1、第五章第五章 機械的效率及自鎖機械的效率及自鎖5-1 機構的效率機構的效率5-2 機械的自鎖機械的自鎖 因摩擦損失是不可避免的，故必有 0和 1。 機械的損失功(Wf)與輸入功(Wd)的比值，5-1 機構的效率機構的效率1. 機械效率的概念及意義（1）機械效率 機械的輸出功(Wr)與輸入功(Wd)的比值，以表示。機械損失系數或損失率，以 表示。Wr/Wd1 1Wf/Wd（2）機械效率的意義 它是機械中的一個主要性能指標，機械效率反映了輸入功在機械中的有效利用的程度，降耗節能是國民經濟可持續發展的重要任務之一。2. 機械效率的確定（1）機械效率的計算確定1）以功表示的計算公式Wr/Wd1Wf/W

2、d2）以功率表示的計算公式Pr/Pd1Pf/Pd3）以力或力矩表示的計算公式F0/FM0/M即 理想驅動力實際驅動力理想驅動力矩實際驅動力矩G實際機械裝置 理想機械裝置 0 = Pr /Pd=GvG /FvF00 = GvG /F0vF =1vGvFF機構的效率機構的效率(2/10) 因其正行程實際驅動力為FGtan()，理想驅動力為F0Gtan，故例1 斜面機構已知 正行程 F Gtan()反行程 FGtan()現求 及 解 F0/Ftan/ tan() F0 /F tan/ tan()對嗎？ 因其反行程實際驅動力為GF/tan()，理想驅動力為G0 F/tan，故G0/G tan()/ t

3、an機構的效率機構的效率(3/10)例2 螺旋機構已知 擰緊時 M Gd2tan(v)/2放松時 MGd2tan(v)/2現求 及 解采用上述類似的方法，可得擰緊時 M0/M tan/ tan(v)放松時 G0/G tan(v)/ tan 機構的效率機構的效率(4/10)（2）機械效率的實驗測定機械效率的確定除了用計算法外，更常用實驗法來測定，許多機械尤其是動力機械在制成后，往往都需作效率實驗。現以蝸桿傳動效率實驗測定為例加以說明。1）實驗裝置GF2RQ定子平衡桿電機轉子電機定子磅秤千分表彈性梁砝碼皮帶蝸桿制動輪蝸輪聯軸器機構的效率機構的效率(5/10) 同時，根據彈性梁上的千分表讀數（即代表

4、Q力），來確定出制動輪上的圓周力FtQG， 從而確定出從動軸上的力矩M從，M從FtR(QG)R該蝸桿的傳動機構的效率公式為 P從/P主從M從/(主M主)M從/(iM主)式中 i為蝸桿傳動的傳動比。 對于正在設計和制造的機械，雖然不能直接用實驗法測定其機械效率， 但是由于各種機械都不過是由一些常用機構組合而成的，而這些常用機構的效率又是可通過實驗積累的資料來預先估定的（如表5-1 簡單傳動機構和運動副的效率）。 據此，可通過計算確定出整個機械的效率。2）實驗方法 實驗時，可借助于磅秤測定出定子平衡桿的壓力F來確定出主動軸上的力矩M主， 即 M主Fl機構的效率機構的效率(6/10)3. 機組的機械

5、效率計算機組 由若干個機器組成的機械系統。 當已知機組各臺機器的機械效率時，則該機械的總效率可由計算求得。（1）串聯 串聯機組功率傳動的特點是前一機器的輸出功率即為后一機器的輸入功率。串聯機組的總機械效率為PrPd P1P2PdP1PkPk-1 12k 即串聯機組總效率等于組成該機組的各個機器效率的連乘積。1k212kPdPrP1P2P1P2Pk-1Pk-1Pk=Pr機構的效率機構的效率(7/10) 只要串聯機組中任一機器的效率很低，就會使整個機組的效率極低；且串聯機器數目越多，機械效率也越低。 要提高并聯機組的效率，應著重提高傳動功率大的路線的效率。結論（2）并聯 并聯機組的特點是機組的輸入

6、功率為各機器的輸入功率之和，而輸出功率為各機器的輸出功率之和。 PriPdiP11+P22+PkkP1+P2+Pk 即并聯機組的總效率與各機器的效率及其傳動的功率的大小有關，且min ，或驅動力F的有效分力Ft總是小于其本身所能引起的最大摩擦力， 即FtFfmax此時，機械將發生自鎖。機構的自鎖機構的自鎖(6/7)例 手搖螺旋千斤頂其反行程驅動力與阻抗力矩的關系為M =Gd2tan( -v)/2當M一定時，而G時，則 tan( -v)0又因機械自鎖時，其摩擦力一方應大于或等于驅動力一方，舉例機構的自鎖機構的自鎖(7/7)例2 斜面壓榨機例3 偏心夾具例4 凸輪機構的推桿故知其自鎖的條件為 v。

7、即 v(2)斜面壓榨機斜面壓榨機力多邊形中，根據正弦定律得：力多邊形中，根據正弦定律得：F132 FR32FR13GFR12G = F R23 cos(-2)/cos-2)/cosGFR13FR23FFR12FR3290+9090-+2-+2-9090-(-)-(-)-29090-v32 FR23F FR R13 +F R R23 + G = 0大小：大小： ？ ？ 方向：方向： FR R32 +F R R12 + F = 0大小：大小： ？ ？方向：方向： F = F R32 sin(-2)/cos-2)/cos 令令F0F0得：得：F= G tan(-2)-2)tan(-2)-2)0022

8、 FR32= -FR32可得：可得：三、發生自鎖的條件（續）三、發生自鎖的條件（續）3）偏心夾具的自鎖條件）偏心夾具的自鎖條件v應滿足的條件：應滿足的條件： 1ss2/ )sin(1 DACs )sin( eOEs 2/ )sin()sin(De由幾何關系得：由幾何關系得：（1）將將s、s1的值帶入的值帶入(1)式可得偏心夾具的自鎖條件為：式可得偏心夾具的自鎖條件為：4）凸輪機構的不自鎖條件）凸輪機構的不自鎖條件xN 1N 2F = 0F= FAN 1= 0F l = F LMf 1f 2 故 2 Ffllf1不自鎖滿足的條件根據不同的場合，應用不同的機械自鎖判斷條件：根據不同的場合，應用不同的機械自鎖判斷條件：驅動力在運動方向上的分力驅動力在運動方向上的分力F Ft tFFf