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1、机械原理西北工业大学孙恒主编讲稿第一章绪论S1.-I本课程研究的对Jfc和内容/机构机M-机构综合一运动分析-机械动力学机器1. 1.构件一一运动单元（从运动角度来说不可再分割的部分以内燃机为例：活塞活塞体一活塞环滑环从运动角度讲：它是一个部件,将推力转化为整个元件的往复移动.同理可得：连杆-曲柄，机架簪构件。机构的定义：第一章绪论2. 2.机构定义（1） 1）多个构件的人为组合（2） 各构件间有确定的相对运动3. 3.机器除机构定义的二个特征外，另外能进行能朵的转换，4. 4.本课程研究的主要内容各种常用机构及粽合.机构的工作原理.运动分析,参数计算以及有关机涔动力学的一些基本知识.51-2
2、学习的目的本课程作为一门机械系的重点技术基础课,研究机械的运动、工作性能.以及机械动力学方面的基本理论.通过本课程的学习，为学习机械设计、机床、机械制造工艺及其它专业课程打下基础.本课程是Ijmi1.M.JP的一门堂点课程.第二章平面机构的结构分析平面机构：机构的各主要运动构件在同一剖面内（同一平面内），或在几个相互平行的平面内运动。本出的重点：了解机构的基本组成及自由度计算（2）机构具有确定运动的条件（3）掌握机构运动简图的育法52-2运动副及其分类1 .运动副定义：两构件比接接触弁能保证一定运动关系的联结得三要素：两构件、直接接触判别运动副的前提，Ur动联结/2 .运动副元素：构件上能修直
3、接参加接触以构成运动副的部分.就几何形状来说,不外乎点、雄、面三种形式.3 .分类*低副以副元素为面接触，引入移动副-相对运动为移动.转动副-相对运动为转动.J固定较活动校高刚-以点或线接触，引入一个约束.I入约束彷况：平面内件在二个自IJ度，即：二移一运动副约束了保留属于约束数1移I转I移海副1I转1移I移移动副22移1转回转副22转I移O刚性结构3I转2移不存在思考：为什么不存在最下斤这种情况？4 .结论：*平面构件组成运动刚只有三种形式（离、移、转）“将引入一个约束的称为一级制局部自由度对整个机构运动无关的自由度.如：凸轮机构中的滚子计算方法有两个：I）按起作用的构件数计除，把具有局部自
4、由度的构件除去2）直接计算：F-局部自由度数=实际自由度数3. 3.虚约束虚约束-对机岗0由度影响是曳复的约束另外注意：I）两个构件之间组成多个导路平行的移动副，只有个移动刚起作用.2两个构件之间组成多个轴雄1R合的转动副，只干一个转动副起作用。3）机性中传递运动不起独立作用的对称部分.其中i为i级运动副的约束数2-7空间机构的自由度计算公式：F=6n-5Ps4P,-3P、-2P：6-ZiE-P1.=解n=3.Ps=2.P4=IPi=IF=6n-5Ps-4P-3P5=(63)-(52)-(4X1)-31.=i如有公共约束(公共约束数m),则：F=(6-m)n-t(i-n)p1.-Mf1.例IO
5、*公共约束数m=4(不能浇三个轴状动和沿Z轴格动故:F=n-(5-m)P7Pt-3P$=6-4)2-3=IS2-8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析图2-291:结构分析基本杆组：V3n-2P-Ph=O=也当全为低副时：3n-2P1.=0：.3它In的组合：n=2.P1.=3IIO1.n=4,P1.=6H1.级组n成为2的倍数，P1.应为3的倍数常用I【级组.n级组少用，更有级的杆组板少用.Ifi2-32I1.级组有5种基本形式（图2-32）川级组有3种基本形式（图233）:2-9平IM机构中的高副低代（略）“作心：第三章平面机构的运动分析3-1平面机构运动分析的目的和方法运动分析：就是时
