5机械的效率和自锁解析.ppt

第五章机械的效率和自锁§5-1机械的效率关于机械系统中,输入功、输出功、损失功的解释: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Wd表示;输出功—在一个机械系统中,克服工作阻力(或阻力矩)所作的功,称为输出功,用Wr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Wf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:frdWWW??以功率的形式表示,则有:frdNNN??dfdrddNNNNNN??将上式等号两边同除以输入功率Nd,得:dfdrNNNN??1令式中:??drNN得到机械效率的表达式为:dfNN??1?令:dfdfWWNN???—?机械损失系数1????由于机械摩擦不可避免,故必有:,0??1??效率恒小于一FF?GG?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,VF、VG分别为F、G作用点沿该力作用线方向的分速度,其效率为:100???FGdrFGNN???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,当工作阻力为G时,所需的驱动力为理想驱动力F0由于理想机械不存在摩擦,显然理想驱动力F0小于实际驱动力F,此时机械的效率为:FGdrFGNN?????(a)(b)FGFG??0?将(b)代入(a)中FGFG??0?(a)FGdrFGNN?????(b)FFFF???0?FF0?如用力矩表示,则有:(c)MM0??(d)综合(c)、(d),可得到:??理想驱动力实际驱动力=理想驱动力矩实际驱动力矩效率也可用阻力或租力矩表示为:??理想工作阻力实际工作阻力=实际工作阻力矩理想工作阻力矩00MMGG?????MMFF00???小结:用驱动力或驱动力矩表示的效率公式为:用工作阻力或工作阻力矩表示的效率公式为:MMFF00???00MMGG?????—M00、F理想驱动力、理想驱动力矩;—MF、实际驱动力、实际驱动力矩;—M00?、G理想工作阻力、理想工作阻力矩;—MG?、实际工作阻力、实际工作阻力矩;以上为机械效率的计算法,但在实际设计中,更常用到的是实验法和经验法,即确定机械效率的三种方法分别为:计算法经验法实验法—适用于创新机器产品、无经验可循的效率确定;—适用于传统机械产品设计。三种不同机器组合的效率计算(1)串联组合机器的效率计算(2)并联组合机器的效率计算(3)混联组合机器的效率计算(1)串联组合机器的效率计算dP1P2P12KKP1?KP…123121????KKdPPPPPPPP▲总效率为各机器效率的连乘积。即:串联组合机器传递功率的特点:前一机器的输出功率为后一机器的输入功率。▲串联机器中任一机器的效率很低,都会使整部机器的效率很低;▲串联的机器数目越多,效率越低。串联组合机器的总效率1?K?2?dPP11??1??KKKPP?122PP??dKPP??33?3P233PP????dKPP?K321????????K???????????321(2)并联组合机器的效率计算…dP2?K?KP2P1P1P?KP?2P?各机器的输入功率为:P1、P2…PK,并联机组的特点:※机组的输入功率为各机器输入功率之和;※机组的输出功率为各机器输出功率之和;并联组合机器的总效率?????diridrPPPP?1?KKKPPPPPP?????????????212211???rP—机器的输出功率dP—机器的输入功率KrPPPPP????????????321KdPPPPP????????321KKPPPPPP???????????????2121111????PP222????PPKKKPP????输出功率为:(3)混联组合机器的效率计算5??4?4??3??3?2P?2P??dP1P2P3P?rP?4P??3P??rP??21混联组合机器的总效率drPP???????????η′—串联机构的效率η″—并联机构的效率Q122′345例1在图示的电动卷扬机中,已知其每一对齿轮的效率η12、η2′,,载荷Q=50000N。其上升的速度V=12m/min,求电机的功率?解:,故机构总效率:543212????????????????载荷上升的速度:smm/????机构的工作功率为::???rdPP????