平面机构力分析

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1、第九章平面机构的力分析§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类驱动力驱使机构产生运动的力作正功例如推动内燃机活塞的燃气压力加在各种工作机主轴上的原动机提供的外力矩2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类阻力阻止机构运动的力作负功可分为有效阻力和有害阻力。有效阻力又称工作阻力例如机床的切削阻力起重机的荷重有害阻力是阻力中除有效阻力外的无效部分例如齿轮机构中的摩擦力2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类运动副反力当机构运转时，

2、在运动副中产生的反作用力。可分解为沿运动副两元素接触处的法向和切向两个分力。法向反力称正压力不作功切向反力即运动副中的摩擦力2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类重力作用在构件质心上因地球吸引产生在一个运动循环中重力所作的功的和为零重力在很多情况下(尤其在高速机械的计算中)可以忽略不计2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类惯性力虚拟力Fi=-mas在一个运动循环中所作功的和为零2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法作用于机

3、构中力的分类内力与外力对整个机构而言运动副反力是内力对于一个构件而言运动副反力是外力其余各力均是外力待定未知外力称为平衡力或平衡力矩2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法研究机构力分析的目的确定机构运动副反力可用于零件设计和强度校核测算机构中的摩擦力和机械效率等确定机构需加的平衡力或平衡力矩可用于确定机器工作时所需的驱动功率确定能承受的最大负荷等2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法研究机构力分析的方法静力计算不计动载荷而仅考虑静载荷的计算低速机械动力计算同时计及静载荷和动

4、载荷的计算高速机械使用动态静力法2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法研究机构力分析的方法动态静力法根据达朗贝尔原理，假想地将惯性力加在产生该力的构件上，则在惯性力和所有的其他外力作用下，该机构或其中构件都可以认为是处于平衡状态，因此可以用静力学的方法进行计算。虚拟加惯性力→类似静力平衡状态→使用静力学的方法2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法研究机构力分析的方法模型简化低速机械可以不计惯性力略去重力2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法研究机构力分析的方法图

5、解法解析法2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法§9-2构件惯性力的确定构件惯性力的计算作平面复杂运动的构件FiMi平面移动-mas0平面一般运动-mas-Jsα轴线通过质心匀速00变速0-Jsα轴线不通过质心匀速-mas0变速-mas-Jsα2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法构件惯性力的计算总惯性力将构件同时具有的惯性力Fi和惯性力偶矩Mi合成总惯性力Fi’2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法按一定条件将构件的分布质量用集中在若干选定点的假想质

6、量来代换的方法称为质量代换法。该假想的集中质量称为代换质量代换质量所集中的点称为代换点。2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法代换条件集中在各代换点的质量总和应等于原构件的质量，即代换前后构件的质量不变；集中在各代换点的质量的总质心应与原构件的质心相重合，即代换前后构件的质心位置不变；集中在各代换点的质量对质心轴的转动惯量总和应等于原构件对该轴的转动惯量，即代换前后对质心轴的转动惯量不变。2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法静代换凡满足前两个代换条件的

7、代换，其惯性力不变，这种代换的原构件和代换系统的静力效应完全相同动代换凡满足上述所有三个代换条件的代换，其惯性力和惯性力偶矩都不变，这种代换的原构件和代换系统的动力效应完全相同2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法动代换2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法质量代换法静代换2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法§9-3运动副中摩擦力的确定一、移动副中的反力1、平面移动副反力根据滑块A的平衡，F

8、f与VAB相反，大小根据滑动摩擦定律ψ——摩擦角f——摩擦系数（材料、光滑度、润滑）2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法确定RBA（力的三要素：点、方向、大小）①方向：RBA与VAB成90+ψ②大小（1）A加速运动（2）A减速直至静止，若A原来不动，自锁（3）A匀速或静止2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法F作用线作用在接触面之外，确定RBA如果材料很硬，可近似认为两反力集中在b、c两点2021/7/3§9-1研究机构力分析的目的和方法2、楔形面移动副反