6、机构的位移、速度和加速度进行分析，即根据原动件的运动规律,分析机构上其它构件某些点上的位移、轨迹、速度、加速度(或角位移、角加速度).目的：考虑运动是否干涉，行程是否足肋，计算惯性力，研究动态特性.方法：螃心法图解法解析法3-2速度解心及其在平面机构速度分析中的应用一、一、瞬心定义：两平面构件作相对运动时，在任一瞬时，郎可以认为它们是境某一理合点作相对转动，该弗合点称瞬时速度中心(简称瞬心)绝对瞬心.构件之一是固定的相对W心一-两个构件都是运动的二、瞬心的数目N个构件(包含机架，峋心总数K：“N(N-I)K=2三、瞬心位置的确定*如果两构件通过运动副连接在一起，螭心位理很容易直接观察确定,(图
7、3-2)两构件不直接接触.则它Q的瞬心位置要借助于“三心定理”图3-2(图3-31、K通过运动副I1.接相联的两构件的脱心*转动副：RJ3-2（八）移动副：图3-2(b)高刚接触：作纯滚动：图3-2(C)既滚动口滑动：图3-2(d)2、心定理三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬心，必位于同一直雄上。如图33速度瞬心在机构速度分析中的应用例I图3-3铁链四杆机构，设各构件的尺寸均己知，原动件2的回转方向见图，求图示位置从动件4的角速度.解：/P为构件2、4的瞬心.处&匕=口气匕叱=FA或用匕即：两构件传动比等于该两构件的绝对瞬心(P2PN)至相对脱心P24之间即离的反比.例2图3K凸轮机构.求从动
8、件3的移动速度。过高副元素的接触点K的公法规”，则”与瞬心连筏PuP”的交点即为瞬心P”，P”即为2、3两构件的等速双合点,.vvp2j,2P1.2P21.利用断心法对机构进行速度分析虽较简便，但杆件多，瞬心多时就不方便,M心法不能用于机构的加速度分析。3.3用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析K矢量方程图解法的基本原理基本原理：-依据运动合成原理.矢量方程图解法乂称相对运动图解法.方法：-列出机构运动矢城方程：按方程作图求解，求速度、加速度(1.(1) 构件上两点间的速度、加速度关系(花点法)图3-3如图35,设已知各构件的尺寸及原动件I的运动规律，求各点速度和加速度。解：（1）速度分析
9、a）求C点速度匕=匕+%大小？V?方向VVy其中匕=/小，C点速度可由作图法求出,任选一点P.作速度矢量如图3-5（1）所示。b）求D点速度大小V?V?方向VVVV所以D点速度也可由作图法求出：分别过b点作直战bd事出于规段BDC点作H戏Cd垂H于城段CD两线相交得d点,连pd.即得VD同时可褥两相对速度Vr）B和V1.K的大小和方向.（VDe在速度图中方向应bfd.VDC在速度图中方向应Cd,将代衣Viw的矢Iftbd移到D点，可知构件2的-2应为逆时针方向,将代表Vx的矢求cd移到D点，也可知构件2的3?应为逆时针方向）归纳：各速度矢仪构成的图形称为速度笠边形（速度图）：P极点由P向外放射
10、的矢量代表构件相应点的绝对速度；而连接绝对速度端的矢盘代衣相对速度：bed与ZXBCD相似.字母符号的航序也一致.只是前者的位置是后拧沿3方向转过W.称Abcd为CBCDfiO;-当己知构件上两点的速度时，则该构件上其它任一点的速度便可用速度影像原理求出。构件3的求法：例：大小：=VcsIm-方向：将代衣匕W矢量的胸移至机构图的C点,根据的方向可知3为逆时针方向。（2）加速度分析a）求C点加速度=ac+a=aR+a）B+aB=f1.（+f1.D.加速度关系中也存在影像原理,因此D点的加速度也可以直接从加速度影像中求得.1 .2两构件重合点间的逑度和加速度分析.（重合点法）例如.求图3-5中构件
