Коэффициент полезного действия системы механизмов

 

Часто для выполнения необходимой работы в машине применяется несколько разных механизмов, соединенных между собой.

Рассмотрим порядок расчета коэффициента полезного действия при последовательном и параллельном соединении механизмов.

Коэффициент полезного действия при последовательном соединении механизмов

Последовательное соединение (рис. 50).

 

 

Рис. 50. Последовательное соединение механизмов

 

В этом случае движение (и мощность) передается последовательно от одного механизма к другому. Полезной работой для предыдущего механизма является приведение в движение следующего. То есть полезная работа на выходе предыдущего механизма является одновременно движущей для последующего. Полезной работой всей системы является работа на выходе из последнего механизма системы:

,

,

 и т.д.,

Таким образом, общий коэффициент полезного действия системы последовательно соединенных механизмов равен произведению коэффициентов полезного действия этих механизмов

Так как КПД любого механизма меньше единицы, то КПД системы последовательно соединенных механизмов оказывается всегда ниже худшего из механизмов этой системы. Поэтому, если применяется система последовательных механизмов (или отдельных элементов), то не следует включать в эту систему механизмы с низкими КПД.

Если последовательно соединяется "n" одинаковых механизмов:

то

где η_P – КПД любого промежуточного механизма.

Коэффициент полезного действия при параллельном соединении механизмов

Параллельное соединение (рис. 51).

 

 

Рис. 51. Параллельное соединение механизмов

 

Несколько механизмов приводятся в движение одним двигателем. Полезная работа системы складывается из полезных работ на выходе из каждого механизма. На приведение в движение каждого из механизмов двигатель затрачивает часть своей энергии (А_{ДВ i}). Тогда коэффициент полезного действия такой системы можно представить следующим образом:

 

 

В данном случае величина общего КПД зависит от доли энергии, отдаваемой двигателем механизмам с более высокими или более низкими КПД. Но во всех случаях общий КПД занимает некоторое промежуточное значение по отношению к частным КПД механизмов, соединенных в систему (КПД системы будет тем выше, чем большая часть энергии двигателя будет отдаваться механизмам с высокими КПД).

Если параллельно соединяется "n" одинаковых механизмов:

При параллельном соединении одинаковых механизмов КПД системы не изменяется и равен КПД одного механизма.