第五章机械的效率和自锁§5-1机械的效率§5-2机械的自锁作者:潘存云教授重力功动能增量有害功有效功驱动功ωmtω一、机械运转时的功能关系§5-1机械的效率1.动能方程机械运转时,所有作用在机械上的力都要做功,由能量守恒定律知:所有外力之功等于动能增量2.机械的运转Wd―Wr―Wf±WG=E-0>0输入功大于有害功之和。Wd―Wr―Wf±WG=E-E0a)启动阶段速度0ω,动能0E启动作者:潘存云教授ωmtω稳定运转启动b)稳定运转阶段在一个循环内有Wd―Wr―Wf=E-E0=0②匀速稳定阶段ω=常数,任意时刻都有:①变速稳定阶段ω在ωm上下周期波动,ω(t)=ω(t+Tp)WG=0,△E=0Wd=Wr+WfWd―Wr―Wf=E-E0=0Wd=Wr+Wfc)停车阶段ω0Wd―Wr―Wf±WG=E-E0<0停止输入功小于有用功与损失功之和。输入功总是等于有用功与损失功之和。§5-1机械的效率一、机械效率及其表达形式1、机械效率Wd=Wr+Wf输入功(驱动力)输出功(生产阻力)损失功(摩擦等)机械效率:=Wr/Wd=1-Wf/Wd机械损失率:=Wf/Wd+=1损失不可避免Wf→>0;<1机械稳定运转时,其输入、输出功满足一、机械效率及其表达形式)功表示法:=Wr/Wd=1-Wf/W)功率表示法:=Pr/Pd=1-Pf/Pd)力(或力矩)表示法:2、机械效率的几种表达方式输入输出工作机=Pr/Pd=GvG/FvF若为理想机械(不计摩擦)0=1①设输出功率不变(仍为GvG,生产阻力不变的情况下给定理想驱动力)GvG=F0vF(克服G,需要F0(理想驱动力)(G))=GvG/FvF=GvG/G0vG=G/G0<1输入输出工作机F0vFvGG作者:潘存云教授理想机械对理想机械,当工作阻力G一定时,有理想驱动力F0η0=Pr/Pd=GvG/F0vF代入得η=F0vF/FvF=F0/F用力矩来表示有η=Md0/Md=1同理:当驱动力F一定时,理想工作阻力为G0:G0vG/FvF=1得:η=GvF/G0vF=G/G0用力矩来表示有:η=MG/MG0理想机械FvFvGG0FvFvGG机械若为理想机械(不计摩擦)0=1理想生产阻力(力矩)实际生产阻力(力矩)实际驱动力(力矩)理想驱动力(力矩)机械效率可表示为:(1)在克服同样生产阻力(力矩)的情况下,理想驱动力(力矩)与实际驱动力(力矩)之比值(2)在同样驱动力(力矩)的情况下,机械所能克服的实际生产阻力(力矩)与理想生产阻力(力矩)之比值二、机械效率的计算斜面机构(螺旋)为例GFFNFFR21vFGFR21+...