Коэффициент полезного действия механизмов

Механизмы с точки зрения энергетических потерь оценивают и сравнивают по величине КПД. Механическим КПД механизма η называют отношение (3.1) работы W_пс (мощности P) сил полезных сопротивлений к работе W_д (мощности P) движущих сил. О механических потерях на преодоление сил вредного сопротивления судят не по абсолютной величине потерянной работы (мощности), а по ее отношению к работе (мощности) движущих сил. Эту величину называют коэффициентом потерь механизма

φ = W_вс / W_д. (3.65)

Она является показателем уровня совершенства механизма. При установившемся движении механизма

W_д = W_пс + W_вс или 1 = η + φ. (3.66)

Во всех механизмах КПД меньше единицы. Значения КПД многих механизмов определяют экспериментально и их величины приводятся в справочниках; для ряда механизмов КПД можно рассчитать, зная их основные параметры. Повысить КПД можно путем: а) уменьшения потерь на трение в кинематических парах; б) использования механизмов при полной нагрузке; в) выбора рациональных схем механизмов.

Чаще всего механические приводы состоят из совокупности отдельных механизмов, соединенных между собой для передачи движения последовательно, параллельно или смешанным способом. КПД привода зависит от КПД каждого механизма и характера его расположения. Рассмотрим определение общего КПД привода при различных видах соединений входящих в него механизмов.

в

б

а

Рис. 3.13

При последовательном соединении n механизмов (рис. 3.13, а) полезная работа k-го механизма является работой движущих сил (k + 1) механизма. Частные КПД каждого из входящих в ряд механизмов равны ; ; …; . Общий КПД механического привода в этом случае выражается равенством ,

или η = η₁ · η₂ · η₃ · … · η_n-1 · η_n. (3.67)

Следовательно, общий КПД ряда последовательно соединенных механизмов равен произведению КПД частных механизмов, входящих в этот ряд. С увеличением числа механизмов общий КПД привода уменьшается и всегда меньше наименьшего из КПД механизмов, входящих в привод.

При параллельном соединении механизмов (рис. 3.13, б) работа движущих сил выражается равенством

= α₁W_д + α₂W_д + … + α_n–1W_д + α_nW_д, (3.68)

где α₁, α₂, …, α_n – коэффициенты, показывающие, какая часть работы всех движущих сил подведена к первому, второму и последующим механизмам, следовательно, α₁ + α₂ + α₃ + … + α_n = 1. Работа сил полезных сопротивлений W' на выходе из соответствующих механизмов равна

; ; …; . (3.69)

Общий КПД механизмов в этом случае определяется как

(3.70)

При смешанном соединении механизмов по схеме, представленной на рис. 3.13, в, общий КПД равен

η = η₁ · η₂ · η₃ · (), (3.71)

где α₃₄, α₃₅, α₃₆ – коэффициенты, показывающие какая часть работы движущих сил от механизма М₃ подведена к механизмам М₄, М₅, М₆. Коэффициенты полезного действия зубчатых и целого ряда других механизмов на практике обычно задаются или определяются экспериментально.

Раздел 2. ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ И ПРОЧНОСТИ МЕХАНИЗМОВ

Глава 4. ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЗМОВ

Основным требованием для многих механизмов при сохранении надежности является точность выполнения заданной функции движения. При анализе механизмов считают, что предписанный им закон движения воспроизводится с абсолютной точностью, звенья имеют абсолютно правильные размеры и форму, в кинематических парах отсутствуют зазоры. Действительные, т.е. реальные механизмы отличаются от теоретических, идеальных, наличием ошибок.

Точностью механизмов называют их свойство обеспечивать в допустимых пределах погрешности расположения и движения рабочих (выходных) звеньев при заданных движениях ведущих (входных) звеньев. Критериями точности являются величины отклонений перемещений, положений, размеров, формы и других параметров звеньев действительных механизмов от параметров звеньев идеальных механизмов.

Дата добавления: 2014-11-29