机械原理教学课件.ppt

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1、二、质量代换法1.质量代换法按一定条件，把构件的质量假想地用集中于某几个选定的点上的集中质量来代替的方法。2.代换点和代换质量代换点：上述的选定点。代换质量：集中于代换点上的假想质量。二、质量代换法（续）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。以原构件的质心为坐标原点时，应满足：3.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；二、质量代换法（续）用集中在通过构件质心S的直线上的B、K两点的代换质量mB和mK来代换作平面运动的构件的质量的代换法。4.两个代换质

2、量的代换法5.静代换和动代换1）动代换：要求同时满足三个代换条件的代换方法。二、质量代换法（续）2）静代换：在一般工程计算中，为方便计算而进行的仅满足前两个代换条件的质量代换方法。取通过构件质心S的直线上的两点B、C为代换点，有：B及C可同时任意选择，为工程计算提供了方便和条件；代换前后转动惯量Js有误差，将产生惯性力偶矩的误差：§9–3运动副中的摩擦一、研究摩擦的目的1.摩擦对机器的不利影响1）造成机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

3、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.摩擦的有用的方面：一、研究摩擦的目的（续）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。二、移动副中的摩擦-21.移动副中摩擦力的确定F21=fN21当外载一定时，运动副两元素间法向反力的大小与运动副两元素的几何形状有关：1）两构件沿单一平面接触N21=-QF21=fN21=fQ2）两构件沿一槽形角为2q的槽面接触N21sinq=-Q二、移动副中的摩擦（续）

4、-23）两构件沿圆柱面接触N21是沿整个接触面各处反力的总和。整个接触面各处法向反力在铅垂方向的分力的总和等于外载荷Q。取N21=kQ（k≈1～1.57）ƒv------当量擦系数4）标准式不论两运动副元素的几何形状如何，两元素间产生的滑动摩擦力均可用通式：来计算。二、移动副中的摩擦（续）-25）槽面接触效应当运动副两元素为槽面或圆柱面接触时，均有ƒv＞ƒ其它条件相同的情况下，沿槽面或圆柱面接触的运动副两元素之间所产生的滑动摩擦力＞平面接触运动副元素之间所产生的摩擦力。2.移动副中总反力的确定1）总

5、反力和摩擦角总反力R21：法向反力N21和摩擦力F21的合力。摩擦角：总反力和法向反力之间的夹角。2）总反力的方向二、移动副中的摩擦（续）-2R21与移动副两元素接触面的公法线偏斜一摩擦角；R21与公法线偏斜的方向与构件1相对于构件2的相对速度方向v12的方向相反3.斜面滑块驱动力的确定1）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）如果，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。二、移动副中的摩擦（续）2）求保持滑块1沿斜面2等速下滑所需的

6、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）将螺纹沿中径d2圆柱面展开，其螺纹将展成为一个斜面，该斜面的升角a等于螺旋在其中径d2上的螺纹升角。三、螺旋副中的摩擦l--导程，z--螺纹头数，p--螺距1.矩形螺纹螺旋副中的摩擦1）矩形螺纹螺旋副的简化螺旋副可以化为斜面机构进行力分析。三、螺旋副中的摩擦（续）2）拧紧和放松力矩拧紧：螺母在力矩M作用下逆着Q力等速向上运动，相当于在滑块2上加一水平力P，使滑块2沿着斜面等速向上滑动。放松：螺

7、母顺着Q力的方向等速向下运动，相当于滑块2沿着斜面等速向下滑。矩形螺纹：三角形螺纹：三、螺旋副中的摩擦（续）2.三角形螺纹螺旋副中的摩擦1）三角形螺纹与矩形螺纹的异同点运动副元素的几何形状不同在轴向载荷完全相同的情况下，两者在运动副元素间的法向反力不同接触面间产生的摩擦力不同。螺母和螺旋的相对运动关系完全相同两者受力分析的方法一致。2）当量摩擦系数和当量摩擦角3）拧紧和放松力矩三、螺旋副中的摩擦（续）三角形螺纹宜用于联接紧固；矩形螺纹宜用于传递动力。1.轴颈摩擦四、转动副中的摩擦用总反力R21

8、来表示N21及F21四、转动副中的摩擦（续）1）摩擦力矩和摩擦圆摩擦力F21对轴颈形成的摩擦力矩摩擦圆：以为半径所作的圆。由①②①由力平衡条件②四、转动副中的摩擦（续）2）转动副中总反力R21的确定（1）根据力平衡条件，R21Q（2）总反力R21必切于摩擦圆。（3）总反力R21对轴颈轴心O之矩的方向必与轴颈1相对于轴承2的角速度w12的方向相反。注意R21是构件2作用到构件1上的力，是构件1所受的力。w12是构件1相对于构件2的角速度。构件1作