械的效率及自锁

青岛农业大学侯明亮

houmingliang@163.conCompositionPrincipleandStructuralAnalysisofMechanisms机械中的摩擦、机械效率和自锁基本要求：1、熟练掌握移动副、螺旋副、转动副中摩擦问题的分析和计算方法。2、熟练掌握机械效率的概念及效率的各种表达式，掌握机械效率的计算方法。3、正确理解机械自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法。4、了解提高机械效率的途径及摩擦在机械中的应用

本章的重点:1、物体所受总反力方向的确定。2、移动副、转动副中摩擦问题的分析方法。3、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主要内容：1几种常见运动副中摩擦问题的分析。2考虑摩擦时机构的受力分析。3机械效率的计算。4自锁现象及机构产生自锁的条件。5-1研究摩擦的目的摩擦的优缺点：摩擦引起能量损耗，降低机械的效率。摩擦引起磨损，降低零件的强度、缩短机械的寿命，降低机械的运动精度。摩擦发热，造成机械卡死。利用摩擦工作，如带传动、摩擦离合器、制动器等。研究摩擦的目的：尽量减少其不利影响，充分发挥其有用的方面。

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当量摩擦系数：当拘量司摩猴擦骄系授数俭相辣当巴于宅把罗楔叨形洗滑号块仿视羞为棋平组面推滑荣块乞时纱的地摩嫂擦觉系喷数遇。由于大于，故楔形滑块摩擦较平滑块要大，因此常常利用楔形增大所需的摩擦力。V带传动、三角螺纹联接即为其应用的实例。影泛响绵当毁量允摩颂擦犁系督数舒的雀因怜素察：１狐）汇接候触搅面揪的策几落何善形院状宽。２司）坟摩孔擦权系虾数5脾.渡1绝.虹2圆螺招旋嗽副距中欣的骂摩字擦研仍究暂螺讨旋致副柿时闲的债假焰定该：１榜）领螺蒜母胖与率螺汇柱夺间钥的改压终力罪Ｑ错作模用条在矮螺猫旋谈平煮均贺半液径择ｒ０的病螺采旋恐线漂上匹。２屯）叹螺已旋压副意中新力鲁的砖作艳用相与眨滑择块各和选斜留面灾间严力葱的间作秧用浊相纹同听。富这搬样清就块可谅以麦把刊平赖均座半伏径构处艳的拉螺渗旋参线毅展读开稀在酸平义面咳上勇，视将空狱间腥问偏题员化云为还平扣面围问娱题巧来萌研抓究鲁。1般.矩蒸形御螺执纹争螺境旋蜡副疾中蜘的卡摩弦擦力羞矩沿Ｍ紫可赏用朗假亏想继作碎用它在蒙螺悦纹沾平灶均拨半南径ｒ０处腹的覆水堂平秤力焦Ｆ谁代随替挤，敌即拧浩紧拔螺宾母查时踩，逐相器当蠢于塘滑费块杂沿疑斜群面闯上困升窑：松找开遗螺摄母准时糖，答相只当暴于什滑蓝块遮沿都斜宫面扒下苍滑逆：Ｍ薄‘育为江正屈值律，歉为恢阻说止扮螺怨母喊加林速务松过退差的净阻峡力题矩猛；Ｍ鸟‘规为廊负背值站，呆即为捞放啦松混螺书母阀所往需膊的句驱估动宅力扮矩交。2依.三赔角版形肺螺计纹米螺起旋气副绳中竟的韵摩臣擦研莲究此非超矩皂形椅螺歌纹掌时小，袋可勿把王螺牧母自在虾螺凡柱梢上尖的歉运哨动狼近昆似秧地至认码为膨是板楔痒形沙滑冒块拒沿貌槽尤面晃的侄运昼动肠，斤而宗斜浴槽轰面击的院夹订角鱼可热认威为愚等多于β为舅非跳矩歉形物螺油纹岗的宴半搭顶瞧角舰。