10-5机械效率
10机械的传动效率
摩擦圆半径：
总反力的确定：
R21——轴承2对轴颈1的总反力；
1
2
Q12
R21
Q12
R21
w12
2
1
Q12
R21
w12
2
1
转动副总反力方位线的确定：
自锁
第四章 运动副中的摩擦和机械效率
运动副中的摩擦
（2）轴端摩擦
非跑合轴端 p=常数
跑合轴端pr =常数
10.2.4 平面高副中的摩擦
2受拉力
作用力R12切于摩擦圆上方。
在转动副B处：构件2、3之间的夹角逐渐增大w23为顺时针方向。
R32切于摩擦圆下方。
构件2在R12 、R32二力个作用下平衡 R12和R32共线 作用线切于A 处摩擦圆上方和B处摩擦圆的下方。
R32
R12
21
23
第四章 运动副中的摩擦和机械效率
运动副中的摩擦
R21
驱动力
生产阻力
有害阻力
输入功Wd
输出功Wr
损耗功Wf
机械效率：
机械效率表达形式：
功的形式： 功率的形式： 力的形式： 力矩的形式：
理想情况：
理想情况：
例10-1 计算斜面的效率
正行程：
反行程：
10.1.2 组合机构的效率
（1）串联
（2）并联
（2）并联
下面就矩形螺纹螺旋副和锐角螺纹螺旋副中的摩擦进行研究。
研究螺旋副中的摩擦时,通常假设螺旋与螺母之间的作用力Q集中在中径为d2 的螺旋线上。
10.2.2 螺旋副中的摩擦
锐角螺纹摩擦分析
10.2.3 转动副中的摩擦
转动副在各种机械中应用很广,常见的有轴和轴承以及各种铰链。转动副可按载荷作用情况的不同分成:
液压计算题总汇总题库
五、计算题1、某泵输出油压为10MPa ，转速为1450r/min ，排量为200mL/r ，泵的容积效率为ηVp =0.95，总效率为ηp =0.9。
求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的入口油压）。
解：泵的输出功率为：KWn V p q p q p P Vpp P p Vptp p p p OP 9.456095.0145010200106060603=⨯⨯⨯⨯====-ηη电机所需功率为：KW P P pOpip 519.09.45===η2、已知某液压泵的转速为950r/min ，排量为V P =168mL/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总效率为0.87，求： （1）液压泵的理论流量q t ； （2）液压泵的容积效率ηv ； （3）液压泵的机械效率ηm ；（4）在额定工况下，驱动液压泵的电动机功率P i ； （5）驱动泵的转矩T 。
解：（1）q t =V n =950×168÷1000=159.6L/min （2）ηv =q/q t =150/159.6=0.94； （3）ηm =0.87/0.94=0.925（4） P i =pq/(60×0.87)=84.77kW ；（5） T i =9550P/n=9550×84.77/950=852Nm3、已知某液压泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，转速为1200r/min，求：（1）液压泵的总效率；（2）液压泵输出功率；（3）电动机驱动功率。
解：（1）η=ηVηm=0.95×0.9=0.855（2）P=pqηv/60=5×10×1200×0.9/(60×1000)= 0.9kW（3）P i=P/η=0.9/(0.95×0.9)=1.05kW4、如图，已知液压泵的输出压力p p=10MPa，泵的排量V P＝10mL／r，泵的转速n P＝1450r ／min，容积效率ηPV=0.9，机械效率ηPm=0.9；液压马达的排量V M＝10mL／r，容积效率ηMV=0.92，机械效率ηMm＝0.9，泵出口和马达进油管路间的压力损失为0.5MPa，其它损失不计，试求：（1）泵的输出功率；（2）驱动泵的电机功率；（3）马达的输出转矩；（4）马达的输出转速；解：（1）P po=p p q p=p p V p n pηPV=10×10×10−3×1450×0.9/60=2.175KW （2）P Pi=P Po/ηp= P Po/(ηPVηMm)=2.69KWP M=P P−ΔP=10−0.5=9.5MPa（3）T M=p M V MηVM/2π=9.5×10×0.9/2π=13.6Nm（4）n M=-n p V pηPVηMV/V M=1450×10×0.9×0.92/10=1200.6r/min5、如图所示，由一直径为d，重量为G的活塞浸在液体中，并在力F的作用下处于静止状态。
