機(jī)械的效率及自鎖(修改版)(已修改)
2025-02-20 13:37 本頁面
【正文】 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) Composition Principle and Structural Analysis of Mechanisms 基本要求： 熟練掌握移動副、螺旋副、轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析和計(jì)算方法。 熟練掌握機(jī)械效率的概念及效率的各種表達(dá)式，掌握機(jī)械效率的計(jì)算方法。 正確理解機(jī)械自鎖的概念，掌握確定自鎖條件的方法。 了解提高機(jī)械效率的途徑及摩擦在機(jī)械中的應(yīng)用 ? 本章的重點(diǎn) : 物體所受總反力方向的確定。 移動副、轉(zhuǎn)動副中摩擦問題的分析方法。 自鎖現(xiàn)象和自鎖條件的判斷 ? 本章的難點(diǎn) : 關(guān)于自鎖條件的判斷 主要內(nèi)容： 1 幾種常見運(yùn)動副中摩擦問題的分析。 2 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析。 3 機(jī)械效率的計(jì)算。 4 自鎖現(xiàn)象及機(jī)構(gòu)產(chǎn)生自鎖的條件。 研究摩擦的目的 摩擦的優(yōu)缺點(diǎn)： 1. 摩擦引起能量損耗，降低機(jī)械的效率。 2. 摩擦引起磨損，降低零件的強(qiáng)度、縮短機(jī)械的壽命，降低機(jī)械的運(yùn)動精度。 3. 摩擦發(fā)熱，造成機(jī)械卡死。 利用摩擦工作，如 帶傳動 、 摩擦離合器、制動器 等。 研究摩擦的目的：盡量減少其不利影響，充分發(fā)揮其有用的方面。 （ 1） 移動副中的摩擦 1）平面摩擦 滑塊與平面構(gòu)成的移動副，滑塊在驅(qū)動力的作用下向右移動。 為 與 的合力，即構(gòu)件 1對2的總反力，其方向與速度方向成 ， 為摩擦角 。 R12Ff n90 ???， a rc tg f? ?運(yùn)動副中的摩擦 （ 1）移動副中的摩擦 2）斜面摩擦 沿斜面等速上升 沿斜面等速下滑 （ 1）移動副中的摩擦 3）槽面摩擦 當(dāng)量摩擦系數(shù)： si nvff??當(dāng)量摩擦角： a r c ta nvvf? ? Q （ 3）半圓柱面接觸 : FN21= k Q， （ k = 1~π/2） 摩擦力計(jì)算的通式 : Ff21 = f FN21 = fvQ 其中 , fv 稱為當(dāng)量摩擦系數(shù) , 其取值為 : 平面接觸 : fv = f ； 槽面接觸 : fv = f /sinθ ； 半圓柱面接觸 : fv = k f ，（ k = 1~π/2）。 說明 引入當(dāng)量摩擦系數(shù)之后 , 使不同接觸形狀的移動副中 的摩擦力計(jì)算和大小比較大為簡化。因而這也是工程中簡化處 理問題的一種重要方法。 ? 移動副中總反力的方向確定： ① 總反力與法向反力偏斜一摩擦角或當(dāng)量摩擦角； ② 總反力與法向反力偏斜的方向與構(gòu)件 1相對于構(gòu)件 2的相對速度方向相反。 注意： 1 移動副中的總反力與法向反力偏斜的角度始終為摩擦角或當(dāng)量摩擦角嗎？ 2 槽面接觸的摩擦力大于平面接觸的摩擦力，是因?yàn)椴勖娼佑|的摩擦系數(shù)大嗎？ 3 影響當(dāng)量摩擦系數(shù)的因素有哪些？ （ 2 ）螺旋副中的摩擦 研究螺旋副的假設(shè)： 用于螺栓的中徑處 面繞在圓柱上形成的。故可將螺栓螺紋展開成平面。 （ 2） 螺旋副中的摩擦 ① 矩形螺紋螺旋副中的摩擦 擰緊螺母時(shí) ， 相當(dāng)于在滑塊上施加一水平力 使其沿斜面等速上升 故 擰緊所需力矩為 為螺紋的中徑 ， 為螺紋中徑處的升角 。 同理可得 放松螺母所需力矩 時(shí) ， 為正值 ， 是阻止螺母放松的阻力矩； 時(shí) ， 為負(fù)值 ， 是放松螺母的驅(qū)動力矩 。 F = G ta n( + )?? 22M= F d 2= G d ta n( + ) 2??? 39。22M =F d 2=G d ta n( ) 2???2d 39。???39。M? 螺紋的基本參數(shù) （ 2 ）螺旋副中的摩擦 （ 3） 轉(zhuǎn)動副中的摩擦 2. 軸端摩擦 ① .軸頸摩擦（徑向軸承） ? 轉(zhuǎn)動副中的總反力， 總反力的方位 可根據(jù)如下三點(diǎn)確定： ① 在不考慮摩擦力的情況下，根據(jù)力的平衡條件，確定不計(jì)摩擦力時(shí)的總反力的方向； ② 考慮摩擦?xí)r，總反力應(yīng)與摩擦圓相切； ③ 軸承 2對軸頸 1的總反力 對軸頸中心之矩的方向必與軸頸 1相對于軸承 2的相對角速度 的方向相反。 21RF12? ② .軸端摩擦（止推軸承） Q M ω 1 2 設(shè) Q為軸向載荷， f為滑動摩擦系數(shù)， r r2和為接觸面的內(nèi)半徑和外半徑，則軸頸1在軸承 2中轉(zhuǎn)動時(shí)，摩擦力矩大小為： fvM fQ r? rv為當(dāng)量摩擦半徑，其大小隨壓強(qiáng) p的分布規(guī)律而異。 非跑
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