则门当虽量闭摩腊擦爬系表数须为册：则瓦当嘉量钩摩专擦贷角滔为退：拧紧力矩：防松力矩：5哗.衡1弓.钥3甲转饼动惧副兆中药的只摩李擦转岗动植副邮按畏载居荷牺作苍用仙情潮况刃不陕同注分胖为混两痒种乐。１钻）鹅轴吩颈茎摩易擦酬：僵当早载沙荷补垂轨直捧于蒸轴总的演径奶向己的逮转泉动委副仍摩掘擦２现）蛮轴差端蠢摩子擦合：酷当烂载钓荷才平辈行穴于畅轴吐的悠几扒何腥轴英线赠的腹转禾动泻副共摩浆擦轴傻颈念摩匆擦轴躁端每摩庄擦１浮、轴见颈傲摩楚擦现跳设研轴喂颈肃Ａ斗受傻驱终动秤力俯矩湿Ｍ殃的株作既用肠作机等苗速城回昨转害，桑根脚据研平验衡缩慧条冠件葵知隆，盒轴那承浊Ｂ赌对歼轴酬颈北Ａ增所晓有晕法豆向窃反刺力棒Ｎ掉和列摩缩慧擦起力求Ｔ现合潮成法后消的暂总悲反枣力骑ＲＢ顽A必英与称Ｑ织等逼值患反鞠向隔，宵ＲＢ跨Ａ与背Ｑ零必控组肢成戚一煎对么力溪偶泥Ｍｆ，征力征偶欧矩蜜Ｍ假与引Ｍｆ等谣值脑反浑向筒，力止偶度臂却为扮：因欺为聚：则轧：摩亩擦瓦力育矩芽：当驳量羞摩汁擦汁系闻数宪：由庭前韵面换的街知拖识痒知欧：力姥偶夏臂枯为宜：摩筑擦益园艳：以休力夕偶东臂往为们半佛径专的杜圆榆。摩厚擦忽园右半拼径章：力画偶矩臂ρ在取对烤机护构芽进讯行骄受愉力紫分睡析酿时铁，涨需枕要梯确心定卧转害动塌副稀中鹊的抄总寻反肠力划，腔总沃反引力家的沃方湾位芝可拒根裁据读如宵下搭三升点虹确径定凳：①侍在坝不恒考饭虑送摩周擦题力归的柔情挡况少下什，荷根垫据己力俘的蓝平陵衡胀条同件越，辛确协定配不船计绕摩转擦易力踩时世的乒总迅反课力肉的承方米向顷；②匆考耗虑隐摩阅擦己时名，哗总殊反嘴力切应林与包摩盲擦隙圆祖相鹊切淡；③拔轴铸承邮B净对放轴据颈毫A谜的秤总值反拿力火对能轴裹颈耕中好心惰之嚼矩访的绸方劫向望必遵与蚂轴叮颈哲A罢相敏对承于享轴吐承恐B悲的罩相皮对析角洁速墓度众的蛾方屿向贝相舒反新。2奋、轴框端蹈摩赞擦当绵轴散端甲在瓦止言推纠轴掀承挡上鹿旋耗转悄时赏，汪接猫触群面挂间骨将庭产峡生拜摩环擦消力孩。浸摩铸擦道力纸对窃轴贞回血转唱轴历线纺之愚矩廊即霜摩面擦纽奉力亲矩环仇形四微归面拒积环猪形如微虫面陡积勒上称所陈受昆的景正岭压俗力摩优擦军力青为轴监端述所郊受选的扛摩社擦就力雨矩A蔬新真轴笋端可茂认嫂为趣整足个诞轴许端武接汇触颈面苹上仔的态压隔强处冤处厨相更等上摆式筝可纲分各两谱种潜情爱况拿讨壳论息。B桌跑聋合新轴洁端经赚过咐一创段凡时剃间新工略作标后托的愉轴络端宇。轴闯端共与刊轴赤承榜接著触糠面针的诱压另强钓不板再其处界处幕相杯等奔，荡而母更碧符揪合轴飞端畜中牧心昼处旺的应压萝强统非懒常昏大架，探极棉易木压杠溃粱，导故恢对同于湿载供荷速较珠大驼的夹通婚常哨作区成沫空该心舌的移稿动悬副炊中狮总安反趴力采的截方以向处确客定荣：①盆总崭反悄力坏与沸法损向斜反预力陕偏却斜动一社摩惕擦立角背或菊当馆量染摩铅擦物角拨；②则总骗反豆力山与开法淘向睡反风力践偏删斜聋的伴方炸向献与杰构欢件海1唇相嚼对舌于坝构诵件由2锈的矩相失对蓄速虾度破方才向科相叫反咳。注催意镜：1移夹动进副朵中驳的蝴总塔反筒力员与捧法矩向愚反互力瞎偏板斜起的观角罪度桥始寇终损为似摩金擦秀角线或南当锈量喝摩帽擦亿角趁吗缠？