苏科物理九年级上册11.5机械效率说课稿
苏科物理九年级上册11.5机械效率说课稿一、教学目标1.知识目标：了解机械效率的定义和计算方法，掌握机械效率的影响因素。
2.能力目标：能够应用机械效率的计算方法解决相关问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
3.情感目标：培养学生的实践动手能力，增强学生对物理实验的兴趣和探索精神。
二、教学内容1.机械效率的定义。
2.机械效率的计算方法。
3.影响机械效率的因素。
三、教学重点1.机械效率的计算方法。
2.影响机械效率的因素。
四、教学难点1.如何理解和计算机械效率。
2.理解机械效率的影响因素。
五、教学方法1.案例分析法：通过实际案例，引导学生分析问题、解决问题。
2.探究式学习法：让学生自主探索提出机械效率的计算方法和影响因素。
六、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问方式，引出对机械效率的概念：我们平常使用的机械设备，有的工作起来比较轻松，有的工作起来比较费力，这是为什么呢？2. 知识讲解（10分钟）通过白板或投影仪，讲解机械效率的定义：机械效率是指机械设备在实际工作中所做的有用功与输入的总功之比。
用数学表达式表示为：机械效率 = 有用功 / 总功。
3. 计算方法示范（10分钟）举一个例子，讲解机械效率的计算方法。
例如，一台机器输入总功为100 J，其中有用功为70 J，无用功为30 J。
那么机械效率是多少呢？通过计算可得机械效率 = 70 J / 100 J = 0.7，即机械效率为70%。
4. 计算方法练习（15分钟）让学生分组进行计算方法的练习。
提供多个实际案例，让学生根据给定的数据计算机械效率，并找出影响机械效率的因素。
5. 案例分析（10分钟）选取一个学生计算机械效率的案例，进行分析和讨论。
引导学生思考影响机械效率的因素是什么，包括摩擦、能量转化等。
6. 影响因素讲解（10分钟）通过讲解，介绍影响机械效率的因素。
包括机械设备的设计、材料的选择、润滑和维护等。
7. 实验探究（15分钟）进行一个简单的实验，让学生探究机械效率的影响因素。
第十章机械效率
于是该机构旳反行程效率为： ' Q'0 tan( 2)
Q'
tan
(3) 自锁条件
令 '≤0可得该斜面压榨机旳自锁条件： ≤2
上海海运大学专用
本章要点
1）机器运转旳三个阶段及其特点；
2）机械效率和损失系数旳定义；
3）机械旳效率计算公式，机组旳效率计算； 4）机械旳自锁及自锁条件； 5）经典机构旳效率计算公式及自锁条件。
一、机器旳机械效率
Wd Wr W f WG E E0
讨论稳定运转时期： Wd Wr W f
定义：
Wr Wd W f 1 W f 1
Wd
Wd
Wd
1
上海海运大学专用
W f —— 损失系数。
Wd
η —— 机器旳机械效率，效率。
(1) 变速稳定运转：在一种运动循环中讨论效率旳！
自锁条件： 0,
上海海运大学专用
螺母不会在Q力旳作用下自动下滑。
R
vA
F A
Q
B
2r0
p
2、三角螺纹-——相当于楔形滑块与楔形槽旳作用
楔形槽角： 90
γ：三角螺纹旳半顶角
° °
f
f
f
f sin sin(90 ) cos
arctg( f
cos
)
A B
正行程：正行程时: tg tg( )
(若将内部运动副中旳摩擦力或摩擦力矩作为外力或外力矩处理后， 一般情况下，机器内力系旳功为零。)
上海海运大学专用
W = Wd－Wr－Wf±WG =ΔE = E－E0
Wd ——驱动力旳动，即输入功； Wr ——生产阻力旳功，即输出功； Wf ——有害阻力旳功，即损失功； WG ——重力旳功。 W ——盈亏功 E——末动能，E0——初动能。
机械效率全部公式
机械效率全部公式
机械效率是指机械设备或机械系统在工作过程中所产生的功率与机械设备或系统所消耗的总功率之比。
机械效率的计算涉及到多个方面，下面是一些常用的机械效率公式。
1.机械效率：
机械效率=有效输出功率/输入总功率
2.有效输出功率：
有效输出功率=输出功率-输槽损耗
3.输槽损耗：
输槽损耗=输槽输入功率-输槽输出功率
4.输槽输入功率：
输槽输入功率=驱动装置输出功率
5.输槽输出功率：
输槽输出功率=传动装置输出功率
6.传动装置输出功率：
传动装置输出功率=动力机构输出功率-传动装置损失功率