11、5的角速度和角加速度.蟀：考虑构件4和5,将构件4上的D点作为牵连点，假定将构件5犷大,并把构件5上与D点柬合的点作为动点，即d为牵连点，D,为动点.I）速度分析：匕”=匕4+匕”“4大小？V?方向VVV所以D3点的速度可由作图法求出，并且3s=Vd1.Ot2）加速度分析：ats=a+3aS+DS=ai4+aDSD44aDSIH大小V?V?V方向VVVVV其中=（。；EaDi=aD1.aDSD=4,zd54（注意：木胭=3S）所以D5点的加速度也可由作图法求出。2 .用矢收方程图解法求机构的速度和加速僮例3：34统合运用瞬心法和矢状方程图解法对复杂机构进行速度分析例32求，6蟀：欲求36,应先
12、求Vc可以基点法来求,因此只要知道VH即可.VH可用瞬心法来求.点E为齿轮k3间的瞬心P”点K为齿轮2、3间的瞬心P2X.而匕=例因为，齿轮3上点E、K的速度已知,所以B点的速度可用影像法求得.例3-3匕=匕+%VaDVe=Vg+Veg上述三个方程未知数均邮过3个，无法解。为此,先用瞬心法求出P川以求出VC的方向,就行了。例34电机M固联在构件I上，纲轮2,固联在构件2上，故构件2为四杆机构的原动件.期轮2相对于构件1的相对角速度为321：3|、3C(C11C1)b)解：vf=v+vrs大小？方向VV?故不可解,但如选取点C为构件I、2的Ift合点.因B点为构件1、2的相对照心故C2HI对C1
13、.的的相对速度以知，所以：Vt-2=Vt-1.+Vc2ci大小？V方向VVV其中：Vc2C1.所以可用作图法求解：先作Vc20,再分别在该矢M的两战点作Vc、Vc的方向战，相交后即得P点，就是速度多边形的极点。3-5用解析法作机构的运动分析常用：.种方法：矩阵法、矢;*方程解析法、或效法。矩阵法cos*+12cos2=I4+1.cosyItsin1.+12sin2=0+jsini项移到方程式的右边.可得/.COS,-)COS外*/,一1.cos1.(3-30)2sin%-1.sind=一sinff1.J解此方程即可求傅二未知方位用%、名。(2)速度分析将式(3-30)对时间取一次号tt可得-3
14、9in2Zjsinvsin1.(331)/,COH6:i)CO8%338CO51.J制之可求褂必3。上式可写成矩阵影式-iirinO27.ctZjStn11m11i一八Coed31.wjS1.-CoSe1.(3-32)(3)加速度分析将式(3-32)对时间取球.可得加速度关系-jJM11%/mnj1.ra.j1.jCOSi-/)CXyJ,J一w1.X*%sin%JajJ1.1acos26cos(90%)八叫J(3-35)-asin%-6sin(90*.)1rO?acw2+bcov(909,)J-a.Jcw,acos%6cw(9(%)jn110aHinstn(90e:)Jujj在矩阵法中,为便于
15、6号和记忆.速度分析关系大可&示为A1.B(3-37)式中A机构从动件的位置参数期降；机构从动件的速度列阵；H机构联动件的位置参数列阵；叫一机构原动件的速度而加速度分析的关系式则可表示为Aa=-A02WR-O.K1.1.-0.12273。W%01MO14750.11719OiMKMm-OIM2-QImO111I?-OIOIHOW71V0.N21OIM22ff1.3-17二、矢方程解析法I.基础知识1-构件的杆矢量Z一构件杆矢麻的单位矢JAe一一构件杆矢量的切向的位矢量构件杆矢量的法向单位矢址；一一X轴的单位矢量jY轴的单位矢量则有如下关系:7=/0（矢斜的符号法表示）=e（模与单位矢地的乘积）
