機械的效率及自鎖(修改版)(完整版)
【正文】 。 盡量減少運動副中的摩擦 ? 用平面摩擦代替槽面摩擦； ? 用滾動摩擦代替滑動摩擦； ? 用矩形螺旋傳動代替三角形螺旋傳動； ? 采用潤滑劑； ? 合理選擇運動副元素的材料。 設(shè)驅(qū)動力為 F， 傳動角為 β， nnβφ Ft Fn FR Ffmax 轉(zhuǎn)動副自鎖的條件： 設(shè)驅(qū)動力為 F， 力臂長為 a, 當 F作用在摩 擦圓之內(nèi)時（即 a≤ ρ），則 M = aF ≤ Mf =FR21 ρ = F ρ 即 F 任意增大（ a不變），也不 能使軸頸轉(zhuǎn)動， 即發(fā)生了自鎖 現(xiàn)象。 故其自 鎖條件為 α≤φv 。 0?? ?0?? ? 例題 8 圖示的斜面壓榨機，若在滑塊 2上施加一定的驅(qū)動力 F，即可推動構(gòu)件3移動并將物體 4壓緊。 ② 槽面摩擦，當量摩擦系數(shù)的定義，影響因素。 ? 思考題 1 如何確定移動副中總反力的方位？移動副中的總反力與接觸面的夾角始終為摩擦角或當量摩擦角嗎？ 2 何謂當量摩擦系數(shù)？影響當量摩擦系數(shù)的因素有哪些？槽面接觸的摩擦系數(shù)大于平面接觸的原因是因為其摩擦系數(shù)較大嗎？ 3 三角形螺旋副的當量摩擦系數(shù)如何確定？螺旋副的擰松力矩、擰緊力矩的計算公式如何？該計算公式中，何為驅(qū)動力？何為生產(chǎn)阻力？ 4 何謂理想機械？何謂理想驅(qū)動力或驅(qū)動力矩？何謂理想生產(chǎn)阻力或生產(chǎn)阻力矩？在利用力或力矩形式的效率表達式時，如何確定理想驅(qū)動力或驅(qū)動力矩？ 5 串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)機組的機械效率如何計算？影響串聯(lián)、并聯(lián)機組的機械效率的主要因素是什么？ 6 何謂自鎖？自鎖產(chǎn)生的條件有哪些？如何利用這些條件判斷機構(gòu)是否自鎖？自鎖在實際工程中具有哪些應(yīng)用？ 7 機構(gòu)自鎖是否意味著該機械在自鎖方向上就一定不能運動？ 8 何謂摩擦圓，影響摩擦圓大小的因素有哪些？ 9 如何確定徑向軸承總反力的方位？如何確定兩個構(gòu)件的相對運動方向？ 10 重點：機構(gòu)運動副總反力方位的確定。 ④ 轉(zhuǎn)動副，徑向軸承總反力的方位、摩擦阻力矩的計算；摩擦圓、摩擦圓半徑。試求：力 F撤去后使機構(gòu)自鎖時，滑塊 2的傾角的取值范圍。 例 5 手搖螺旋千斤頂 當 α≤φv時， 其螺旋副發(fā)生自鎖， 則此機械也必將發(fā)生自鎖， (2) 從生產(chǎn)阻力 G≤0的條件來確定 當機械發(fā)生自鎖時，無論驅(qū)動力 如何增大，機械不能運動，這時能克 服的生產(chǎn)阻力 G≤0。 摩擦圓半徑為 ρ， 12F a ρ FR=F FR21=F ? 例題 4 在圖示的偏心夾具中， 1為夾具體， 2為工件， 3為偏心圓盤。 24 機械的自鎖 （ 1） 自鎖現(xiàn)象 在實際機械中，由于摩擦的存在以及驅(qū)動力作用方向的問題，有時會出現(xiàn)無論驅(qū)動力如何增大，機械都無法運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。并且具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，尺寸小，效率更高。 解 機構(gòu) 3′ 及 4′串聯(lián)的部分 Pd＝ Pr /(η1η2η3 η4 ) ′ ′ ′ ′ ＝ 5/( )＝ kW 機構(gòu) 3 、 4及 5串聯(lián)的部分 故該機械的總效率為 η ＝ ∑Pr /∑Pd ＝ (5+) kW/(+) kW = ＝ /( )＝ kW Pd ＝ Pr /(η1η2η3 η4 η5 ) P PP PP P P＇ ＇＇＇ ＇＇ ＇＇＇＇＇ ＇＇＇ ＇＇1 243534dPPP＇＇＇1η ηη ηη η η＇ ＇＇＇ ＇＇ ＇＇＇＇＇ ＇＇＇ ＇＇23 453 4＇＇＇=5 kW = kW 例 電動機通過 V帶傳動及圓錐、圓柱齒輪傳動帶動工作機 A和B。 （ 1）串聯(lián) 串聯(lián)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。 現(xiàn)以蝸桿傳動效率實驗測定為例加以說明。 v Fr 機械效率反映了輸入功在機械中的有效利用的程度。圖中虛線小圓為摩擦圓，解題時不考慮構(gòu)件的自重及慣性力。 F = G ta n( + )?? 22M= F d 2= G d ta n( + ) 2??? 39。 R12Ff n90 ???， a rc tg f? ?運動副中的摩擦 （ 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 當量摩擦系數(shù)： si nvff??當量摩擦角： a r c ta nvvf? ? Q （ 3）半圓柱面接
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