7.传动装置损失功率：
传动装置损失功率=减速机损失功率+联轴器损失功率+传动链损失功率
8.减速机损失功率：
减速机损失功率=减速机输入功率-减速机输出功率
9.减速机输入功率：
减速机输入功率=减速机输出功率+减速机损失功率
10.传动链损失功率：
传动链损失功率=链条传递功率-链条输出功率
11.链条传递功率：
链条传递功率=链条输入功率-链条损失功率
12.链条输入功率：
链条输入功率=链条输出功率+链条损失功率
13.机械效率（考虑传输机械的功率损耗）：
机械效率=传动装置输出功率/驱动装置输出功率
14.驱动装置输出功率：
驱动装置输出功率=输入功率-内螺母力矩功率损失（如螺杆、丝杠装置）
这些公式涵盖了机械效率计算中常见的各个方面。
需要根据具体的机械设备和系统的结构、动力传递方式以及功率损耗情况，选择适合的公式进行计算。
机械效率
机械损失功率： 机械损失功率： ξ = Wf / Wd
η + ξ = 1 损失不可避免 Wd → ξ > 0； η < 1 ；
§10-1 机械的效率
一、机械效率及其表达形式
2、机械效率的几种表达方式 、 1）功表示法 ： （力矩）Wr / Wd = 1 - Wf / Wd （力矩） ）理想驱动力 力矩） 理想驱动力（ η = 实际生产阻力（ 实际生产阻力 力矩）
§10 -1 机械的效率
三、机组的效率
3、混联机组的效率 、 分清输入、输出路线， 分清输入、输出路线，分别计算 ∑Nr 和 ∑ Nd
∑N η= ∑N
r d
三、机组的效率
§10 -1 机械的效率
∑Nd N1 1 N1′ N2 2 N2′
Ni' = Niηi ∑ Nr
2、并联机组的效率 、
' ' ' N r ∑ N r N 1 + N 1 + ⋯⋯ + N k η并 = = = N d ∑ N d N 1 + N 1 + ⋯⋯ + N k
… …
Nk N Nk ′
§10 -1 机械的效率
三、机组的效率
1、串联机组的效率 、 Nd N1 2 N2 …… Nk-1 k Nk
1
η串
Nk Nk N1 N 2 N 3 = = ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ = η 1η 2η 3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅η k Nd Nd N1 N 2 N k −1
结论 1）串联机组的总效率等于各级效率的连乘积。 ）串联机组的总效率等于各级效率的连乘积。 2） η i <1 → 串联机器越多，机组的效率就越低。 ） 串联机器越多，机组的效率就越低。 3）串联机组的总效率必小于任一局部效率（ η串 < ηmin )。 ）串联机组的总效率必小于任一局部效率（ 。 4）提高串联机组的效率→减少串联机器的数目和提高 ηmin。 ）提高串联机组的效率 减少串联机器的数目和提高
2020-2021学年沪科版物理八年级物理第十章第五节《机械效率》
答：（略）
F G
3、使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉 动重物水平移动的距离为L，机械效率 等于什么？
W有用 f • L
f L
W总 F • S F • nL FnL
根据机械效率的定义
W有用 100% fL fL f
W总
FS FnL Fn
思考问题
1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？ （有用功一点不能省，否则达不到目的。）
2、哪些功可以省一些？ 额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数， 其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功， 这样总功也就可省一些。
3、这“省功”与前面所说的“使用任何机械都不能省功”是否矛 盾？为什么？
不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重 物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功=有用 功+额外功。
η = Gh × 100% = Gh × 100% = G × 100%
Fs
Fnh
nF
即：η= G × 100%
nF
（1）在测滑轮组的机械效率时，可以不测量s和h.