2记槽萍面仰接套触刚的吴摩偶擦驾力养大叫于圾平建面隆接慰触伞的惕摩盛擦咬力庭，尾是蔽因未为愁槽柳面碰接盟触寻的世摩夸擦卷系肤数娃大贿吗击？3刮影粥响勤当喝量走摩颂擦诱系葬数义的狂因鄙素蒸有震哪牲些追？例体5摊-园1顿如旧图齐所修示牛的采铰录链你四淘杆叶机玩构软，贺曲鸟柄屑1翻为骨主坐动氏件犯，宰在时力乖矩片的迫作灭用常下显沿鸡方输向量回呀转怎，挺试津求奴转筑动贩副扑B诞、矿C遣中芬总羊反孙力订的念方省位够。绝图紧中参虚技线绪小晋圆味为蛇摩迈擦执圆箭，验解撞题震时暗不闷考世虑摊构孕件给的给自产重圾及观惯胸性密力椒。5虑.臣2萝考粉虑端摩难擦否时耻机娱构肆的扣受胸力疏分销析例哪5她-亡2绵如业图再所合示竞的幅四超杆衡机庆构绕，碑曲慢柄坏1奖为宵主童动瓣件馅，逮在华力幕矩处的星作裂用颈下瘦沿暴方值向荐回幸转巧，购试钻求骑各答运范动办副和中准的拖反课力究及话作积用冷在器构瓜件必3郊上哲的践平湖衡脚力仁矩先。袖图哨中或虚泪线距小隔圆年为炮摩骗擦段圆盾，杯解革题聋时茂不喜考爹虑匆构封件科的振自球重蒙及贸惯棚性遍力絮。例株5劈燕-揪3庭图断示剩曲服柄秤滑伏块垃机头构复，饰已戚知雹各愈构猾件肚的店尺桥寸探（担包粥括需转木动枯副别的沉半覆径喘）酬，育各摘运锈动姜副角中史的变摩夸擦攀系削数鼓，桌作州用览在阔滑亦块且上上的训生余产戒阻犹力嘴为白，坐试扬对缓该重机没构给在主图候示昆位柱置匙时获进株行壮受晒力锈分绍析达（闹各圣构焰件售的宰重荣量异及应惯多性灶力愁均恒忽悔略过不滴计袋）伸，屿并极确煌定粥加贯于供点两B县与彩曲替柄呜A烈B滨垂沾直即的曾平石衡龄力幕的何大祖小歪。结注论遵：①臂考捐虑渐摩盖擦评时颂机沈构浆的泉受馆力简分爪析竖的制关牛键旱是桨确烘定嘉运劳动回副犯中鸭的石总缺反纯力溪的荡方偿位芳。②类转物动丙副供中掩总弦反罗力姐的抬确促定诞应绸遵抹循桑三趟点秆。③李移蛾动慢副给中迷的彼总箭反刮力在的悟确壤定州应倾遵姐循熊两骄点懂。④况进钉行男力潮分盘析吗时踏，倚首驻先蔬从每二仙力症构蠢件吐开性始稿。恭对宴其刺他柜构缠件呢力替的限分贱析宅应浊遵扛循咏力馒的同平芹衡店条殊件煤。例跃5该-锋4增图所示云机切构利，俭已饰知艇各倚构芬件巾的猪尺弹寸或（多包溉括北转僻动饿副辰的窑半良径炎）役，稠各拼运驼动芽副拨中女的复摩汗擦幻玉系庸数宋，莫作炎用战在集滑姿块偿上仇的途生决产步阻哄力溜，宰试昌对坚该教机叠构北在米图计示烫位赞置随时因进锋行扔受杀力便分晌析凑（御各调构专件风的顾重帮量钻及吃惯发性亮力铲均袖忽把略太不怕计冠）堤，雾并付确直定核加民于遣原描动皱件唤1瓶上拥的凡平南衡院力神矩厅。因子摩世擦义损粗失邀是早不型可浑避孤免胳的划，丛故豆必有ξ>辱0洗和η<普1抢。§岸5匀-搬3机简械酒的早效悉率1框.涨机孟械幕效暴率兼的枝概雁念躲及夏意轮义（1）机械效率机械的输出功(Wr)与输入功(Wd)的比值，以η表示。机械损失系数或损失率机械的损失功(Wf)与输入功(Wd)的比值，以ξ表示。η＝Wr/Wd＝1－ξ＝1－Wf/Wd（弹2傅）简机沟械咸效炮率险的沫意浮义它蔑是机齿械参中增的稼一挽个薄主下要妙性舅能院指箭标损。机裳械孕效锋率哭反亦映荷了愤输宜入废功娃在造机蹲械屠中障的瓜有眯效透利骗用乓的泛程久度洽。降浆耗锦节嘴能条是掀国权民胁经能济介可校持筋续狭发奸展铺的敲重喘要扔任稼务唇之赛一浩。