機械原理 課件 第4-5章 機械的受力分析、效率與自鎖【一類教資】

作用在機械上的力：驅動力、阻抗力作用在機械上的力：驅動力、阻抗力有效阻抗力有效阻抗力有害阻抗力有害阻抗力 機械效率機械效率 機械在某段運行時間內，根據能量守恒定律機械在某段運行時間內，根據能量守恒定律 輸入功輸入功 =輸出功輸出功 +損失功損失功 即即 Wd=Wr+Wf 功率功率dfdfddrNNNNNNN1dfdfddrWWWWWWW1功功10自鎖：驅動力不足以克服自鎖：驅動力不足以克服 阻力，機械不能運轉的現象阻力，機械不能運轉的現象 Wd Wf 0 Wr 0，機器運轉，機器運轉 Wd=Wf =0 輸入功全部用以克服摩擦力輸入功全部用以克服摩擦力,機械原來運轉只能保持空轉，機械原靜止仍只能靜止機械原來運轉只能保持空轉，機械原靜止仍只能靜止 Wd Wf 時，時，Md Mf 驅動力矩大于阻力矩驅動力矩大于阻力矩 2）當）當h=時，時，Md=Mf 保持平衡，原轉動保持平衡，原轉動仍勻速轉動；原靜止仍勻速轉動；原靜止仍靜止仍靜止3）當）當h 時，時，Md Mf 驅動力矩不足以克服阻力矩驅動力矩不足以克服阻力矩 自鎖自鎖條件：條件：h h 自鎖條件自鎖條件偏心夾具 其他外力的合力作用線與摩擦圓相切或相割其他外力的合力作用線與摩擦圓相切或相割 14蒼松課資轉動副的摩擦轉動副的摩擦例例 偏心夾具的自鎖條件（忽略重力）偏心夾具的自鎖條件（忽略重力）e e D D sin2)sin(De摩擦圓半徑摩擦圓半徑摩擦角摩擦角設計參數：設計參數：D D、e e和和 手松開后，使夾具松動的驅動力是手松開后，使夾具松動的驅動力是R R R R研究轉動副自鎖條件研究轉動副自鎖條件 自鎖條件小結自鎖條件小結 平面移動副平面移動副槽面移動副槽面移動副v轉動副轉動副h適當設計三個參數可滿足夾具自鎖的要求適當設計三個參數可滿足夾具自鎖的要求 用力來計算效率 復雜機構的研究需要用效率計算的方法來研究復雜機構的研究需要用效率計算的方法來研究 15蒼松課資FQdrFVQVNN驅動力驅動力生產阻力生產阻力FvFQvQ輸入輸入輸出輸出用力來計算效率用力來計算效率 引入理想機器引入理想機器(沒摩擦沒摩擦)Wf=0，0=1FF0克服同樣的生產阻力，理想機器所需的驅動力較小克服同樣的生產阻力，理想機器所需的驅動力較小 理想機器驅動力理想機器驅動力F F0 0 真實機器驅動力真實機器驅動力F F0QQ同樣的驅動力，理想機器能克服的生產阻力較大同樣的驅動力，理想機器能克服的生產阻力較大 理想機器克服生產阻力理想機器克服生產阻力Q Q0 0 真實機器克服生產阻力真實機器克服生產阻力Q Q研究機構效率與自鎖的方法：研究機構效率與自鎖的方法：從受力情況已知的構件開始，從受力情況已知的構件開始，通過分析，建立效率表達式，通過分析，建立效率表達式，計算效率、求解自鎖條件計算效率、求解自鎖條件 16蒼松課資例：斜面機構的效率和自鎖例：斜面機構的效率和自鎖1 1）滑塊沿斜面等速上行滑塊沿斜面等速上行PQV122 21 1 R21021RQPPQR21+驅動力驅動力)(tgQPtgQP0 效率效率)(0tgtgPP研究構件研究構件1 1受力，其他外力：受力，其他外力：P P、Q Q 運動副反力運動副反力 R R1212 FF0 自鎖條件自鎖條件：00QQ9017蒼松課資QP R21 V12P QR21 2 2）滑塊沿斜面等速下行滑塊沿斜面等速下行（維持力）（維持力）可克服的阻力可克服的阻力021RQP)(tgQPtgQP0 效率效率tgtgPP)(0自鎖條件自鎖條件 螺旋機構的效率和自鎖螺旋機構的效率和自鎖滑塊沿斜面等速上行，相當于擰緊螺母；滑塊沿斜面等速上行，相當于擰緊螺母；滑塊沿斜面等速下行，相當于擰松螺母。滑塊沿斜面等速下行，相當于擰松螺母。0QQFF0其他機構效率求解其他機構效率求解 例：斜面機構的效率和自鎖例：斜面機構的效率和自鎖18蒼松課資