Коефіцієнт корисної дії машини

Як правило, сучасні машини складаються з багатьох механізмів, ККД яких відомі або його можна порівняно легко знайти. Про­те загальний ККД машини залежить не тільки від ККД окремих механізмів, що входять до її складу, але й від способу з'єднання цих механізмів у машині. Відрізняють три способи з'єднання механізмів у машині: послідовне, паралельне і змішане.

Послідовне з'єднання механізмів

Нехай є машина, яка скла­дається з п послідовно з'єднаних механізмів (рис. 9.3), кожен з яких має відповідно ККД η₁, η₂, η₃, ..., η_n.

Загальний ККД такої машини визначається за формулою

(9.17)

Рис.9.3

Перший механізм приводиться в рух ру­шійними силами, що ви­конують роботу А_р. Оскільки корисна робота А₁ першого механізму бу­де роботою рушійних сил для другого механізму і відповідно у всьому лан­цюгу механізмів корисна робота кожного поперед­нього механізму буде ро­ботою рушійних сил для кожного наступного ме­ханізму, то коефіцієнт корисної дії кожного ме­ханізму обчислюється так:

…, (9.18)

Якщо перемножити між собою ліві та праві частини (9.73), дістанемо:

Отже, загальний механічний ККД послідовно сполучених ме­ханізмів (або машин) дорівнює добуткові механічних ККД окремих механізмів (або машин), що утворюють одну машину (або машинний агрегат), тобто

(9.19)

З формули (9.19) видно, що чим складніша машина, тим більші втрати енергії і тим менший ККД. Причому загальний ККД машини при послідовному з'єднанні механізмів завжди менший за найменший ККД механізмів, які входять до його складу ( ). Це свідчить про те, що при послідовному з'єднанні механізмів необхідно дуже старанно виготовляти кож­ний механізм, кожний вузол машини, інакше не можна домогтися високого ККД машини.

Паралельне з'єднання механізмів

На рис. 9.4 показано схе­му машини з паралельним з'єднанням механізмів. Робота рушійних сил А_р, яка підводиться до машини, розподіляється між окремими механізмами відповідно , які є для кожного механізму рушійними роботами, а значить:

(9.20)

Рис.9.4

Кожний механізм відповідно виконує корисну роботу:

…, (9.21)

де — ККД і-го механізму.

Загальна корисна робота всієї машини дорівнює сумі робіт усіх механізмів, тобто

(9.22)

Тоді на основі (9.13) загальний ККД машини при паралель­ному з'єднанні механізмів має вигляд:

(9.23)

З формули (9.23) випливає, що механічний ККД машини при паралельному з'єднанні механізмів залежить не тільки від ККД окремих механізмів, але й від характеру розподілу роботи рушійних сил між механізмами.

Очевидно, чим більша частина всієї затраченої роботи поступатиме в механізм з найбільшим ККД, тим значення ККД усієї машини буде більшим, і, навпа­ки, ККД машини буде тим меншим, чим більша частина А_р надходитиме в механізм з найменшим ККД.