Механический кпд механизма
В период установившегося движения машины соблюдается условие равенства работ сил движущих и сил сопротивлений:
Адв=Асопр.
Работа сил сопротивления складывается из суммы работ сил полезного сопротивления Апол.сопр и сил вредного сопротивления Авр.сопр. Тогда
Адв = Апол.сопр + Авр.сопр.
Разделим левую и правую части равенства на величину работы сил движущих:
и получим
1 = η + φ,
где 
– механический (цикловой) коэффициент полезного действия (кпд); 
– коэффициент механических потерь.
Определение кпд машинного агрегата
при последовательном соединении входящих в него механизмов
Рассмотрим машинный агрегат, состоящий из последовательно соединенных механизмов, условно обозначенных на схеме (рис. 4.6) цифрами 1, 2 и 3.
|
|
|
|
Рис. 4.6. Машинный агрегат
с последовательно соединенными механизмами
Пусть к механизму 1 подводится работа величиной А. На выходе получаем работу величиной А1, которая подводится к механизму 2 и т.д. Величина работы на выходе всегда меньше, чем подведенная работа на входе (А1<A, A2<A1, A3<A2), так как в каждом механизме имеются механические потери подведенной к нему работы.
Тогда общий кпд машинного агрегата
,
а кпд каждого механизма
, 
, 
.
Перемножим кпд всех последовательно соединенных механизмов:
.
Вывод: общий механический кпд машинного агрегата, состоящего из последовательно соединенных n механизмов, равен произведению их кпд:
Определение кпд машинного агрегата
при параллельном соединении входящих в него механизмов
Рассмотрим машинный агрегат, состоящий из трех параллельно соединенных механизмов, условно обозначенных на схеме (рис. 4.7) цифрами 1, 2, 3. Пусть к механизмам подводится работа величиной А, которая распределяется на каждый механизм в разных долях, определяемых коэффициентами а1, а2, а3, каждый из которых меньше 1, а их сумма а1 + а2 + а3 = 1.
 |
Рис. 4.7. Машинный агрегат с параллельно соединенными механизмами
Общий кпд всего машинного агрегата можно выразить отношением суммы работ на выходе механизмов к общей подведенной работе А:
. (4.12)
Так как
, 
;
, 
;
, 
,
то, подставив эти выражения в (4.12), получаем
.
Отсюда следует, что общий механический кпд машинного агрегата при параллельном соединении механизмов равен сумме величин кпд каждого механизма, умноженных на коэффициенты долей работ, подводимых к механизмам:
.
Сравним варианты последовательного и параллельного соединения механизмов с точки зрения минимизации механических потерь в машинном агрегате.
Пусть величины кпд каждого механизма равны 
. При этом коэффициенты, учитывающие доли распределения общей работы А между всеми механизмами, также равны:
.
Тогда
, 
.
Так как η < 1, то η3 < η. Отсюда следует, что параллельное соединение механизмов в машинном агрегате предпочтительнее с точки зрения уменьшения механических потерь.
Самоторможение
Если Адв<Авред.сопрот, то действительного движения механизма произойти не может. Это называется явлением самоторможения. Следовательно, если при теоретических расчетах получим η < 0, то механизм в заданном направлении двигаться не может.
Для возможности движения механизма необходимо обеспечить условие
Lt; 1.