机械原理第十二章 机械中的摩擦和机械效率
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学习简单机械的机械效率机械效率是指在机械工作中所能发挥的功率与输入的功率之比,也可以理解为机械装置将输入的能量转化为有用功的能力。
学习简单机械的机械效率对于理解机械原理以及提高工作效率都具有重要意义。
本文将探讨学习简单机械的机械效率以及如何提升机械效率的方法。
一、机械效率的定义和计算方法机械效率通常用η 表示,机械效率的计算公式如下所示:η = 有用输出功 / 输入功 × 100%其中,有用输出功是指机械装置所产生的实际有用功,输入功是指机械装置所接受的总输入功。
二、影响机械效率的因素1. 摩擦损耗:在机械运转中,由于物体间的接触而产生的摩擦力会损耗一部分能量,导致机械效率降低。
减小摩擦损耗的方法包括润滑、改善材料表面质量、减小表面粗糙度等。
2. 能量传递损失:在能量传递过程中,由于能量的转化和传输过程中损耗了一部分能量,也会导致机械效率的下降。
减小能量传递损失可以通过改善传动装置、提高材料的强度和刚度等方式来实现。
3. 内部能量损失:机械装置内部的零件运动过程中,由于摩擦和振动等原因,会产生内部能量损耗,进而降低机械效率。
减小内部能量损失可以通过优化设计、合理的材料选择和精确的加工工艺等方式来实现。
三、提高机械效率的方法1. 优化设计:在机械装置的设计过程中,合理设置齿轮齿数、曲轴的几何参数以及运动参数等,能够最大程度地提升机械效率。
2. 使用高效材料:选择高强度、低摩擦系数、良好抗磨损性和导热性的材料,能够降低能量损耗,提高机械效率。
3. 加强润滑:适当的润滑可以减小物体间的摩擦力,降低能量损耗。
选择合适的润滑剂和润滑方式,确保机械装置的正常运行。
4. 定期维护:定期进行机械装置的维护和保养,保持机械装置的良好状态,能够有效提升机械效率,并延长机械的使用寿命。
5. 运行条件的合理选择:合理选择机械装置的运行条件,包括温度、湿度、速度等因素的控制,能够减小能量损耗,提高机械效率。
综上所述,学习简单机械的机械效率对于了解机械原理、提高工作效率以及降低能量损耗都具有重要意义。
第12章其他常用机构12-1棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外,还常用来实现什么功能?答:棘轮机构除了常用的间歇运动功能外,还能实现制动、进给、转位、分度、趙越运动等功能。
12-2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm,要求设计一棘轮机构,使每次送进呈可在0.2〜之间作有 级调整(共6级)。
设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动,试绘出机构运动简图,并作必姜的计算 和说明。
解:牛头刨床送进机构的运动简图如图12-1所示,牛头刨床的横向进给是通过齿轮1、2,曲衲摇杆机构2、 3、4,練轮机构4、5、7来使与棘轮固连的丝杠6作间歇转动,从而使牛头刨床工作台实现横向间接进给。
通过 改变曲柄长度刃的大小可以改变进给的大小。
当棘爪7处于图示状态时,棘轮5沿逆时针方向作间歇进给运 动。
若将棘爪7拔出绕自身轴线转180°后再放下•由于棘爪工作面的改变.棘轮将改为沿顺时针方向间接进给。
G=^X360° = 12°O棘轮的齿数为360° 360° “0 12°设牛头刨床横向进给的初始位置如图12-1 (a)所示,则曲柄摇杆机构0。
2皿的极限位置为初始位置左右 转0/2,其中0为摇杆的摆角,极限位置如图12-1 (b)所示。
半-次进给量为0.2mm 时,帀为虽短,即得棘轮最小转角.2久 2穴 rac0 =〒仏二石".2 = 72。
每次送进量的调整方法:① 采用隐蔽棘轮罩来实现送进駅的调格:② 通过改变棘爪摆角來实现送进就的调整。
当一次进给虽为\.2tnm 时 即得棘轮最人转角当进给最为0.2/n/n 时,棘轮每次转过的角度为=—x0.2 = 6图(a)中所示,三个楝爪尖在練轮齿圈上的位置相互磅个齿風图(b)中所示,三个棘爪尖在練轮齿圈上的位買相互差I个齿距。
(a) (b)图12-212-4当电钟电压不足时,为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡,而不能作整周回转?答:如图12-3所示为用于电钟的棘轮机构。
机械原理机械效率
机械效率是一种机械原理的应用,它表示有机械工作所提供的总功率
与所消耗的总功率之比。
机械效率有时也提到机械功效,即机械系统可以
完成工作所需单位成本所消耗的功率的比例。
机械效率的计算有多种方法,但最主要的方法是以动态方式计算。
动
态计算应用在空气动力机械系统中,主要是测量从机械装置(如涡轮机)
到飞机外壳的空气流动。
在这种情况下,机械效率的计算方法是测量飞机
所消耗功率的动态机械效率,这与正常飞机操作条件有关。
这样可以得到
实际的机械效率,即总功率与飞机发动机输出功率之比(即飞机发动机发
出的功率/飞机所消耗的总功率)。
机械效率也可以用静态的方法来测量。
这个方法是针对汽车或其他机
械系统而言的。
在这种情况下,机械效率是指汽车引擎发动机(或其他机
械系统)在扭矩条件下由燃料消耗而产生的功率/动力输出。
一般情况下,机械效率的计算就是将引擎发动机的功率/消耗的燃料质量之比(即最大
功率/消耗的燃料质量)。
汽车机械效率的测量也可以用能量模型进行,该模型能够计算汽车的
功率消耗与实际输出之间的比例。
机械中的摩擦和机械效率
1.在外载荷和接触表面状况相同的条件下,槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为槽面的法向
反力大于平面的法向反力。
2.两构件组成移动副,接触处材料一定时,当量摩擦系数取决于运动副元素的几何形状。
3.机械效率可以表示成理想驱动力与实际驱动力的比值。
4.下列关于并联机组的效率的说法正确的是并联机组的总效率介于机组所含机构中最小
效率和最大效率之间。
5.机械发生自锁的实质是驱动力所能做的功总是小于或等于克服由其可能引起的最大摩
擦阻力所需要的功。
在轴颈和轴承组成的转动副中,下述四种措施中,可以降低轴颈中的摩擦力矩的是略微增大轴承与轴颈的间隙,加注润滑油,减小轴颈的直径。
6.利用槽面接触来增大摩擦的实例有三角形螺纹,V带传动。
7.下列关于串联机组的效率的说法正确的是串联机组总效率等于各个机构效率的连乘积,
串联机组总效率小于机组中任一机构的效率,要提高串联机组的总效率应提高效率最低环节的效率。
8.可以作为机械自锁的判据的是阻抗力<0,驱动力作用于摩擦角之内,机械效率η< 0,
————。
9.在由构件1、2组成的转动副中,构件2对构件1的总反力R21方向的判定方法下列
_______除外。
R21对轴心的力矩方向与ω21的方向相反。