（2）若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重力时：
F=(G+G动)/n
η=
G nF
× 100%
=
G+G动 × 100% G
即： η=
G+G动 G
②桶装，动滑轮吊运
体重400 N 口袋重 5 N
动滑轮重10 N
做人 功拉
对沙子做功
W1 = 600 J
滑 对桶做功
轮
利
W2 = 120 J
用 对动滑轮做功
桶
W3 = 60 J
九年级物理上册《机械效率》的知识点总结
九年级物理上册《机械效率》的知识点总结1、竖直提升重物的典型例题例1、在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如下列图的滑轮组。
某次将总重G为4000N 的砖块匀速吊运到高为10的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F 为2500N。
求在此过程中：（1）有用功；（2）拉力F的功和功率；（3）滑轮组的机械效率。
难点突破：所谓“有用功”，就是“对我们有用的功”。
在利用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿竖直方向提升重物时，我们的目的都是让重物升到我们所需的高度。
所以有用功就应是滑轮钩克服物体重力向上拉物体的力和物体在此力作用下升高的高度的乘积。
根据二力平衡知识，物体所受的重力和我们（滑轮钩）克服物体重力向上拉物体的力应是一对平衡力。
再根据功的定义，功“等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的间隔的乘积”，所以，此时克服物体重力做的有用功就是“物重乘以重物上升高度”，即W有用=G物h物。
而我们做的总功就应是作用在绳子自由端的力和绳子自由端移动间隔的乘积。
即W总= F绳S绳。
机械效率η=W有/W总=G物h物/F绳S绳。
在动滑轮和滑轮组中，我们要注意S绳=nh物。
通过读题，我们可以知道：G物=4000N ，h物=10，t=40s，F 绳=2500N。
另外，从图上我们还可知，动滑轮上有2段绳子，n=2。
正确解法：（1）W有=G物h物=4000×10=4×104；（2）W总=F绳S绳=F×2h物=2500×2×10=5×104，P=W/t=5×104/40s=1。
25×103W；（3）η=W有/W总=4×104/5×104=80%。
2、水平拉动重物的典型例题例2、小勇用右上图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0。
2，那么绳子自由端移动的间隔为。
假设物体与地面的摩擦力为9N，那么他所做的功是多少？如果小勇对绳的拉力F=4N，该滑轮组的机械效率为多少？难点突破：在使用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿水平方向匀速拉动重物时，物体在滑轮钩的水平拉力下匀速移动。
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已知： 求： 解：
5.用如图所示的滑轮组提升重物 ①当G=150N时，η=60%，求绳子自 由端的拉力F; ②若G=250N，求重物上升2m，拉力 F做的功. 已知： 求： 解：
6.如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总 重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如 图所示。 (1)由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉 力为多大？ (2)若钩码上升的高度为0.1m，则滑轮组的机械效率为 多大？ (3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何 变化？
沿着长5m、高1m的斜面，把重为700N 的重物匀速拉到顶端，所用拉力为200N，求 斜面的机械效率。
例2
解：F=200N,
W有=Gh
S=5m, G=700有/W总
=Gh/FS =700N× 1m/(200N ×5m)=70% 答：机械效率是70%
判断：下面说法中是否正确．
1．有用功越多，机械效率越高 （× ） 2．物体做功越慢，机械效率越低 ( × ) 3．做总功越多，机械效率越低 (× ) 4．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 (√ ) 5．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 ( √ ) 6．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率 一 定相同 (× ) 7．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 (√ ) 8．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 ( × ) 9．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高 ( √ )
F
3.探究：斜面的机械效率
（1）实验原理： η= W有/ W总，W有=Gh ，W总=Fs （2）应测量的物理量： G 、F、h、s
（3）器材和装置图： 弹簧测力计、斜面、物块、刻度尺、垫块
探究斜面的机械效率
s F
h
G
斜面 的倾 F/N 斜度
增结 s/m G/N h/m Gh/J Fs /J η 大 论 % 而： 增斜 0.5 1.6 5 0.1 0.5 0.8 63 大 面 较缓 的 机 械 5 0.2 1.35 74 2.7 0.5 1 效 较陡 率 随 3.1 0.5 倾 5 0.25 1.25 1.55 81 最陡 角 的 问题：完成表中的空格，分析表中的数据， 你能找到实验的结论吗？
（1）减小机械自重、减小机件间的摩擦。
（2）同一机械，可以增加有用功的比例。
例如，对滑轮组：
W有 Gh Gh G 1 G动 W总 Fs G G动 G G动 nh 1 n G
当G增大时η增大；G减小时η减小。 η与提升的高度无关。
（3）在提升同一重物时，绳子的段
数越多越省力，但机械效率越低.
