机械原理第4章平面机构的力分析.ppt

《机械原理第4章平面机构的力分析.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章平面机构的力分析一、基本要求二、基本概念和基础知识三、学习重点及难点四、例题精选五、试题自测及答案一、基本要求1.了解机构中作用的各种力的分类及机构力分析的目的及方法。4.能对Ⅱ级机构进行动态静力分析。2.会对常见的运动副中的摩擦力进行分析和计算。3.会计算机械的效率及判断机械自锁的条件。二、基本概念和基础知识1.作用在机械上的力2.惯性力及其确定螺旋副移动副3.运动副中的摩擦和总反力转动副4.机械效率与自锁作用在机械上的力惯性力重力阻抗力驱动力运动副反力（正压力与摩擦力的合力）惯性力及其确定构件作平面复合运

2、动且具有平行于运动平面的对称面的刚体，它的全部惯性力可简化为一个加于质心S的惯性力和一个惯性力矩m:构件的质量as:构件重心的加速度α:构件重心的角加速度Js:构件绕重心轴的转动惯量“-”表示Pi、Mi分别与as、α的方向相反作平面移动的构件，其全部惯性力可简化为一个加于质心S的惯性力作定轴转动的构件，①若回转轴线通过质心②回转轴线不通过质心移动副水平面摩擦12Q：滑块上的铅垂载荷P：滑块上的驱动力N21：滑块受到的法向反力F21：滑块受到的摩擦力大小：F21=fN21方向：与相对运动方向相反R12：总反力。摩擦力

3、与法向反力的合力。大小：方向：与相对运动方向成角为总反力R12与法向反力N21之间的夹角，称为摩擦角，其大小取决于摩擦系数。即12自锁条件外加驱动力的作用线在摩擦角之内时，该运动副处于自锁状态，即分析当时,恒有：。即无论P力多大，有效驱动力都小于最大静摩擦力，滑块不能运动，称这种现象为自锁。如滑块处于运动状态，则滑块将减速运动到静止不动。法向反力最大摩擦力驱动力沿导路方向分量斜平面摩擦12a平衡方程滑块等速上行自锁条件驱动滑块等速上升的力驱动力P引起的最大摩擦力如果自锁分析斜平面摩擦12平衡方程P为驱动力P为阻力滑

4、块等速下滑自锁条件分析滑块等速下滑的有效驱动力为斜面给滑块的摩擦阻力为若要求滑块在铅直载荷作用下发生自锁转换成摩擦系数为的平面摩擦槽面摩擦Q12结论：摩擦力的计算通式为槽面摩擦平面摩擦应用：V带传动、三角螺纹连接槽面摩擦产生的摩擦力大于平面摩擦产生的摩擦力。螺旋副Q矩形螺纹螺旋副转化为为螺旋线导程为螺文中径斜面倾角，等于螺旋升角拧紧螺母，相当于滑块沿斜面等速上升，一般称为正行程。放松螺母，相当于滑块沿斜面等速下降，为反行程。拧紧力拧紧力矩拧松力拧松力矩自锁条件三角形螺纹螺旋副Q为三角螺纹的螺旋斜角Q三角形螺纹螺旋副

5、摩擦可视为槽面摩擦，之后直接引用矩形螺纹的结论拧紧螺母放松螺母自锁条件转动副径向轴颈与轴承的摩擦径向轴颈是指外力通过轴的直径方向的轴颈21Q:总反力到轴心的距离以轴心为圆心，为半径的圆，称为摩擦圆驱动力矩法向力径向载荷Q轴承2与轴颈1的总摩擦力。rr为轴径直径轴承2给轴颈1的总反力方向：对轴心的矩与轴颈1相对于轴承2的相对角速度方向相反并切于摩擦圆。轴承2给轴颈1的总反力数值：=Q作用在轴径上的摩擦力为其对轴径产生的摩擦力矩为作用在轴径上的总反力为自锁条件21Q外力（与Q）的合力P的作用线在摩擦圆之内。21P机械效

6、率与自锁机械效率自锁定义：输出功与输入功的比值。形式：功的形式功率形式力或力矩形式分别为在阻力一定时不考虑机械系统的摩擦所需理想驱动力和理想驱动力矩；考为实际驱动力和实际驱动力矩。定义：由于摩擦，无论在机械系统上加多大的驱动力或驱动力矩都无法使机械沿驱动力或驱动力矩的方向上运动的现象叫机械自锁。？如何判断机械自锁②按机械效率来判断③按运动副的自锁条件来判断④生产阻力小于等于零①按自锁的定义来判断如摩擦力总是大于驱动力的有效分力,机械将发生自锁.移动副:外加驱动力的作用线在摩擦角之内时，该运动副处于自锁状态.转动副:

7、外加驱动力的作用线在摩擦圆之内.螺旋副:螺旋升角小于当量摩擦角。三、学习重点及难点学习重点摩擦的基本概念；移动副、转动副中摩擦力及总反力作用线的确定；机械自锁条件的确定。学习难点运动副中总反力作用线的确定；机械自锁条件的确定。四、例题精选Q213ABC4Mdω1例1：图示机构中，Q为作用在构件3上的工作阻力。转动副的摩擦圆半径均为ρ。试确定图示位置时各运动副总反力的作用线。CABD1234QMω1例2图示机构中，已知AB杆的长为，轴颈半径为r，F为驱动力，G为生产阻力，设各构件相互接触处的摩擦系数均为f，若忽略各构

8、件的重力和惯性力，试求该机构的效率和自锁条件。ABFG1234例3图示机构为破碎机原理简图，待破碎的球形料快的重量忽略不计。料块与颚板之间的摩擦系数为f.求料块被夹紧（不会向上滑脱）时颚板夹角应为多大。213例4图示为一斜面机构中，摩擦角为求1.P为主动力，Q为工作阻力（正行程）时，机构的效率及不自锁条件。2.Q为主动力，P为工作阻力（反行程）时，机构的效率