平面机构的力分析和机器的机械效率课件.ppt

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1、第九章平面机构的力分析第十一章机器的机械效率1.机构力分析的目的和方法2.运动副中摩擦力的确定3.机械的效率和自锁本章重点运动副中摩擦力的分析，总反力的确定机械的效率和自锁现象机构的自锁条件◆了解作用在机构上的力及机构力分析的目的和方法；◆能对几种最常见的运动副中的摩擦力进行分析和计算;◆能确定简单机械的机械效率和机构自锁的条件。本章教学目的1.机构力分析的目的和方法一、作用在机械上的力1）驱动力：驱使机械产生运动的力。其特征是该力其作用点速度的方向相同或成锐角，所作的功为正功，称驱动功或输入功。2）阻抗力：阻止机械产生运

2、动的力。其特征是该力其作用点速度的方向相反或成钝角，所作的功为负值。1.机构力分析的目的和方法阻抗力又可分为有益阻力和有害阻力。（1）有益阻力：是指为了完成有益工作必须克服的生产阻力，故也称有效阻力。（2）有害阻力：是指机械在运转过程中所受到的非生产无用阻力，如有害摩擦力、介质阻力等。有效功（输出功）：克服有效阻力所作的功。损耗功（输出功）：克服有害阻力所作的功。注意摩擦力和重力既可作为作正功的驱动力，也可成为作负功的阻力。1.机构力分析的目的和方法作用于机构中力的分类：驱动力（力矩）阻力（力矩）工作阻力介质阻力：如风阻等

3、运动副反力：正压力：不作功摩擦力：阻力、驱动力重力1.机构力分析的目的和方法二、机构力分析的目的和方法1.机构力分析的任务1）确定运动副中的反力（运动副两元素接触处彼此的作用力）；2）确定为了使机构原动件按给定规律运动时需加于机械上的平衡力。2.机构力分析的方法1）对于低速度机械：采用静力分析方法；2）对于高速及重型机械：一般采用动态静力分析法。1.机构力分析的目的和方法惯性力：第九章第十一章平面机构的力分析及机械效率1.机构力分析的目的和方法2.运动副中摩擦力的确定3.机械的效率和自锁一、摩擦对机器的不利影响:1）造成机

4、器运转时的动力浪费机械效率2）使运动副元素受到磨损零件的强度、机器的精度和工作可靠性机器的使用寿命3）使运动副元素发热膨胀导致运动副咬紧卡死机器运转不灵活；4）使机器的润滑情况恶化机器的磨损机器毁坏。2.运动副中摩擦力的确定二、摩擦的有用的方面：有不少机器，是利用摩擦来工作的。如带传动、摩擦离合器和制动器等。缓冲器2.运动副中摩擦力的确定偏心夹具OAR23B321DdLφHP皮带制动器压榨机/夹具斜面机构2.运动副中摩擦力的确定311'2αP3单圆盘摩擦离合器2.运动副中摩擦力的确定摩擦轮传动12B

5、AR1R2QQ主动件从动件2φ一、移动副中的摩擦力★自锁条件判断:1)若外力作用于2φ角度范围内，机构自锁；2)若外力正好作用于2φ角度上，属临界状态；3)若外力作用于2φ角度范围外，机构加速运动。∴机构自锁条件为：β≤φ（或外力F作用于摩擦角2φ范围内）1.平面移动副N＝FyFf＝N•f∴tgφ＝Ff/N＝fvABABφβFFyFxRBAFfN则φ＝arctgf，φ称为摩擦角2.运动副中摩擦力的确定BAA⊙vAB2.楔形面移动副中的摩擦力N＝QFf＝f•Q摩擦系数：fQNNθθABQN平面移动副⊙vAB2N•sinθ＝Q

6、Ff＝2N•fFf＝(f/sinθ)•QABQN⊙vAB等价于摩擦系数：(f/sinθ)楔形面移动副★结论：1.研究一表面摩擦系数为f的楔形面移动副时，可将其等价为表面摩擦系数为(f/sinθ)的平面移动副。2.在不改变其它条件的前提下，可将接触平面改为楔形面，以增加接触面的摩擦力。如三角形螺纹、V带传动等。★当量摩擦系数：fΔ＝f/sinθ2.运动副中摩擦力的确定总反力的大小和方向:R21与所作用的构件的运动方向成钝角：90。+;R21大小根据条件由力三角形确定2.运动副中摩擦力的确定QP21v12N21R21F21φΔ

7、应用：斜面滑块驱动力的确定1）已知力Q，求使滑块1沿斜面2等速上行时所需的水平驱动力P根据力的平衡条件:（正行程）2.运动副中摩擦力的确定QP21v12λnnN21R21F21φPQR21λ+φ如果λ，P’为负值，成为驱动力的一部分，作用为促使滑块1沿斜面等速下滑。2）已知力Q，求保持滑块1沿斜面2等速下滑所需的水平力P’根据力的平衡条件注意当滑块1下滑时，Q为驱动力，P’为阻抗力，其作用为阻止滑块1加速下滑。（反行程）重点：力三角形2.运动副中摩擦力的确定QP'21v12λnnN'21R'21F'21φP'Qλ-φR

8、'21四、转动副中的摩擦力1.径向轴颈的摩擦力QBQArMdωABFfNRBA——当量摩擦系数摩擦圆由平衡条件2.运动副中摩擦力的确定BArωABRABQMQ’h自锁！2.运动副中摩擦力的确定偏心夹具OAR23B321DdLφHP转动副中总反力R21的确定:（1）根据力平衡条件，R21Q（2）总反