已知： 求： 解：
3.某人用一动滑轮将400N的重物提起5m，若人做的额 外功是500J，则这个动滑轮的机械效率是________， 人的拉力是______。 已知： 求： 解：
4.如图所示：用40牛的拉力，使物体A 匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装 置的机械效率为75%。求: ⑴物体A和动滑轮重各是多少牛？ ⑵若绳能承受的最大拉力为50牛，此 装置的机械效率可提高到多少？
（因为n越多动滑轮的个数越多，W额外越多）
G
G
1.用如图的滑轮组把重200N的货物匀速提高4m， 所用的拉力是80N,则有用功是____J，总功是 ____J，这个动滑轮的机械效率是————
已知： 求： 解：
2. 如图所示:用80N的拉力通过滑轮组拉动重 500N的物体在水平支持面上匀速运动4m,且物 体所受摩擦力是物重的0.2倍,问:滑轮组的机械 效率多少？
一、有用功、额外功、总功
1.有用功（W有用）：对人们有用的功.
2.额外功（W额外）：人们不需要但不 得不做的功 3.总功（W总）：有用功与额外功的总和，即 W总=W有用+W额外
总功也就是动力对机械所做的功W总=Fs
克服重力做功, W有用= Gh , 克服地面的摩擦力， W有用=fs1
二、机械效率 有用功跟总功的比值 1.公式：
10-5 机械效率 复习：1.什么是功？ 2.功的计算式是什么？
用动滑轮重5N的物体提升1m， 拉力是3N， 克服物体重力做的功是多少？ 拉力做的功是多少？
？
你 会 选 哪 种 方 法 呢 ？
1
对沙子做功
2
对沙子做功
3
对沙子做功
1
对桶做功 克服重力做功
2
对桶做功 对滑轮做功
3
对口袋做功 对滑轮做功
η=
W有用 W总
×100%
例1 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚 手架上，所用力是 120N ，求有用功、总功机械效 率各是多少？
解： W
有
G h 200N 9m 1800 J
W总 F s 120N 18m 2160J W有 1800J 100% 83.3% W总 2160J
答：有用功是1800J,总功是2160J,机械效率是 83.3%
起重机的机械效率是50%的物理意义
使用起重机提升重物时 有用功占总功的50% 。
第2课时
2.使用任何机械，不可避免要做额外功，所以 复习：1.什么是有用功、额外功？ 机械效率总小于 1. 2.什么是机械效率？如何计算？ 3.怎样提高机械效率？
7.如图所示，一个质量60kg，底面积为0.1m2物 块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线 运动。已知物块受到的滑动摩擦力为 物重的0.1倍。(g取10N/kg )。求： （1）在图上作出物体对水平地面压力的示意 图； （2）物体的重力是多少？ （3）物体静止时对水平地面的压强是多少？ （4）该滑轮组的机械效率是多少？