机械原理考研讲义四(机械的效率和自锁).pdf
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1、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。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.滑块减速运动减至静止原本运动;b.
2、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。1 2 P Px Py F N R21 2)楔形面自锁条件:3)轴颈自锁条件:(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 2 Q 12 Md r 1 0 R Q Q h Q 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v 在谈到自锁时,一定要说明是对哪个力,在哪个方向
3、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。本章重难点总结 重难点知识点总结 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。本章重难点例题讲解【例题
4、1】从机械效率的观点看,机构发生自锁是由于 。F N R21 n n 1 P Q 2 v F N R n n P Q 1 2 v (2)下降 自锁条件 (1)上升 自锁条件 90-(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=,2=,3=,试求总的效率。解析:该机构是一个典型的
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