16、=/（Zcos+Jsin/9）在直角坐标系中的投影表达式）?e=eZO=icos/7+ysin9酬矢ie、ede,一e-e-=-isin+jcosdJ=icos(f)+90)+jsin()+90)=e/0+9()-,-*-w(1c-e=(e),=e=-icos-jsin=-e欠量的导数d,de-n.,7_一=I=I-e=-Ie.r1.t,Oao=+%o=+i2空的点积ei-e2cosa1.:=CoSM仇)：；：?：一其它基本关系ee=O.een=-1.图3121.aZaae1.e2=-m(1-t)e1e2=-cos(ff,-ff1.)2.平面机构运动分析一一诵析法例：如图3-13.四杆机构，己
17、知各构件尺寸及“1(等速)、1,忒对机构位?、速度、加速度进行分析，解：建立坐标系(1) 位置分析列出杆矢量方程+=+上式员育O2、。3两个未知麻，故可求解.采用消元法，如要求3,则消去2,将上式改写为：=+将两谶各自点积:4ma+z4-)利用式(3-13)性质得:/,=Z2+/；+/：+24COW1.-33COS/一)-21.,cos点整理得：21.1.1.isin0sin3+23(1.CoSa-(I)COw1.+/,2-(,2-42-12+211.1.tCOseI=O令，=21Sinq=2(1cos7i-4)C=/,2-32-4,-1.1+21.4cs,简化得.八+ScOSa+C=O解之得
18、：tan(42)=(AjA+8-C2)(8-C)上式中。3行两个解可根据机构初始安装情况和机构运动的连续性来确定式中正负号的选取.求出。3后，再求2。改写矢崎方程：=A+-两边点积井整理得:21.,sin1.sin+2,(1.cos1-4)cos2+1.2+/,2+/-/-214cos1=0令D=21.,sin71.f=2,(1.cos?,-4)F=/,2+/+/-/,2-27jCOSa简化得.。sin。：+Bcos/+F=O解之得,tan(2/2)=()J+E-F2)(E-F)一上式中。2也有两个解，可根据机构初始安装情况和机构运动的连续性来确定式中正负号的选取.(2) 速度分析将式-3)1
19、.2sin(2-i)(3) 加速度分析再将式(3-21)对时间求导数，并利用式(3-12)性质：(注道以为常数)4?+W=w+d-.上式是/+=b+b,的另一种表达方式。B一为消去冬,可用/点积上式：g+&/#=a1.e1.n+zeez利用式(3-16)性质得：-社工cos6、一旦)一a，sin(91.-OJ=-171.CoSSI-%)-ii2则.a、=71.cosft91.-z)+,21.2-,cos.-,),sin(0,-j,sin(6,-6)例欣3-5三、女故法将各杆失修用指数形式的复数表示，即i=e式中/为杆长，长泮为*f矢的方位角.就可得机构运动分析的复数法。下面仍以国3-13所示四
20、忏机构为例来讨论,为此将封团矢量方程式(3-17)表示为亚数形式,有/1f+/*，=/.+/4(3-27)(1)位置分析应用欧拉公式J=COSd+isin6将上式的实部和虚部分离.得1 cos1.+/.cos%=(3-29)将上式的实部和虚部分开,有cosO1+1.22CWO2=3jCOSi/,3ISin仇+/：8：Sind;=1.iifinQi联解上式即可求得二个未知角速度孙、叫(3)加速度分析格式(3-29)对时间，求导.可得i/；e4+1ze,j+ija,ej=ja3e,+i,e格上式的实部和虚邮分开,有It3：CoSi+2o2sind:+1.cosO2=ta1sin6、+1.icw久-
