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机械原理(机械效率和自锁)PPT课件
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第五章 机械的效率和自锁
一、机械的效率
:
机械的输出功与输入功之比。反映了输
入功在机械中有效利用的程度。
1
、以功来表示:
输入功
—
在一个机械系统中,驱动力(或驱动力矩)所作的功
称为输入功,用
W
d
表示
;
输出功
—
在一个机械系统中,克服工作阻力(或驱动力矩)所
作的功,称为输出功,用
W
r
表示
;
损失功
—
在一个机械系统中,克服有害阻力(如摩擦阻力、空)
气阻力等)所作的功,称为损失功,用
W
f
表示
;
机械在稳定运转时期,
输入功
等于
输出功
与
损耗功
之和,即:
2
、以功率的形式表示,则有
:
将上式等号两边同除以输入功率
P
d
,
得:
令式中
:
得到机械效率的表达式为:
令:
机械损失系数
由于机械摩擦不可避免,故必有:
效率恒小于
1
由以上公式可知:为使其具有较高的机械效率,应尽量减小
机械中的损耗,主要是磨擦损耗。这就要求:一方面应尽量
简化机械传动系统,使功率传递通过的运动副数目越少越好
。另一方面,应设法减少运动副中的磨擦,如采用滚动磨擦
代替滑动磨擦,选用适当的润滑剂及润滑装置进行润滑,合
理选用运动副元素的材料等。
图
5-1
为机械传动装置的示意图。设
F
为
驱动力,
G
为生产阻力,
V
F
、
V
G
分别为
F
、
G
作用点沿该力作用线方向的分速度
,其效率为:
为了将上式简化,引入
理想机械
的概念,即在理想机械中
不存在摩擦,当工作阻力仍为
G
时,所需的驱动力为理想驱动
力
F
0
,显然克服同样工作阻力
G
时,
F
0
<F
,对理想机械来说,
机械的效率为:
(
a
)
(
b
)
3
、以力或力矩的形式表示:
将(
b
)代入(
a
)中
(
a
)
(
b
)
用力矩表示,则有:
(
c
)
(
d
)
机械效率等于不计磨擦时,克服生产阻力所需的
理想驱
动力
F
0
,与克服同样生产阻力(连同克服磨擦力)时该
机械实际所需的
驱动力
F
之比。
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