Файл: Реферат по дисциплине Теория механизмов и машин Выполнил Студент группы 211р41 15. 03. 05 Рыбкин И. М.docx

Механическим КПД ( ) называется отношение полезной работы   или мощности   к затраченной  ( ). Потери механической энергии в разного рода устройствах состоят главным образом из потерь на трение:

,

где   - коэффициент потерь.

При холостом ходе машины  , но могут быть случаи когда  , что означает невозможность совершать движение из-за явления, называемого самоторможением. Например, червячный редуктор не может совершать вращение со стороны червячного колеса.

Рассмотрим машину как совокупность n элементов, соединённых различным образом между собой.

1. Элементы соединены последовательно и кпд ( ) каждого из них известны. Тогда


;         ;      …        ,

т.е. общее кпд всей цепи равно:



Поэтому следует стремиться к созданию простых конструкций с малым числом элементов.

2. Элементы соединены параллельно

Тогда

---

,

где   - коэффициент распределения энергии.

При   получим  , следовательно низкое качество отдельных элементов меньше влияет на общее кпд машины, чем при последовательном соединении.

Сложные механизмы могут образовывать разветвлённую систему, состоящую из последовательного и параллельного соединённых более простых механизмов, где кпд определяется согласно указанным выше правилам.

Так как любой механизм представляет собой кинематическую цепь с последовательно и параллельно соединёнными в кинематических парах звеньями, то общее кпд механизма вычисляется аналогично при известных кпд кинематических пар.


Например, необходимо определить   механизма с низшими парами, изображённого на рис. 96.

- мощность сил полезного сопротивления;

-затраченная мощность.

.

Мощность, затраченная на трение в кинематических парах, равна:

;            ;

;         ,

где  коэффициенты трения в парах; 

---

диаметры шарниров во вращательных парах. Мгновенный кпд, который является функцией положения звена 1, равен:

.

Коэффициент полезного действия механизма

Одним из важнейших параметров, оценивающих качество машин и механизмов, эффективность использования ими поступающей энергии, является коэффициент полезного действия. Коэффициент полезного действия (КПД) – это отношение работы сил полезного сопротивления   к работе движущих сил  , совершаемых за один и тот же промежуток времени:



Если КПД вычисляется за бесконечно малый промежуток времени (мгновенный КПД), то вместо отношения работ берется отношение мощностей:



где  – мощность на ведомом звене;  – мощность на ведущем звене.

Так как за период установившегося движения выполняется равенство, работу сил полезного сопротивления удобно представить разностью  . Тогда КПД механизма при установившемся движении можно подсчитывать по формуле

(*)

Отношение   называют коэффициентом потерь / При установившемся движении коэффициент потерь определяют равенствами

---

или 

Коэффициенты полезного действия и потерь являются безразмерными величинами. С практической точки зрения наибольший интерес представляют их значения при установившемся движении механизма.

Анализ формулы (*) позволяет сделать следующие выводы:

• 
  • КПД всегда меньше единицы, так как в реальных условиях работа сил вредных сопротивлений не может быть равной нулю;
  
• 
  • КПД механизма па холостом ходу (т.е. на стадии разбега, когда подвижные звенья не нагружаются силами полезного сопротивления) равен нулю. В этом случае   и вся работа движущих сил затрачивается на преодоление сил вредных сопротивлений;
  
• 
  • если  , то КПД становится отрицательным и механизм оказывается неспособным совершать движение в заданном направлении. Наблюдается явление, называемое самоторможением.
  

На КПД влияют многочисленные факторы, связанные с конструкцией механизмов и машин, условиями их эксплуатации. Так, увеличения КПД можно добиться заменой трения скольжения трением качения или применением рациональной смазки в узлах трения.

Список литературы

https://www.elibrary.ru/

---