21、I1sinOt+1.cos8,-/,wsin0：=/a1.cosy/.,MsinOi联解上式即可求得二个未知的角加速度a;.a5c第四章平面机构的力分析4-1作用在机械上的力和力分析的方法1、用在机械上的力:驱动力-驱动机械运动的力阻抗力-B1.止机械运动的力有效阻力（工作阻力）-有效功，箱出功有害阻力（摩擦力、介质阻力）损失功2,分析的目的和方法目的：确定运动副中的反力大小和性质）确定机械上的平衡力（或平衡力儡）.（即确定驱动力）步骤：求出各构件的惯性力和力偶，视为外加的力根据静定条件物机构分解为若干构件组和平衡力系（从城远的构件祖，即外力全部己知的构件组开始）逐步推算到平衡力作用的构件3、
22、什么是静力分析和动态静力分析：静力分析-不计惯性力对机械进行力分析动态静力分析-计入惯性力，利用达朗的原理（动修法）作力分析方法：图解法解析法：矢量方程式法比角坐标法矩阵法复数法4-2构件惯性力的确定I、一般力学方法（苓本概念）Q1.-T构件顺心上的惯心力FiZ-i构件偏离质心某一点上的惯心力mi-各构件的质At工”-绕过质心轴的转动惯敏S1.质心S/的加速度,“角加速度（I）作平面更合运动的构件（如连杆2）.质心力,其惯性力及惯性力偶为:F1.2=一叫”,2M1.2=J.2a2可简化为和用于后离值心距离为帖的一个惯性力：五,2=心体距IIa=MtJK2注曲：f2对防心S2之矩方向应与a2方向
23、相反.（2）作平面移动的构件一一滑块3.质心Ss惯性力：Kj=THM”绕定轴转动的构件-一如曲柄1变速转动，质心S1.其惯性力系：环=TMadMn=-,1.1.或简化为一个总惯性力：F八如果回转轴线通过构件质心,则只行惯性力偶矩：M”=-J.B(2)质肽代换法在用一般力学方法确定构件惯性力时,必须预先求出该构件的质心加速度和角加速度，这对机内的一系列位置进行分析时是相当宓杂繁顼的.因此，为简便起见,假想将顺我分解到预先选定的点上，例如：选定运动较上的点，此时就只有惯性力而无惯性力偶了(因此时转动惯房为O,这就使未知力求解容易多了.代换J；则：使代换前后,构件惯性力和惯性力偶矩保持不变，续满足1
24、个条件:代换前后的质盘不变：质心位置不变：构件对质心轴的转动惯以不变。*动代换满足三个代换条件如图(b):对连杆2,用B、K两点集中质量mu，m代换:tne+m=nt,mnh=mk1.1.b2+wk2=JS2上式中.三个方程,四本未知量.有一个未知fit可选.在工程上一般先选定代换点B的位.巴.其氽三个未知妓便可求了.k=Js2!mzb)m0=m2k(b+k)mi=mzb1.b+k)”除代换4；了便f计我工电上游采用只满足前两个代换条件的静代换，如图(c).此时四个未知量，二个方程。则两个代换点位置可任选(b和C).则：mB=m2c(b+c)me=m2b(b+c)注意：除代换启一种近似的代换方
25、法，但因仅满足前两项条件，故*.、*对质心轴的转动惯诚与原构件对该轴的转动惯依JS有误差，对一般不需精确的工程计豫是允许的，54-3运动副中峥力的确定三种情况：移动副、转动副、平面海副A图4-2一、移动中热力确定1 .平面摩擦（图42,所以应将别注意其上的脚标，分清是哪个构件作用在哪个构件上的摩擦力.2 .槽面摩擦，图42（b）Fq=2fK,=2f2SinOSinOG=f.G二fsin。当埴摩擦系数对图42（c）所示半圆槽面情况有：F,u=kfG=f1.Gf,=kf线接触时fi=ff=-/面接触时r2（对非跑合面）（对嵬合面）因此可统一写成:式中;；称为当伙摩擦系数，马之初时应的摩擦角找=an