机械稳定运转时:2遭.陪机臭械际效装率揭的细确介定（普1肾）太机晴械秩效眉率购的愈计赵算何确摊定1幼）兰以面功巨表卵示林的刺计代算势公致式η＝Wr/Wd＝雄1藏－Wf/Wd2豆）捐以朴功倾率蚁表佩示姓的吸计贪算受公桐式η＝Pr/Pd＝愿1滚－Pf/Pd3盆）认以别力耳或贝力河矩趣表贱示捷的痕计旱算惨公触式η＝F0/F＝M0/M即η＝理想驱动力实际驱动力理想驱动力矩实际驱动力矩＝利什用绩功茅的怎比狮值储或晃功筋率促的黑比惕值裁计都算眉机考械尊的筹效抛率期往个往笋不着够乐简芹单补，惰下界面碎介昆绍怜一酒种忽用累力素或镜力搏矩接的组形斩式幸表贴示竭效撤率界的泰计射算弯公斗式凉。实依际项机帐械天装幕置η理论机械装置

η00vGvFF理社想柱机发械牌：不此存夺在唱摩茂擦刊的男机椅械钞。理宿想螺机泼械炮所蹄需润的典驱蜡动润力理威想限机摧械就的减效应率核应胀等吸于尿1蛛，丘即理想驱动力：克服同样的生产阻力,因茫其盐正牲行缺程兰实数际俭驱清动豆力关为F＝Gt击a浇n般(α＋φ)虚，架理配想骨驱窑动窜力指为F0＝Gt御a庸nα，扫故例5-1

斜面机构已知：正行程F＝Gtan(α＋φ)反行程F′＝Gtan(α－φ)现求：正行程的η及反行程的η′解η＝F0/F＝照t戚a议nα腔/t辩a者n轮(α＋φ)η＝F0/F＝tanα/tan(α－φ)′′因黄其侮反练行警程好实叉际禾驱奖动兵力汁为G＝F′/境t摧a狱n左(α－φ)盟，疏理疲想晶驱境动广力判为G0＝F′/音t尺a捞nα，咐故η′睬＝G0/G＝蹲t绿a衣n限(α－φ)耻/党t句a距nα对走吗炒？错覆误沟！例遮5淘-右2螺鱼旋被机萄构已知：拧紧时M＝Gd2tan(α＋φv)/2放松时M′＝Gd2tan(α－φv)/2现求：η及η′解采品用票上混述缘瑞类气似剑的区方喂法视，器可糊得拧闷紧渗时η需＝割M0/摩M＝释t夏a双nα进/t爽a好n球(α＋φv)放盆松蚊时η′劲＝G0/G＝黑t出a赠n佛(α－φv)某/话t候a教nα（骄2晕）太机姑械壶效责率称的小实嫩验亦测络定机陕械秀效逝率偷的涝确替定轻除蒜了马用悦计条算坟法斗外垮，忘更言常侮用座实杜验沈法蒙来扔测层定事，许稍多刮机咐械影尤丽其赢是妹动吃力算机幸械帐在肢制苦成粗后潜，吧往浇往群都仍需脚做睛效烘率顽实僚验辅。现向以喝蜗细杆私传星动甘效回率旷实屋验冠测奥定芹为病例卡加针以详说商明援。1潜）向实姑验扔装蹈置定子平衡杆电机转子电机定子磅秤千分表弹性梁砝码传送带蜗杆制动轮蜗轮联轴器据巡寿此昏，塔可篇通坝过计她算孕确多定嫌出菌整搜个杂机赠械侵的满效墓率赶。同洗时弟，届根狐据车弹萍性嘱梁说上歼的车千查分内表怜读余数打（味即间代届表Q力晒）食来逢确焰定制天动返轮宪上绘的筐圆促周月力Ft＝Q－G，从毯而租确厕定谜出泪从辱动眯轴订上泄的斩力止矩M从救。M从＝FtR＝才(Q－G)R该命蜗丧杆撒的宗传腥动某机施构剑的骡效咽率惹公用式果为η＝P从/P主＝ω从M从/染(ω主M主)＝M从/耍(i斧M主)式按中i为葬蜗辩杆袭传息动着的烟传差动瘦比犬。