机械设计原理-机械的效率

12.1机械中的摩擦

12.2机械效率和自锁

12.3提高机械效率的途径

12.4摩擦在机械中的应用第12章机械的效率（本章自学）本章重点难点：本章的重点:物体所受总反力方向的确定移动副、转动副中摩擦问题的分析方法自锁现象和自锁条件的判断本章的难点:

关于自锁条件的判断12.1机械中的摩擦

1）平面摩擦12.1.1移动副中的摩擦滑块与平面构成的移动副，滑块在自重和驱动力的作用下向右移动。效率是衡量机械性能的重要指标研究机械中摩擦的主要目的在于寻找提高机械效率的途径12.1机械中的摩擦

12.1.1移动副中的摩擦2）斜面摩擦沿斜面等速上升沿斜面等速下滑12.1.1移动副中的摩擦3）槽面摩擦当量摩擦系数：当量摩擦角：

12.1.2螺旋副中的摩擦1.矩形螺纹螺旋副中的摩擦

12.1.2螺旋副中的摩擦2.三角形螺纹螺旋副中的摩擦拧紧力矩：防松力矩：12.1.3转动副中的摩擦1.径向轴颈的摩擦2.止推轴颈的摩擦12.2机械效率与自锁

12.2.1机械效率的表达形式作用在机械上的力：驱动力生产阻力有害阻力通常把驱动力所做的功称为驱动功（输入功）Wd克服生产阻力所做的功称为输出功Wr克服有害阻力所做之功称为损耗功Wf

机械稳定运转时:机械效率:12.2.1机械效率的表达形式1.效率以功或功率的形式表达机械效率等于理想驱动力与实际驱动力的比，也等于理想驱动力矩和实际驱动力矩之比。2.效率以力或力矩的形式表达1)克服同样生产的阻力Q以力的形式表达以力矩的形式表达12.2.1机机械械效效率率的的表表达达形形式式2.效效率率以以力力或或力力矩矩的的形形式式表表达达机械械效效率率等等于于实实际际机机械械克克服服的的生生产产阻阻力力Q与理想机械械所能克克服的生生产阻力力Q0之比，也也等于机机械所能能克服的的实际生生产阻力力矩与理理想生产产阻力矩矩之比。。1)克服服同样生生产的阻阻力Q以力的形式表达以力矩的形式表达2)同样样驱动力力F12.2.2机机械系系统的机机械效率率1.串联联结论：串串联系统统的总效效率等于于各机器器的效率率的连乘乘积。串串联的级级数越多多，机械械系统的的效率越越低。系统的总效率：12.2.2机机械系系统的机机械效率率结论：并并联系统统的总效效率不仅仅与各组组成机器器的效率率有关,而且与与各机器器所传递递的功率率也有关关。2.并联系统的总效率：12.2.2机机械系系统的机机械效率率3.混联联由串联和和并联组组成的混混联式机机械系统统。其总效率率的求法法按其具具体组合合方式而而定。设串联部分效率为

并联部分效率为系统的总效率：12.2.3机机械的的自锁机械的自自锁：在在实际机机械中，，由于摩摩擦的存存在以及及驱动力力作用方方向的问问题，有有时会出出现无论论驱动力力如何增增大，机机械都无无法运转转的现象象。此时无论论F多大，均均无法使使滑块运运动，出出现自锁锁现象。。此时驱驱动力作作用在摩摩擦角内内。驱动力有效分力：阻力为摩擦力：当

时有1)移移动副12.2.3机机械的的自锁由于驱动动力矩总总小于它它产生的的摩擦阻阻力矩，，故无论论Q如何增大大，也不不能使轴轴转动，，即出现现自锁现现象。作用在轴颈上的载荷为Q，当2)转动动副即Q作用在摩摩擦圆之之内。此时（，）1.机机械是否否发生自自锁，与与驱动力力作用线线的位置置和方向向有关。。

1））在移动动副中，，若驱动动力作用用在摩擦擦角之外外，则不不会发生生自锁；；

2））在转动动副中，，若驱动动力作用用在摩擦擦圆之外外，则不不会发生生自锁。。12.2.3机机械械的自自锁总结2.若若一一个机机械的的某个个环节节发生生自锁锁,则则该机机械必必发生生自锁锁。自锁时时,驱驱动力力不超超过它它产生生的摩摩擦阻阻力，，即此此时驱驱动力力所做做的功功总小小于或或等于于由它它所产产生的的摩擦擦阻力力所作作的功功。此此时机机械的的效率率小于于或等等于零零。故一个机械械是否会发发生自锁，，可以通过过分析组成成机械的各各个环节的的自锁情况况来判断。。故可借机械械效率的计计算式来判判断机械是是否自锁和和分析自锁锁产生的条条件。12.2.3机械械的自锁3.系统统任意环节节自锁则系系统自锁，，故在分析析机械系统统的自锁特特性时应注注意。1)机械通通常有正反反两个行程程，它们的的机械效率率一般并不不相等，反反行程的效效率小于零零的机械称称为自锁机机械。2)自锁机机械常用于于卡具、螺螺栓连接、、起重装置置和压榨机机械上。3)但自锁锁机械的正正行程效率率都较低,因而在传传递动力时时,只适用用功率小的的场合。机械运转中中影响其效效率的主要要因素为机机械中的损损耗，而损损耗主要是是由摩擦引引起的。要要提高机机械的效率率必须采取取措施减少少摩擦。一一般从设计计、维护和和使用三个个方面来考考虑。12.3提高机械效效率的途径径设计方面主主要采取以以下措施：：尽量简化机机械系统选择合适运运动副形式式在满足强度度,刚度的的条件下,减小构件件尺寸设法减小摩摩擦减小因惯性性力引起的的动载荷1.摩擦擦离合器12.4摩擦在在机械中的的应用主动轴靠近近从动轴并并紧密接触触，两盘间间的摩擦力力带动从动动轴转动。。2.摩擦擦制动器3.摩擦擦连结刹车时，刹刹车片靠紧紧钢片，摩摩擦力使钢钢片停下来来。顶尖柄撞入入顶尖座后后，由于顶顶尖柄存在在小锥度，，在顶尖柄柄和顶尖座座之间产生生摩擦力，，锁紧顶尖尖。本章基本要要求：1.能够熟熟练地对移移动副中的的摩擦问题题进行分析析和计算；；2.掌握螺螺旋副及转转动副中摩摩擦问题的的分析和计计算方法；；3.熟练掌掌握机械效效率的概念念及效率的的各种表达达形式，掌掌握机械效效率的计算算方法；4.正确理理解机械自自锁的概念念，掌握确确定自锁条条件的方法法；5.了解提提高机械效效率