机械原理第四章 平面机构的力分析课件.ppt

《机械原理第四章 平面机构的力分析课件.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基本内容基本要求基本内容机构力分析的目的机构力分析的方法构件的惯性力、惯性力偶矩运动副中的摩擦力、总反力构件组的静定条件平面机构动态静力分析基本要求掌握构件中的惯性力、惯性力偶矩的确定的方法能够确定运动副中的摩擦力、总反力掌握并运用构件组的静定条件进行平面机构动态静力分析第四章平面机构的力分析§4-1机构力分析的目的、任务和方法§4-2构件惯性力的确定§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§4-5考虑摩擦时机构的受力分析§4-1机构力分析的目的、任务和方法一、机构力分析的目的：确定运动副中的反力：运动副两元素接触处的作用力。运动副反力的

2、大小和变化规律，用于：计算机构中各零件的强度决定运动副中的摩擦、磨损确定机构的效率及其运转时所需的功率一、机构力分析的目的：确定机构原动件按给定规律运动时需加于机械上的平衡力(或平衡力矩)。平衡力(或平衡力矩):与作用在机械上的已知外力及按给定规律运动时与各构件的惯性力(惯性力矩)相平衡的未知外力(外力矩)。求得机械的平衡力(或平衡力矩)，对于确定原动机的功率，或根据原动机的功率确定机械所能克服的最大工作载荷等是必不可少的。二、机构力分析的方法低速机械，惯性力小，只作静力分析；高速、重型机械，惯性力大：动态静力分析：将惯性力视为一般外力施加于产生该惯性力的构件上；用静力学方法对其

3、分析；方法：图解法和解析法。三、作用在机械上的力驱动力：驱使机械运动的力。与其作用点的速度方向相同或成锐角；所作的功为正功，称为驱动功或输入功。阻抗力：阻止机械运动的力。阻抗力与其作用点的速度方向相反或成钝角；所作的功为负功，称为阻抗功。有效阻力，即工作阻力。机械在生产过中为了改变工作物的外形、位置或状态等所受到的阻力，克服有效阻力所完成的功称有效功或输出功。有害阻力，即非生产阻力。克服这类阻力所作的功是一种纯粹的浪费，故称为损失功。为使机构按给定运动规律运动，需确定加在机构上的平衡力（平衡力偶）：求与作用在机械上的已知外力以及当该机械按给定运动规律运动时各构件的惯性力相平衡的未

4、知外力。求各构件的惯性力；确定运动副中的反力。§4-2构件惯性力的确定ABC1234AB1S1m1JS1BC2S2m2JS2C3S3m3一、一般力学方法1、作平面复合运动的构件惯性力系简化为加在质心s上的惯性力PI和惯性力偶矩MIBC2S2m2JS2PI2MI2lh2aS2α2PI2′BC2S2m2JS2PI2MI2aS2α22、作平面移动的构件构件作平面匀速移动，其惯性力和惯性力偶矩都为零。构件作平面变速移动，只有一个加在构件质心s上的惯性力。ABC1234C3S3m3PI3aS33、绕定轴转动的构件绕通过质心的定轴转动的构件（如齿轮、飞轮等）：质心的加速度为零，惯性力为零。当

5、构件变速转动时，将产生一惯性力偶矩绕不通过质心S的定轴转动的构件（如曲柄、凸轮等）：构件匀速转动，则仅有离心惯性力构件变速转动，产生惯性力及惯性力偶矩，用一个不过质心的总惯性力代替。AB1aS1S1α1P’I1MI1PI1二、质量代换法质量代换法：按一定条件将构件的质量假想地用集中于若干选定点上的集中质量来代换的方法。进行质量代换时必须满足的三个条件：1）代换前后构件的质量不变，2）代换前后构件的质心位置不变，3）代换前后构件对质心的转动惯量不变，1、两个代换质量的动代换动代换：同时满足三个代换条件；代换前后构件惯性力、惯性力偶矩不变；选定B点后，K点不能随便选取。2、两个代换质

6、量的静代换静代换：同时满足前两个代换条件；代换前后构件惯性力不变、惯性力偶矩有误差；选定B点后，C点可以随便选取。§4-3运动副中摩擦力的确定一、移动副中的摩擦力1、平面接触一、移动副中的摩擦力2、槽面接触θθGFN212FN212一、移动副中的摩擦力3、柱面接触G一、移动副中的摩擦力4、一般情况摩擦锥引入当量摩擦系数后,简化不同接触形状的移动副中的摩擦力的大小比较。一、移动副中的摩擦力4、一般情况FR21与FN21间夹角为φvFR21与v12间夹角为φv＋90°摩擦锥总反力FR21与摩擦锥相切求使滑块沿斜面等速上行所需水平力F作图根据平衡条件：G+FR21+F=0大小：√？？方

7、向：√√√12GαFR21FN21Ff21nnvFFG得：F=Gtg(α+φ)αφα+φFR21例题求使滑块沿斜面等速下滑所需水平力F’作图求解若α>φ，则F’为阻力;12GαF21nnvF’GF’αφα-φ若α<φ，则F’方向相反，为驱动力。得：F’=Gtg(α-φ)大小：√？？方向：√√√根据平衡条件：G+F’R21+F’=0F’R21FN21F’R21例题矩形螺纹螺旋中的摩擦：l－导程，z－螺纹头数，p－螺距螺旋副的摩擦转化为=>斜面摩擦假定载荷集中在中径d2圆柱面内，d1