平面机构的力分析

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1、第四章平面机构的力分析§4-1机构力分析的任务、目的和方法§4-2构件惯性力的确定(自学）§4-3运动副中摩擦力的确定§4-4不考虑摩擦时机构的力分析（自学）§4-5考虑摩擦时机构的力分析返回与其作用点的速度方向相同或者成锐角；§4-1机构力分析的任务、目的和方法1.作用在机械上的力（1）驱动力（2）阻抗力驱动机械运动的力。其特征：其功为正功，阻止机械运动的力。其特征：与其作用点的速度方向相反或成钝角；其功为负功，称为阻抗功。1）有效阻力2）有害阻力其功称为有效功或输出功；称为驱动功或输入功。（工作阻力）（非生产阻

2、力）其功称为损失功。2．机构力分析的任务、目的及方法（1）任务和目的确定运动副中的反力：正压力和摩擦力的合力为运动副总反力，包括移动副、转动副、高副等总反力的确定；考虑摩擦时机构的受力分析：确定平衡力及平衡力矩（2）方法图解法和解析法机构力分析的任务、目的和方法(2/2)1.移动副中摩擦力的确定§4-3运动副中摩擦力的确定构件2对构件1的摩擦力为Ff21=fFN21f为摩擦系数。FN21的大小与摩擦面的几何形状有关GFN21Fv1212构件2对构件1的法向反力为FN21（1）平面接触的移动副摩擦角FR21FN21F

3、f21Fv12G12移动副中总反力方向的确定方法：1）FR21偏斜于法向反力一摩擦角φ；2）FR21偏斜的方向应与相对速度v12的方向相反。θθGFN212FN212（2）槽面接触的移动副（3）半圆柱面接触的移动副G摩擦力计算的通式:Ff21=fFN21=fvG平面接触:fv=f；槽面接触:fv=f/sinθ；半圆柱面接触:fv=kf，（k=1~π/2）。说明引入当量摩擦系数之后,使不同接触形状的移动副中的摩擦力计算和大小比较大为简化。因而这也是工程中简化处理问题的一种重要方法。举例：拧紧：M＝Gd2tan(α+φ

4、v)/2放松：M′＝Gd2tan(α-φv)/2正行程：F＝Gtan(α+φ)反行程：F＝Gtan(α-φ）′例4-1斜面机构例4-2螺旋机构轴承对轴颈的总反力FR21将始终切于摩擦圆，且与G大小相等，方向相反。rρ称为摩擦圆半径。（1）摩擦力矩的确定转动副中摩擦力Ff21对轴颈的摩擦力矩为Mf=Ff21r=fvGr轴颈2对轴颈1的作用力也用总反力FR21来表示,则FR21=-G,故Mf=fvGr式中ρ=fvr,具体轴颈其ρ为定值,故可作摩擦圆,结论=FR21ρ只要轴颈相对轴承运动，GMdω12MfFR21FN21

5、Ff21ρρFf21=fvGfv=(1～π/2)2.转动副中摩擦力的确定（2）总反力方向的确定1）根据力的平衡条件，确定不计摩擦时总反力的方向；2）计摩擦时的总反力应与摩擦圆相切；3）总反力FR21对轴心之矩的方向必与轴颈1相对轴承2的相对角速度的方向相反。2OB134A题4-13（a）F’R12F’R32FR32FR122OB134AF’R12F’R32FR32FR122OB134AF’R12F’R32FR32FR12其总反力方向的确定为：1）总反力FR21的方向与法向反力偏斜一摩擦角；2）偏斜方向应与构件1相对

6、构件2的相对速度v12的方向相反。ttnnV12ω12MfFf21FN21FR21φ3.平面高副中摩擦力的确定在考虑摩擦时进行机构力的分析，关键是确定运动副中总反力的方向，§4-5考虑摩擦时机构的受力分析小结而且一般都先从二力构件作起。例铰链四杆机构考虑摩擦时的受力分析例曲柄滑块机构考虑摩擦时的受力分析