机械原理课件_东南大学_郑文纬_第七版_第11章_机器的机械效率

tg tg ( v )
M Qr0 (tg v )
M Qr0 (tg v )

tg ( v ) tg
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
90
γ ——三角螺纹的半顶角
f f f fv sin sin( 90 ) cos
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
解：1、滑块上升 F为驱动力，Q为生产阻力
Q vA F A

arctgf
考虑A的平衡： Q RBA F 0
F Qtg ( )
F f =fN R B
N
若A、B无摩擦 0
F
理想驱动力 F0 Qtg ( )
F0 tg F tg ( )
相反：当螺母A沿轴线移动方向与Q相同时（拧松螺母）， 螺旋传动相当于滑块下降
F Qtg ( )
tg ( ) tg
M F r0 Qr0 tg( )
0,
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、三角螺纹 相当于楔形滑块与楔形槽的作用。 φv代替 φ
Wd Wr W f
Wd 0
§10-2 机器的机械效率和自锁
一、机器的机械效率
讨论稳定运动时期： Wd Wr W f 定义： Wr Wd W f 1 W f 1

Wf Wd
Wd Wr W f WG E E0
Wd
Wd
Wd
VQ
M d0 Mr Md M r0
由单一机构组成的机器，它的效率数据在一般设计手册 中可以查到，对于由若干机构组成的复杂机器，全机的效 率可由各个机构的效率计算出来，具体的计算方法按联接 方式的不同分为三种情况。自己看书。
§10-2 机器的机械效率和自锁
二、机器的自锁 1、自锁的条件：
Wf 0
A B ° °
f v arctg ( ) cos
v
三角螺纹摩擦大，效率低，应用于联接的螺旋 方螺纹应用于传递运动和动力的螺旋
第十章 机器的机械效率
第十章 机器的机械效率
§10-1 机器的运动和功能的关系 §10-2 机器的机械效率和自锁 §10-3 机械效率计算及自锁分析示例
§10-1 机器的运动和功能的关系
一、机器的动能方程
由能量守恒定律得，机器运动的某一时间 间隔内，所有外力与内力作功之和等于机器动 能的改变。
Wd Wr W f WG E E0
Wd——输入功 Wr——输出功 Wf——损失功
§10-1 机器的运动和功能的关系
二、机器运动的全时期 （主轴）
m
1、起动时期 0→ω h , E>E0
Wd W f WG E E0 0

Wd Wr W f
2、稳定运动时期
（时间长，机器真正工作的阶段） （1）变速稳定运动 TP为一个运动循环 在TP首末 E 0 Wd 在T P 内 E 0

Wf Wd 0
1
若
W f Wd
1
0
（1）若机器原来就在运动，那它仍能运动，但此时; ∴机器不作任何有用的功，机器的这种运动称空转。 （2）若机器原来就不动，无论驱动力为多大，它所作的功 （输入功）总是刚好等于摩擦阻力所作的功，没有多余的 功可以变成机器的功能， ∴机器总不能不运动，即发生自锁 。
vA F
p
A
F B
B
Q
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
1.方螺纹 螺母A沿轴线移 动方向与Q相反 （拧紧螺母）
r0
螺旋传动相当 于滑块上升
R
M
F Qtg ( )
tg tg ( )
A
F B
M Fr0 Qr0 tg( )
Q
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
§10-2 机器的机械效率和自锁
若 Wd W f
0 机器必定发生自锁。
综合两种情况，机器自锁条件：
0
0 有条件的自锁
2、机器的运动行程 正行程： 驱动力作用在原动件时，运动从原动件向从动件传递过程 反行程: 将正行程的生产阻力作为驱动力，运动从动件→原动件
§10-2 机器的机械效率和自锁
R' F'
Q
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
斜面机构在应用时， 一般上升——正行程，下降——反行程 讨论： η和η’ 当φ一定，η，η’是λ的函数，且 η≠η’ F tg 正行程： 0 F tg ( )


2

F0
0
tg
自锁
反行程 ： F tg ( )
Tp
起动
nT p
稳定运动
Tp
停车
t
Wr W f
§10-1 机器的运动和功能的关系
二、机器运动的全时期 （主轴）
2、稳定运动时期
（2）匀速稳定运动 任一时间间隔内

m
E 0
Wd Wr W f
Tp
起动
nT p
稳定运动
Tp
停车
t
3、停车时期
E E0
Wd Wr W f WG E E0 0
3、正行程η≠反行程η’ ①
0, 0
表示正、反行程时机器都能运动
②
0, 0
反行程发生自锁
自锁机构：凡使机器反行程自锁的机构
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
一、斜面传动 已知：f，Q(包括重力) 求：A等速上升与等速下降时，水 平力F的大小，该斜面的效率及其 自锁条件。
Pr QVQ Pd FVF
机 器
Q F vF
vQ
设该装置内不存在有害阻力的理想机器
QVQ Q0VQ F0——对应于Q的理想驱动力； 1 F0VF FVF Q0——对应于F的理想有效阻力。
§10-2 机器的机械效率和自锁
F0 F VF Q Q0
F Pr QVQ QF0 QF Q 0 Pd FVF FQ FQ0 F Q0

0
自锁
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
二、螺旋传动的效率 研究螺旋传动时，假定螺杆螺母之间 的正压力是作用在平均半径为r0的螺旋 线上。如果忽略各圆柱面上螺旋线升 角的差异，当将螺旋的螺纹展开后， 得连续斜面
r0 M R
P arctg 2r0

R A Q 2r0
——损失系数
η——机器的机械效率，效率
1
§10-2 机器的机械效率和自锁
变速稳定运动：（在一个运动循环中讨论效率的） 在TP内任一间隔
此时 Wr 瞬时效率 Wd 在整个TP内 Wr 循环效率 ——机器真正的效率 Wd Wr W f Wd 匀速稳定运动： 真正的效率即每一瞬时的效率。
R
Q
§10-3 机械效率计算及自锁分析示例
2、滑块下降 Q为驱动力，F’为生产阻力
Q RBA F 0
Q vA F' F' f =f N' R' A

F Qtg ( )
若A、B无摩擦 0
B N'
理想生产阻力 F0 Qtg
F tg ( ) F0 tg
Wr Tp Pf Wr Pr 1 1 Wd Wd Pd Pd Tp
Wd Wr W f WG E E0 0 Wd Wr W f
§10-2 机器的机械效率和自锁
在一般情况下，机构中的驱动力和阻力为常数，有必 要研究效率能否用力（力矩）表示。 图示为一机械传动示意图