机械原理讲稿5

1、 第五章第五章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁5.1 机械的效率1) 概念及计算公式（1）效率即为对于输入功的有效利用程度=Wr/Wd=(Wd-Wf ) /Wd=1-(Wf/Wd)将上式除t得功率，则：=Nr/Nd=1-(Nf/Nd)（2）效率也可以用不考虑摩擦时的驱动力与考虑摩擦时的驱动力之比来计算。=Nr/Nd=QVQ/PVP 0=QVQ/P0VP=1 即： QVQ = P0VP 得： =QVQ/PVP = P0VP /PVP = P0 /P= P0 /P= M0 /M由此式，斜面摩擦或螺旋摩擦的效率为：上行：有摩擦时， P=Qtg(）， 无摩擦时，=0， P0=Qtg，则： = P0

2、/P= tg/ tg(）下行： Q是动力，由P=Qtg(）得：Q=P/ tg(）,无摩擦时，Q0= P/ tg则： = Q0 /Q= tg(）/ tg2）效率的计算 Nd N1 N2 N3（1）串联时 1 2 31=N1/Nd, 2=N2/N1, 3=N3/N2= 1. 2. 3小于任一局部i。（2）并联时：Nd =N1 + N2 + N3 + N4 Nr = 1 N1 + 2 N2 + 3 N3 + 4 N4 = Nr / Nd = (1 N1 + 2N2 + 3 N3 + 4 N4) /(N1 + N2 + N3 + N4 )（3）混联时：1 由式可见：当： = 时， Pt =F21 -匀

3、速运动 时， Pt F21 -加速运动 时， Pt F21 -自锁21FtgtgPt 5.2 机械的自锁1）平面滑块 tg=Pt/Pn tg=F21/N21 Pn = N21 则：21FtgtgPt=fvr，当e = 时，Md=Qe=Mf=R21 匀速转动 当e 时，Md=Qe Mf=R21 加速转动 当e 时，Md=Qe Mf=R21 自锁 2）轴颈摩擦3） 用效率判断自锁作为运动 越高越好，当 =0时，即为全部输入功都用来克服损耗功，原来动则空转、原来不动则自锁。即自锁条件为： 0如：斜滑块下滑时：= tg(）/ tg 0即：0 则： 对于斜滑块上行，一般是要保证不自锁，则要： 0，= t

4、g/ tg(） 0即： tg(），则： 90对于螺旋机构的分析，基本同于以上分析，只是其中的为v ，v=arctg fv fv =f / cos，而代入不同的牙形半角。矩形牙： =0，三角形牙： =30 ，梯形牙： =15 ，锯齿形牙： 1=3 ， 2=30 。当为max时，hmax =H (S+r), hmin =H r e)sin(sin1er)sin(sinre 例1 偏心夹具，求楔紧角 esin(）rsin 则：例2 斜面压榨机求：P、Q两力间的关系及自锁问题。解：1. 先以P为主动 .按比例绘图，计算=tg-1f，定R,取2、3为脱离体列方程：P+R12+R32=0R23+R13+Q

5、=0 选比例画图，由正弦公式得： 正向运动要保证不自锁， 10，即：tg(+2） ，则： +2 90 即： 90 -2。)90sin()2sin()90sin()2(90sin0320230RPRQ R23 = R32 可以消去，得： P=Qtg(+2） 此时： )2(01tgtgPP 反向运动要求自锁，20，即：tg(-2） 0，则： -2 0，即： 2。当f=0.12， =7，2 =14，即： 14。一般楔块斜度为1：10，即：= tg-10.1= 6自锁可靠。tgtgQQ)2(02 2. 反行程时，Q为驱动力，以同样方法分析，得： 例3：求咬入角要保证咬入则：/2/2（/2）/2）222

6、cos22sin2tgftgfNN即：例4:螺旋千斤顶，矩形牙，t=4mm,d2=20mm,f=0.15。求：1.提升起Q=5kN所需力矩Md=? 2.放下Q=5kN所需力矩Md=?解：1.提升时 tg=t/d2=4/ 20=0.0637 升角 =arctg0.0637 =3.6426 摩擦角=arctg0.15=8.531 P=Qtg( + )=5 tg(3.6426+ 8.531 ) =1.0786kN (若不是矩形牙，则将v=tg-1fv代入） M=P d2/2= 1.0786 20/2=10.786N .m 2.放下时 P=Qtg( - )=5 tg(3.6426- 8.531 )=0.4276kNM=P d2/2=4.276N.m例5：已知：摇臂钻，滑套L,f。求