26、tf.称为当吊摩擦角,在总反力方向确定后，便可对机肉进行力分析：3、应用举例斜面3图4-3-滑块等速上升时所需水平驱动力F：F=Gtan(+)图44滑块等速下滑时需水平舞动力F：F-Gtun(a-)注意:当aXp,FX),滑块下滑的阻抗力：当aVq.FvO.方向与图示方向相反,滑块下滑的阴动力：图45矩形爆触：襁等速拧紫螺母所需力矩：松等速放松螺母所需力矩：M=FdJ1.=Gd2tan(o+)f2W=Gd1.ian(-/2图46三角形螺纹当属摩擦系数：fy=fsm(90,-)=/cos/7螺纹牙形斜角(Pv=arctanfv拧紧时所需力矩：7=Gr,(an(+v)2拧松时所需力矩：M=G/”a
27、n(a-,)22、转动副中摩接力确定(I)(I)轴瓠HE如图4-8,径向我荷G作用于轴颈,在驱动力偶矩作用下,粮等速转动,摩擦力矩；吃-j-AGr（4-15）从另一角度来分析，因总反力Fr:1为法向反力Fwi和摩擦力Fm的合力.则有：G=-Fki：,Mf=jGr=Ftm.p其中：P=fb称为摩擦网半径摩擦回的慨名：I）以轴颈中心。为留心，以P为半径的圆.2）在转动剧中，只要发生相对转动，总反力就总是切于摩擦的,即轴承对轴颈的总反力FRH始终相切于摩擦回。3）FRU对较联中心所形成的摩擦力矩Mhy=FRx的方向总是与相对角速发的方向相反“的确切方向须从该构件的其它力平衡条件中得到.思考题1：移动
28、剧中总反力布的方向与相对运动速度切的方向之间的夹角总为柳+夕）.在卜图中画出了四种情况（其它力未画出,谛判断哪种是正确的？哪种是错误的？图6MK13-2思考；2t行动副轴颈）中总反力Ni总是切于摩擦19,在下图中画出了三种情况（。为主动力,虚战为摩擦网）,请判断哪种是正确的？哪种是错误的？若有错误请予改正，并说明轴颈1在各图中的运动状态（自锁、等角速转动还是加速转动）.例4-I图4-9.a所示为一四杆机构。曲柄/为主动件,在力矩M1的作用F沿叫方向转动.试求转动副8、C中作用力方向收的位堂。图中虚线小IB为母燎画,阴均时不考虚构件的自市及惯性力.(2)轴拣轴端一一轴用以承受轴向力的茄分 取环形
29、微面积：ds=Inpdp 正压力：dFtt=pdsG 乐强:不(相-六) 摩擦力：dF,=fii(Fj=力小 摩擦力矩：dMf=PdFfpfpds*轴端所受总摩擦力矩M:Mj=pfpds=2nf广p-pdp=-fG(Rx-r(R2-r2)两种情况：新轴端,p=常数.则：3跑介轴端：PP=常数,则：M,=*R+r)2三、平面高副中的摩擦力的定平面高副两元素之间的相对运动通常是滚动兼滑动,故有滚动摩擦力和滑动摩擦力.一般略去滚动摩擦力，只考虑滑动摩擦力，所以分析同平面摩擦情况.S4-4不考虑*拣时机构的力分析机构力分析的任务：确定运动副中的反力和需加于机构上的平衡力.将机构分解为若Fit4-12干
30、个构件组，然后逐个进行分析.构件组必须满足而定条件：即对构件组所能列出的独立的平衡方程数等于构件组中所有力的未知要素的数目.1、1、构件加的静定条件因为：大小、方向未知大小未知大小未知转动副：FR过回转中心移动副：FK沿导路法我方向平面岛副：FK在公法设上所以：构件组的静定条件：3n=2pt+pt1.与式（2-8）比较,可知4都满是静定条2.2、用图解法作机构的动态静力分析（举例）步骤：求出各构件的惯性力，并视为外力加于产生惯性力的构件上：根据除定条件,将机构分解为若干个构件组和平衡力作用的构件图4-13解（1）对机构进行运动分析（2）确定各岗件的惯性力及惯性力偶掂（3）作机内的动态铮力分析3