对泄于耻正城在脉设盼计绳和贵制惠造寸的申机槐械滑，仿虽泊然漆不啦能救直辩接赴用烘实遵验童法库测怪定肿其机挽械改效太率地，但加是触由油于盈各僚种岔机冬械库都兽不懂过洒是痒由疲一领些耕常市用妨机适构谷组剧合镜而偿成的绝，抗而纠这宇些身常设用变机屿构存的恰效床率红又平是听可闭通肝过汁实女验货积叠累术的响资基料项来备预宣先医估定得的瞎（胆如麻表旺5缝-胁1亮简亡单朝传溉动推机幕构骆和阿运峡动盘副瓣的造效容率袋）响。2螺）危实叹验酿方已法实享验不时欺，宗可童借忙助蚕于奶磅蒸秤挺测系定绞出春定瓦子诞平醒衡摸杆垫的询压严力F来发确坛定鸦出主需动嗓轴梢上舞的揪力距矩M主，即M主＝F导l涉。3置.钥机薪组消的请机筝械福效努率谜计孩算机跪组由豆若嗓干菠个辨机秀器肺组犁成鲜的片机僵械伏系研统摆。当留已袜知鲜机撤组舟各诞台状机驱器单的靠机爱械文效诵率闷时窑，叼则挂该脸机荡械惕的喊总魂效歌率雾可由立计此算朝求深得幻玉。（蛋1蝴）伤串湾联串匆联字机岛组缸功零率鹿传代动简的淋特勿点禁是里前闲一踏机咸器次的兴输赠出聚功猜率软即闹为绘后殖一享机器检的脆输哪入句功姻率营。串筐联在机瞒组铲的肢总递机秋械遗效摸率谊为PrPdη＝P1P2PdP1…PkPk-1＝＝η1η2…ηk即移串董联茄机击组搁总或效赔率辟等扔于背组押成西该肥机僚组裳的糖各薪个鼓机橡器碧效榜率肯的刷连旬乘壤积太。1k2η1η2ηkPdPrP1P2P1P2Pk-1Pk-1Pk=Pr只份要世串深联辜机监组揭中芦任喝一宣机忽器搏的贸效撇率与很阀低局，告就艇会俯使货整嚷个再机组欺的六效竖率盯极臂低呼；瓦且估串泛联够机盈器扮数恩目扯越甘多察，问机歪械何效宇率师也香越柜低范。结饱论（剥2博）县并冤联并同联废机棒组罚的艘特讽点血是抖机迷组雁的桂输贪入炮功率糟为浑各责机捉器粒的图输遣入叉功抄率且之规和团，辩而害输泛出功强率赤为存各市机需器焦的评输杀出锄功剥率佩之污和泥。η＝∑Pri∑PdiP1η1+P2η2+…+PkηkP1+P2+…+Pk＝即惕并花联去机城组浪的锐总专效宫率辞与昂各摇机势器责的财效月率阻及街其筑传娇动盆的托功艘率侍的途大小灵有祸关棕，鼓且ηm左i茂n<雹η种<再ηm滔a惧x；机膨组愿的粒总浓效怕率制主贸要锻取部决漠于厌传阿动些功中率回大的队机易器创的途效盼率烈。要提高并联机组的效率，应着重提高传动功率大的路线的效率。结论12kη1η2ηkP1η1P2η2PkηkP1P2PkPd（3）混联混联机组的机械效率计算步骤为1）将输入功至输出功的路线弄清楚；2）分别计算出总的输入功率∑Pd和总的输出功率∑Pr；3）按下式计算其总机械效率。η＝∑Pr/∑Pd例忍5站-仪3已筋知出某仔机月械挑传塌动顶装兔置叼机找构遗的策效珍率堵和豆输菊出辅功挎率咏，乔求岭该机意械顶传迫动押装租置舟的既机江械牺效谦率或。解机构1、2、3′及4′串联的部分Pd＝Pr/(η1η2η3η4)′′′′＝5kW/(0.982×0.962)＝5.649kW机买构1、2、3"锣、4"拜及5"块串谢联类的别部证分故轿该杠机命械泪的眯总粘效届率脆为η＝∑Pr/∑Pd＝(5+0.2)kW/(5.649+0.561)kW=0.837＝0.2kW/(0.982×0.942×0.42)＝0.561kWPd＝Pr

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