《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第十章 机器的机械效率

第十章机器的机械效率

第十章 机器的机械效率

§101机器的运动和功能的关系 、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。 Wa-W-W±WG=E-Eo W输入功 W输出功 W损失功

§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 −Wf WG = E − E0 Wd——输入功 Wr——输出功 Wf——损失功

二、机器运动的全时期(主轴) 1、起动时期 0→0, E>E W,-W-W±W:=E-E0>0 W,>W+w 起动 稳定运动 停车 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T为一个运动循环 在T首末4E=0 W,=+W 在T内E≠0

二、机器运动的全时期 （主轴） 起动 Tp 稳定运动 Tp 停车 nTp t  m 1、起动时期 0→ωh E>E0 0 Wd −Wr −Wf WG = E − E0  Wd  Wr +Wf 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 = Wd = Wr +Wf  0 在TP内 E  0

(2)匀速稳定运动 任一时间间隔内 ∠E=0 W,=w+w (3)停车时期:E<E0 W,-W-W±W:=E-E0<0 W<W+w W,=0

（2）匀速稳定运动 任一时间间隔内 ： E = Wd = Wr +Wf  0 （3）停车时期： E  E0 0 Wd −Wr −Wf WG = E − E0   Wd  Wr +Wf Wd = 0

§10-2机器的机械效率和自锁 机器的机械效率 Wa-W-W±WG=E-E0 讨论稳定运动时期: W=w+w 定义:n W W-w W 损失系数 n—机器的机械效率,效率 7+=

§10-2 机器的机械效率和自锁 一、机器的机械效率 Wd −Wr −Wf WG = E − E0 讨论稳定运动时期： Wd = Wr +Wf  = − = − − = = 1 1 d f d d f d r W W W W W W W 定义： d f W W  = ——损失系数 η——机器的机械效率，效率  + = 1

变速稳定运动:(在一个运动循环中讨论效率的) 在T内任一间隔 W,-,-W±W:=E-E≠0 W,≠W+W 此时 瞬时效率 在整个T内W=W+W w—W 循环效率—机器真正的效率 匀速稳定运动:真正的效率即每一瞬时的效率 ==

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 0 Wd −Wr −Wf WG = E − E0  Wd  Wr +Wf 此时 → d r W W 瞬时效率 在整个TP内 Wd = Wr +Wf → d r W W 循环效率 ——机器真正的效率 匀速稳定运动：真正的效率即每一瞬时的效率。  = = = = 1− = 1− d f d r p d p r d r P P P P T W T W W W

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 F 2N9 机器 设该装置内不存在有害阻力 的理想机器 对应于Q的理想驱动力; Q对应于F的理想有效阻力。 ovo 2 F. F Fv O Q OF F O 7 77 FOFO F O

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 F Q vQ vF 机 器 F Q d r FV QV P P  = = 设该装置内不存在有害阻力 的理想机器 F0——对应于Q的理想驱动力； Q0——对应于F的理想有效阻力。 1 0 0 = = = F Q F Q FV Q V F V QV  0 0 Q F Q F V V F Q = = 0 0 0 0 Q Q F F FQ QF FQ QF FV QV P P F Q d r  = = = = = = 0 0 r r d d M M M M  = =

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 、机器的自锁 1、自锁的条件: W W,≠0 >0 n< 若Wr=W 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

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。 二、机器的自锁 1、自锁的条件：  0 Wf =  0 d f W W   + = 1   1 若 Wf = Wd  = 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 若W<W7<0机器必定发生自锁 综合两种情况,机器自锁条件: 7≤0n=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

（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 若 Wd  Wf   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

3、正行程n≠反行程n ①n>0.,m>0表示正、反行程时机器都能运动 ②n>0,m<0反行程发生自锁 自锁机构:凡使机器反行程自锁的机构

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