098098042114....4034042098098052115....kW..Pd430749028044142kW....Pd98311403408080153828.09831.14307.4423.58.045321rrrrPPPP例:机械的效率drdrPPWW率总输入功率总输出功321ddddPPPP机械的自锁研究了单个运动副的自锁条件，现在从生产阻力和机器的效率等方面来分析机械的自锁条件一个机械是否发生自锁，可以通过分析组成机械的各环节的自锁情况来判断，只要组成机械的某一环节或数个环节发生自锁，则该机械必发生自锁。此时无论驱动力多大都不能使机械运动0机械自锁条件自锁条件f5-4f5-5阻力G0机器的正行程和反行程正行程—工作行程反行程—回程´机器中0,´0正、反行程机器都能运动一般不等0,´0正行程机器运动反行程机器自锁自锁机构自锁机构在正行程中效率一般都较低，故对于传递功率较大的机械，常采用其它装置来防止机械的倒转或松脱。(可防止机械自发倒转或松脱)阻力G´0(自锁机械)机械的自锁自锁条件机械自锁条件的确定自锁条件可用以下四种方法确定：(1)直接根据条件Ft≤Ffmax确定(3)利用机械效率计算式(′≤0)确定(4)令工作阻力小于零(G′0)确定1一般反行程阻力正行程驱动力一般GFFGvv1或(2)直接根据机械中各运动副的自锁条件确定压榨机机械的自锁槽面例:已知图示机构中移动副的摩擦系数f=0.1，转动副的当量摩擦系数fV=0.15，拉滑块2的绳与滑轮3间无滑动，解：由槽面的当量摩擦系数11547.060sin1.0sinffv587.61vvftg滑轮半径R=100mm，轴颈半径r=30mm，滑块重Q=1000N，斜面倾角α＝30°，楔形半角θ＝60°，求使滑块2匀速上滑所需的拉力F和机构的效率。将槽面摩擦转化为当量的平面摩擦转动副的摩擦圆半径:mm5.43015.0vfr以滑块2为示力体:R12v21R320RRQ3212Q90v90vR32由正弦定理v32vsinR90sinQvv32cossinQR平面R12例:已知图示机构中移动副的摩擦系数f=0.1，转动副的当量摩擦系数fV=0.15，拉滑块2的绳与滑轮3间无滑动，滑轮半径R=100mm，轴颈半径r=30mm，滑块重Q=1000N，斜面倾角α＝30°，楔形半角θ＝60°，求使滑块2匀速上滑所需的拉力F和机构的效率。587.61vvftg31R13R23R12v21R32vv32cossinQR平面例:已知图示机构中移动副的摩擦系数f=0.1，转动副的当量摩擦系数fV=0.15，拉滑块2的绳与滑轮3间无滑动，滑轮半径R=100mm，轴颈半径r=30mm，滑块重Q=1000N，斜面倾角α＝30°，楔形半角θ＝60°，求使滑块2匀速上滑所需的拉力F和机构的效率。31R13R23以滑轮3为示力体:01323RRF1323RRRRFRRRF23解得vvcosRsinRQFN55.656转动副的摩擦圆半径:mm5.43015.0vfr587.61vvftgR12v21R32平面例:已知图示机构中移动副的摩擦系数f=0.1，转动副的当量摩擦系数fV=0.15，拉滑块2的绳与滑轮3间无滑动，滑轮半径R=100mm，轴颈半径r=30mm，滑块重Q=1000N，斜面倾角α＝30°，楔形半角θ＝60°，求使滑块2匀速上滑所需的拉力F和机构的效率。31R13R230000:vvff理想状态N500sinQF0RRRF23解得vvcosRsinRQFN55.656%16.7655.6565000FF