第5章机械的效率和自锁1-讲课ppt课件.ppt

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1、213ABC4FR12FR32FM1ω1M1Fω21图示机构中，已知驱动力矩M1和阻力F及摩擦圆半径ρ，画出各运动副总反力的作用线。ω23FR23FR21FR41v34rFR43φFR23FR43F§4-4考虑摩擦时机构的静力分析在不考虑摩擦时，平面运动副中的反力的作用线、方向及大小未知要素如下：移动副:沿导路法线方向，力作用点的位置及大小未知；转动副:通过转动副中心，力大小及方向未知；FRo平面高副:沿高副两元素接触点的公法线上，仅大小未知。FRCnn解低副的力需2个力方程，解高副的力需1个力方程。KFR§4-5不考虑摩擦时机构的动态静力分析1.构件组的静定条件根据每个构件可列

2、独立力平衡方程数为3，一个低副需2个未知力方程，一个高副需1个未知力方程，则此构件组的静定条件为：设由n个构件与pl个低副和ph个高副组成的构件组，1.构件组的静定条件3n=2pl+ph平衡方程数未知力方程数§4-5不考虑摩擦时机构的动态静力分析静定条件:未知外力都能用静力学方法解出来的条件。结论:基本杆组满足静力分析的静定条件。已知：ω1,α1,JA,G2,JS2,G3,Fr,F;;求平衡力矩。C1234AG3S3S'24JAω1α1JS2α2a2Fra3MbFI3MI1F'I2h2未知：惯性力、惯性力矩；包括Mb：平衡力矩；F'I2：作用在连杆2上的总惯性力；FI3：作用在滑

3、快3上的惯性力；G2BFR：运动副约束反力。MI12．用图解法作机构的动态静力分析VcA解（1）速度分析（杆2）BCbpc21344ω1α1ω2=vCB/l2ω2VBVCVBvCBvCB速度多边形图p'b'n'2S'2C'解（2）加速度分析（杆2）ABCS'2ω1α1α2=ac′n′/l22加速度图ω2α2aBaCaBaCa2a2解（3）施加惯性力、惯性力矩MI1S'2BC32h"2h2α1α2G3ω1S'2p'b'n'2C'a2aC1G2aCa2G3234G2CBAMbh'2（4）杆组的动态静力分析l2BC32S3h"2h2G3G2（4）杆组的动态静力分析2)杆组的力平衡条件F

4、R43abFrcG3fF'I2ghdFI3FR12eG2h2h'2l2BC32h"2G3G23)曲柄的平衡条件MI1=JAα1Mb=MI1+FR12hFR41=-FR21FR21hABMI1Mbα11FR41第五章机械的效率及自锁5-1机械的效率5-2机械的自锁η＝Wr/Wd§5-1机械的效率(mechanicaleffeciency)机械在稳定运转阶段有:比值Wr/Wd反映了驱动功的有效利用程度，称为机械效率。Wd=Wr+Wf＝1－Wf/Wd＝(Wd－Wf)/Wd1.机械效率的概念及意义（1）机械效率的概念作用在机械上的力所作的功分为以下三类：驱动功Wd：驱动力作的功，相应的功

5、率表示为Pd。有效功Wr：工作阻力作的功，相应的功率表示为Pr。损失功Wf：有害阻力作的功，相应的功率表示为Pf。§5-1机械的效率(mechanicaleffeciency)设计机械时，尽量减少摩擦损失，采取的措施有：2)考虑运动副的润滑3)合理选则运动副的材料1)用滚动摩擦代替滑动摩擦分析:η＜1，当Wf增加时将导致η下降。η＝Wr/Wd＝1－Wf/Wd（1）机械效率的概念＝1－ξξ：机械损失率。（2）机械效率的意义机械效率反映了驱动功在机械中有效利用的程度，它是机械中的一个主要性能指标，由于摩擦损失是不可避免的，故必有ξ>0和η<1。降耗节能是国民经济可持续发展的重要任务之

6、一。§5-1机械的效率(mechanicaleffeciency)η＝Pr/Pd2.机械效率的其它表示§5-1机械的效率(mechanicaleffeciency)＝1－Pf/PdPd：驱动功率Pr：有效功率Pf：损失功率＝(Pd－Pf)/PdPd＝Pr+Pf(1)机械效率的功率表示上式代入(1)得:η＝F0vF/(FvF)＝F0/F(2)FvFF0vGG＝GvG/(FvF)η＝Pr/Pdη0＝Pr/Pd=GvG/(F0vF)=1F:实际驱动力;对理想机械,有理想驱动力F0,(1)实际机械理想机械(2)式的含义：克服同样的阻抗力G，不考虑摩擦与考虑摩擦时所需的驱动力之比。GvG＝

7、F0vF。所以对理想机械有驱动输出(2)机械效率的力表示理想机械:没有摩擦的机械；理想驱动力:理想机械的驱动力;理想机械的效率η0=1。＝M0/Mη＝F0/F由机械效率的力表示：M0vFvG机械G理想驱动输出(3)机械效率的力矩表示M0:理想驱动力矩,对应F0的驱动力矩。M:实际驱动力矩,对应F的驱动力矩。(3)因驱动力与驱动力矩成正比，所以有：η＝F0/FMvFvG机械G实际驱动输出理想驱动力为F0＝Gtgα，例1斜面机构正行程效率η解:已知正行程F＝Gtg(α＋φ)因其正行程