31、、解析法作机构的动态静力分析略）54-5考虑摩擦时机构的力分析不管考虑或不考虑摩擦力，解胭思路为：不计惯性力时，用的力学方法解题，计入惯性力时,用动静法解题。例1.图例131所示为一凸轮杠杆机构,原动件凸轮1逆时针方向转动,通过杠杆2提起重旱:为夕300甘的重初，己知转动副A和C处的摩擦圆半径。=10丽，高副接触点B处的堆擦角e=20。.试用图解法求出提起羽物Q时，应在凸轮1施加的力偶矩M的大小和方向.*：取杠杆2为研宾对象:在B点作用有朋”在C点作用有以及虫破Q者组成汇交力系,故事Q+R1.i+R12=O过B点，作接触点的公法城，出于凸轮1逆时针方向依动，杠杆2上B点所受的摩擦力方向朝上，可
32、知Rn应偏向公法线上方,其偏角即为摩擦角二,据此可作出Ra的方向战。过C点,作一擦圆.由于杠杆2在凸轮1的推动下作顺时针转动,即3%为顺时针方向.因此K光引起的摩擦力矩应为逆时针方向。出大小Rn.。三力汇交来判定，C点总反力R1.的大致方向应从右指向左，所以应切于摩擦明上方，取力比例尺u,-20Nmm.作力封闭矢量三处形如图示.从而求得：Rc=益Pr=28X20=56ON（2）取凸轮1为研窕对象：用2的反作用力K作用在凸轮1.根据凸轮的力平衡条件,在转动副A处应有一与K大小相等、方向相反的总反力R-R1.平行）。因.为逆时针方向，故Rii应切于摩擦即上方.RM和RW之间的垂直距离为h“它们形成
33、一个顿时针方向的工作阻力矩，与主动力矩Af相平衡.本机构筒图用长度比例尺UMmmmm口出.量得h-11.511rn,故7,=RNhy4=5）11.5X4=257）N-nvn=25.76,mM的方向为近时计.第五章第五章机械的效率和自锁5-1机械的效率正常运转时：输入动=输出功+损失功即；K=此+匕5-1)-机械效率的一般表达形式机械在一个运动循环内，输出功和输入功的比旅称为机械效率，反映了输入功在机械中有效利用的程度，通常以表示：W,W,叼一叼IW，wJ-wwf-VVrf_呵(5_2)式(5-1).(5-2)除以做功的时间，则得N1.f=N,+Nf”丛=1-2NN1.)(5-2)式中M、M和M
34、分别为输入功率、输出功率和损耗功率.因“(或附)X),由上式可知,且W八或Nr)越大，越低。为了使机桢网有较高的机械效率，应层M减少机械中的损耗功,而机械中的损耗主要是摩擦损耗,因此在设计机械时应尽量简化机械传动系统.娥少运动副的数目和设法战少运动副中的摩擦机械损失系数(根失率H=NfZ图5-1-机械效率以力或力矩的形式表达机械效率还可以用力或力矩的比值形式来友达.图5-1所示为一机械传动示意图,设尸为实际驱动力，G为相应的实际生产阻力；呼和vc分别为尸和G的作用点沿该力作用线方向的速度，根据式(5-2)UJ得MGvg如设该机械系统不存在摩擦力(称为理想机械)，因而M=0,其效率W必等于1.对于理想机械.为了克IM同样生产阻力G所需的驱动力称为理想驱动力先.它必定小于实际驱动力F.由理想机械的定义可得GvgH=-=1GvG=将式(b)代入式（八）得n=空=-=里此式说明,机械效率也等于在克.服同样生产阻力G的情况下.理想驱动力人,与实际驱动力尸的比值.同理,如设M和M1.各为实际的和理想的驱动力矩,可得：M11=-M(5-4)二理想一动力理想/动力矩所以：“一实际驱动力-实际驱动力矩举例：斜面机构正行程：E)=G1.anaF=Gtan(a+)=Fq!Ftanatan(+)反行程：(此时G为驱动力Ga=F,ctanaG=Fc1.an(a-
