Таким образом, коэффициент полезного действия механизма 
может изменяться в пределах
(120)
Из формул (118) и (119) следует, что
коэффициент j изменяется в пределах 0 < j 
1, а коэффициент y –-
в пределах 0 < y ¥.
В
большинстве механизмов движущие силы и силы сопротивления в течение времени установившегося
движения непостоянны. Поэтому для определения коэффициента полезного действия
подсчитывают работу всех движущих сил и производственных сопротивлений за один
полный цикл времени установившегося движения машины. Например, если задан график
(рис. 59) суммарной движущей силы 
= (s), то для определения работы 
движущих сил весь график разбивают на отдельные участки
и определяют площади этих участков. Полная работа движущих сил будет равна сумме всех этих площадей, умноженной
на соответствующие масштабы силы и пути 
. Если, далее, определить величину средней движущей силы
, то работа движущих сил
= 
,
где 
–– путь, пройденный точкой приложения силы за один полный цикл времени установившегося движения.
Конструктивные формы осей и валов Детали, на которые насажены вращающиеся части
(шкивы, зубчатые колеса и т. п.), называются осями или валами. Оси и валы различаются
между собой по условиям работы. Оси, несущие на себе вращающиеся части, не передают
моментов и подвергаются только изгибу; валы, являясь, как и оси, поддерживающими
деталями, помимо того, передают момент и работают не только на изгиб, но и на
кручение.
Рис. 59. График суммарной движущей силы
Аналогично
может быть определена работа 
, если задан график 
= 
сил производственных сопротивлений.
Рассмотрим теперь вопрос об определении коэффициента полезного действия нескольких механизмов, соединенных последовательно друг с другом. Пусть имеется n последовательно связанных между собой механизмов (рис. 60).
Рис. 60. Схема последовательного соединения механизмов
Первый
механизм приводится в движение движущими силами, совершающими работу 
. Так как полезная работа каждого предыдущего механизма,
затрачиваемая на производственные сопротивления, является работой движущих сил
для каждого последующего, то коэффициент полезного действия первого механизма
.
Для второго механизма коэффициент полезного действия
.
Для третьего механизма
,
и, наконец, для n-го механизма
.
Общий коэффициент полезного действия
.
Величина этого коэффициента полезного действия
может быть получена, если перемножить все отдельные коэффициенты полезного действия
. Имеем
. (121)
Таким образом, общий механический коэффициент полезного действия последовательно соединенных механизмов равняется произведению механических коэффициентов полезного действия отдельных механизмов, составляющих одну общую систему. Значения работ за полное время установившегося движения машины пропорциональны средним значениям мощностей за тот же период времени; поэтому формулы (115) и (117) можно написать так:
(122)
или
, (123)
где 
–– средняя мощность, поглощаемая силами производственных
сопротивлений, 
–– средняя мощность, поглощаемая силами непроизводственных
сопротивлений, и 
–– средняя мощность, развиваемая движущими силами.
В современных машинах весьма часто соединение механизмов оказывается более сложным. На рис. 61 показана схема сложного (последовательно-параллельного) соединения механизмов.
Поток энергии от механизма 2 распределяется по двум направлениям. В свою очередь от механизма 3" поток энергии распределяется также по двум направлениям. Общая работа сил производственных сопротивлений
Работа может быть представлена как сумма
, (124)
где 
и 
–– общие коэффициенты полезного действия каждого
из потоков I –– I, II –– II, III –– III.
Рис. 61. Пример последовательно-параллельного соединения механизмов
Общий коэффициент полезного действия 
всей системы механизмов
. (125)
Из формулы (125) следует, что общий коэффициент полезного действия в значительной степени зависит от той схемы распределения потоков энергии, которая была принята при проектировании общей схемы системы механизмов.
Различают пять классов кинематических пар.
Свободно движущееся в пространстве тело имеет шесть степеней свободы (W) — шесть движений (три поступательных, три вращательных).
Основные типы звеньев механизмов (таблица 2)
 |
Если же тело связано с другими телами, то на его движения накладываются ограничения — условия связи (U), тогда число степеней свободы не равно шести, оно уменьшается.
W=6-U
Примеры.
Класс кинематической паре присваивается по числу связей U.
Степень свободы механизма
Различают механизмы плоские и пространственные.
Степень свободы пространственных механизмов считают по формуле Сомова-Малышева:
W=6n-5p5-4p4-3p3-2p2-p1,
где n- число подвижных звеньев;
p5,p4,p3,p2,p1- число кинематических пар пятого, четвертого, третьего, второго и первого классов соответственно.
Степень свободы плоских механизмов считают по формуле Чебышева:
W=3n-2p5-p4
Степень свободы плоского механизма должна быть равна числу ведущих звеньев, то есть W=1.
Избыточные связи- это такие связи, которые повторяют (дублируют) связи, уже имеющиеся по данной координате, и поэтому не изменяющие реальной подвижности механизма.
