平面连杆机构机械效率的三种研究方法.doc

平面连杆机构机械效率的三种研究方法摘 要：机构机械效率的研究方法多样，本文总结了两大类基本方法: —是代数法，包含两种：精确计算法和近似计算法；二是几何法，也可称 为速度瞬心法不同的场合选择不同的方法，既为机构机械效率的计算带 来方便，又为机构的设计提供基础关键词：机械效率；代数法；精确计算；近似计算；瞬心法1引言平面连杆机构的研究已有了一个多世纪的历史，因其具有承载能力 大、易加工、制造成本低等优点，已在工程和日常生活中有着非常广泛的 应用，因此平面连杆机构的机械效率的研究也越来越吸引着人们的关注 对于不同的情况，人们往往选用直接计算的方法；但在一些特殊、复杂的 场合，由于参数无法精确确定，因此不能得到较满意的结果，本文针对不 同的情况总结了两大类机械效率的研究方法：代数法、几何法2代数法有用功跟总功的比值叫机械效率，它反映了输入总功在机械中的有效 利用程度，常用II表示使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此有 用功总是小于总功，机械效率总是小于1从功、功率、驱动力、驱动力 矩的角度表达式为：2. 1精确计算法以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动件，作匀速运动，角速度为3 1, 作用于曲柄上的驱动力矩为Md,摇杆作往复摆动，摆角为e。

假设摇杆工 作行程曲柄对应的围角为ei，工作阻力为Fr,垂直作用于摇杆某一点E； 空回行程围角为2,工作阻力为0因此在各个参数及其之间的关系均已知时，用精确计算法可以保证良 好的精度，在一些精密仪器等对精度要求比较高的机构中可考虑使用此种 方法2. 2近似计算法如上2. 1的计算结果，一般情况下，式中Fd与0的关系用具体表达 式比较繁杂困难，为此还可以考虑采用近似计算法所谓近似计算方法，就是在各个参数之间的函数关系无法精确得到 时，采用微元法将研究对象划分成若干等分，再进一步研究再以上述的 曲柄连杆机构为例，则一般步骤为：因此对于参数之间关系难以明确而对机构精确度要求不是很高时，为 避免精确计算带来的复杂的计算任务，可采用近似计算法3几何法（瞬心法）当任一构件2相对于另一构件1作平面运动时，在任一瞬时，其相对 运动都可以看成是饶着某一个重合点的转动，该重合点称为速度瞬心或者 瞬时回转中心因此瞬心是该两构件上相对速度为零的点，或者说是绝对 速度相同的点综上分析可知，机构效益取决于的长度，且越小，机构效益越大，因 此在实际机构设计中，若想达到更大的机构效益，可方便的通过调整相关 构件的长度，使得尽可能小来实现。

因此，速度瞬心法作图简单，不仅可以准确的计算机构的机械效率， 还能根据具体要求调整机械效率，以达到更高的经济效益4结论机械效率的计算方法应在不同情况有不同选择，在各个参数及其之间 的关系均已知时，用精确计算法可以保证良好的精度，在一些精密仪器等 对精度要求比较高的机构中可考虑使用此种方法对于参数之间关系难以 明确而对机构精确度要求不是很高时，为避免精确计算带来的复杂的计算 任务，可采用近似计算法而速度瞬心法方便实用，不仅可以准确的计算 机构的机械效率，还能根据具体要求调整机械效率，以达到更高的经济效 、人o参考文献[1] 谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[M].第二版.北京：高等教育出 版社，2010.6 （2012, 7 重印）[2] 邱宣怀•机械设计[M].第四版.北京：高等教育出版社,2011.7[3] 陆昌龙•平面连杆机构的效率计算方法•江苏：淮阴工学院学报，2002. 6。