机械原理考研讲义四(机械的效率和自锁)(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第五章 机械的效率和自锁 效率是衡量机械性能优劣的重要指标，而一部机械效率的高低在很大程度上取决于机械中摩擦所引起的功率损耗。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。机械的自锁问题及移动副自锁条件的求解是本章的难点之一。5.1本章知识点串讲【知识点1】机械效率及其计算定义：机械的输出功与输入功之比称为机械效率，= Wr / Wd。性质：时，驱动力P的作用线在摩擦角之外。Px F，即滑块加速；（2）当=时，P与R共线。Px = F：a. 滑块等速运动原本运动；b.静止不动原不动，具有运动趋势。（3）当时，驱动力P的作用线在摩擦角之内。Px F，a. 滑块减速

2、运动减至静止原本运动；b.静止不动原不动，不论P有多大。故平面自锁条件，等号表示条件自锁。2）楔形面自锁条件：与平面摩擦相对应，对于楔形面摩擦可以直接用fv代替f，相应地可以用v代替。自锁条件v3）轴颈自锁条件：2Q12Mdr10R21Q Qh Q（1） 当h 时，构件加速回转。（2） 当h = 时a. 轴颈等速运动原本运动；b. 轴颈静止不动原不动，具有运动趋势。（3）h 时a. 构件原运动，将减速至静止；b. 构件原静止，仍保持静止。故轴颈自锁条件为： h ，即表现为驱动合力与摩擦圆相割或相切。4）斜面自锁条件FNjR21nna1PQ2vaFNjR21nnPQ12v(2) 下降自锁条件(1

3、) 上升自锁条件 90-在谈到自锁时，一定要说明是对哪个力，在哪个方向上自锁。自锁条件可用以下3种方法求得： (1) 对移动副，驱动力位于摩擦角之内；对转动副，驱动力位于摩擦圆之内。(2) 令工作阻力小于零来求解。对于受力状态或几何关系较复杂的机构，可先假定该机构不自锁，用图解解析法或解析法求出工作阻力与主动力的数学表达式，然后再令工作阻力小于零，解此不等式，即可求出机构的自锁条件。 (3) 利用机械效率计算式求解，即令0。这种方法比方法(2)复杂，当机构由多个子机构组成时，若用整个机构的机械效率求解时，可能会出现“负负得正”的问题，而得出错误的结果。5.2本章重难点总结5.2.1重难点知识点

4、总结机械的自锁问题及移动副自锁条件的求解是本章的难点之一。5.2.2本章重难点例题讲解【例题1】从机械效率的观点看，机构发生自锁是由于 。( 驱动力太小 生产阻力太大 效率小于零 摩擦力太大 )解析：此题是我们武汉理工大学某年的真题，很简单，相信很多同学都能做出来但是有的同学万一不会做怎么办呢？对于这一题我们还可以用排除法来做对于第选项，它们说的都是力，但是题目要求我们从效率的观点看，所以很容易就可以将它们排除将它们排除之后就只有一个选项了，也就是本题的正确答案。【例题2】在如图所示的机构中，已知1=0.8，2=0.9，3=0.8，试求总的效率。解析：该机构是一个典型的串联机构，直接根据串联机

5、构的效率计算方法来求。=1*2*3=0.576【例题3】在如图所示的机构中，已知1=0.8，2=0.8，3=0.9，4=0.9，并且Nd1=50w，Nd2=60w，Nd3=80w，Nd4=80w，试求总的效率。解析：该机构是一个典型的并联机构，直接根据并联机构的效率计算方法来求。= (Nd1*1+Nd2*2+Nd3*3+Nd4*4)/ (Nd1+Nd2+Nd3+Nd4)=0.85926.【例题4】图示为一斜面压榨机。求在去掉水平力P后的机构自锁条件。vR324QP123annammR42jjR23jR43解析：分析相对运动情况，标出运动上总反力之方向线。对受力体2和3，分别列出平衡方程式为：Q

6、 + R42 +R32 = 0P + R43 + R23 = 0有: Q = R32 *sin(-2) /cosP = R23 *cos(-2) /cos即：Q = P *ctg(-2)且：Q0 = P *ctg因而：=Q0 / Q =tg(-2)/tg所以：2【例题5】对于并联机构，为什么min (Nd1min + Nd2min+ + NdKmin) / (Nd1 + Nd2 + + NdK) =min = (Nd11 + Nd22 + + NdKK) / (Nd1 + Nd2 + + NdK) (Nd1max + Nd2max+ + NdKmax) / (Nd1 + Nd2 + + NdK

7、) =max【例题5】图示为一偏心夹具，已知其摩擦圆半径为，楔紧角为，偏心盘的外径为D，偏心距为e，分析保证其自锁的条件。HDes1s解析：去掉压力F后，偏心盘有沿逆时针方向转动放松的趋势，由此可知被压物体对夹具的作用力R23如图所示。分别过偏心盘的圆心和其回转中心作R23的平行线。则其自锁条件为R23与摩擦圆相切或相交，即s-s1由三角形的尺寸关系可得s1=s=由以上三式可得，-即为自锁条件。5.3本章典型题库5.3.1作业1试说说移动副和转动副自锁的条件分别是什么？ 2斜面自锁的条件是什么？3从机械效率的观点看，机构发生自锁是由于。4试举几个应用自锁的例子。5某机械的效率为，则取值范围是。

8、6如图所示，构件1为凸轮机构的推杆，它在P力作用下沿导轨2向上运动，设两者间的摩擦系数f=0.2，试问为避免发生自锁，导轨的长度L应满足什么条件（构件1重量不计）？5.3.2作业答案1移动副自锁的条件是驱动力作用于摩擦角之内；转动副自锁的条件为驱动力作用于摩擦圆之内。2上升时自锁的条件为 90-。其中为斜面的斜角，为摩擦角；下降时自销的条件为。3效率小于零。4螺旋千斤顶；斜面压榨机；偏心夹具等；501；6因推杆在力P的作用下与导轨的两端点接触，在该两点处将产生正压力PN1，PN2和摩擦力Ff1,Ff2。根据所有力在水平方向上的投影和应为0的条件，有PN1 =PN2，根据所有的力对A点力矩之和应为0的条件，有PN1L=P100要使推杆不发生自锁，必须满足下式PFf1+ Ff2=2fPN1=40P/L，得L40专心-专注-专业