第十一章机器的机械效率
第十一章 机器的机械效率
S 11-1 机器的运动和功能关系1.机器的功能方程式：机械能量守恒得W-W- W.+W-E-EWa一输入功W一输出功W一损失功Wc一重力功E一结束时动能E。一初始时动能
1.机器的功能方程式： Wd -Wr - Wf±WG =E-E0 Wd－输入功 Wr－输出功 Wf－损失功 WG－重力功 E－结束时动能 E0 －初始时动能 机械能量守恒得 §11-1 机器的运动和功能关系
2、机械运转的三个阶段机器运动的全周期：开始一一停止运动所经历的时间间隔a(1)起动时期E>Eo(2)稳定运动时期nT,T停车(3)停车时期E<E一起动稳定运动
机器运动的全周期：开始－－停止运动所经历的时 间间隔 (1)起动时期 E>E0 (2) 稳定运动时期 (3)停车时期E<E0 2、机械运转的三个阶段
(1)机械运转的三个阶段起动阶段W>W驱动功大于阻抗功△E>0(积蓄的功能)の由0→0m平均角速度一般机器在空载下起动1)减少驱动力 2)缩短启动时间车床、刨床启动都是这样
机械运转的三个阶段（1） 起动阶段 Wd > Wr驱动功大于阻抗功 ∆E>0(积蓄的功能) ω由0→ωm平均角速度 一般机器在空载下起动 1)减少驱动力 2)缩短启动时间 车床、刨床启动都是这样
(2)机械运转的三个阶段稳定运转阶段主要特点是Wa一W+W在某一瞬时 Wa>W,+W,70Wa<w,+ Wf<Wm周期性变速稳定运转：如刨床，冲床切削或冲裁工件时速度就小一些其他时间速度大一些,而平均角速度のm二C匀速稳定运转：如车削工件.磨削外圆.主轴基本上是匀速的.此时の=C没有速度波动
机械运转的三个阶段（2） 稳定运转阶段 主要特点是Wd＝Wr+ Wf 在某一瞬时 Wd > Wr + Wf ω>ωm Wd<Wr+ Wf ω<ωm ⚫ 周期性变速稳定运转： 如刨床,冲床切削或冲裁工件时速度就小一些, 其他时间速度大一些,而平均角速度ωm ＝C ⚫ 匀速稳定运转： 如车削工件,磨削外圆,主轴基本上是匀速的.此 时ω ＝C 没有速度波动
(3)机械运转的三个阶段停车阶段Wa=0启动阶段积蓄起来的动能克服摩擦力做功.有时采用制动装置.如刹车
机械运转的三个阶段（3） 停车阶段 Wd =0 启动阶段积蓄起来的动能克服摩擦力 做功. 有时采用制动装置.如刹车
S 11-2机器的机械效率和自锁一、机器的机械效率衡量能量的有效利用程度机器真正工作的阶段是在稳定运动时期，所以能量的有效利用问题应根据此时期的特点进行讨论。损失功越小，输出功越大，表明Wa-W,- W.=0机器对能量的有效利用程度越高Wa-WfWrWr1.根据功计算：n=WdWaWaP机械效率，Pr2.根据功率计算：损失系数TPaPd
一、机器的机械效率 = − = − − = = 1 1 d f d d f d r W W W W W W 1. 根据功计算： W 2.根据功率计算： = = 1− = 1− d f d r P P P P §11-2 机器的机械效率和自锁 机器真正工作的阶段是在稳定运动时期，所以能量 的有效利用问题应根据此时期的特点进行讨论。 Wd –Wr – Wf =0 衡量能量的有效利用程度 损失功越小，输出功越大，表明 机器对能量的有效利用程度越高 机械效率， 损失系数
说明：循环效率与瞬时效率的区别作变速稳定运动的机器的效率是建立在一个运动循环之上的。真正的效率应等于整个运动循环内输出功与输入功的比值，因而又称为循环效率。因为在一个运动循环中的任一微小区间内，输入功的一部分还要用来增加机器的动能和克服运动构件重力作功，故此时输出功与输入功的比值，称为瞬时效率。对于作匀速稳定运动的机器，则因其动能在整个稳定运动时期都保持不变，所以此时机器的效率就等于任一瞬时的效率
说明：循环效率与瞬时效率的区别 作变速稳定运动的机器的效率是建立在一个运动 循环之上的。真正的效率应等于整个运动循环内 输出功与输入功的比值，因而又称为循环效率。 因为在一个运动循环中的任一微小区间内，输入 功的一部分还要用来增加机器的动能和克服运动 构件重力作功，故此时输出功与输入功的比值， 称为瞬时效率。 对于作匀速稳定运动的机器，则因其动能在整个 稳定运动时期都保持不变，所以此时机器的效率 就等于任一瞬时的效率
3.效率的力形式图示为一匀速运动的起重装置F-实际驱动力Q-实际生产阻力Vr和vo分别为F和Q作用点沿力作用线方向的速度PQv0其效率为：nPFy
图示为一匀速运动的 起重装置 F Q d r Fv Qv P P 其效率为： = = 3.效率的力形式 F-实际驱动力 Q-实际生产阻力 vF和vQ分别为F和Q作用点沿力作用线 方向的速度
若该机器是理想机器，则有：Qve _ Qo'c =1n :FVFFVEFFoV0QQQ.VFF。QP.Qvn :代入公式n:FQ.PFyFo-为对应于同一有效阻力Q的理想驱动力Qo-为对应于驱动力F的理想有效阻力机械效率等于理想驱动力与实际驱动力的比。也等于理想驱动力矩和实际驱动力矩之比
若该机器是理想机器，则有： 1 0 0 = = = F Q F Q Fv Q v F v Qv 0 0 Q F Q F v v F Q = = 0 0 Q Q F F = = F0 -为对应于同一有效阻力Q的理想驱动力 Q0 -为对应于驱动力F的理想有效阻力 机械效率等于理想驱动力与实际驱动力的 比，也等于理想驱动力矩和实际驱动力矩之比。 F Q d r Fv Qv P P 代入公式 = =