第4章+平面機(jī)構(gòu)的力分析.ppt

1、第4章 平面機(jī)構(gòu)的力分析,4.1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法 4.2 構(gòu)件慣性力的確定 4.3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定 4.4 不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析 4.5 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析*,4.1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,一、作用在機(jī)構(gòu)上的力 1. 驅(qū)動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力。驅(qū)動(dòng)力與作用點(diǎn)處速度方向相同或成銳角，做正功、輸入功。 2. 阻抗力：阻止機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力。阻抗力與作用點(diǎn)處速度方向相反或成鈍角，做負(fù)功、阻抗功。 (1) 有效阻力：工作阻力，改變工作物外形、位置、狀態(tài)的阻力。有效功。 (2) 有害阻力：摩擦力、介質(zhì)阻力。有害功。,4.1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,二、機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)

2、和目的 1. 運(yùn)動(dòng)副中的反力：法向力和摩擦力。 2. 機(jī)械上的平衡力（平衡力偶）：機(jī)械在已知外力作用下，為了使機(jī)械按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，還必須施加的未知外力（力偶）。,三、方法 1. 按是否考慮慣性力，分為靜力分析、動(dòng)態(tài)靜力分析。 2. 按手段，分為圖解法和解析法。,4.2 構(gòu)件慣性力的確定,1. 例：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。,2. 特點(diǎn)：要計(jì)算質(zhì)心處加速度和構(gòu)件角加速度,一、一般力學(xué)方法,4.2 構(gòu)件慣性力的確定,二、質(zhì)量代換法,4.3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定,一、移動(dòng)副,二、轉(zhuǎn)動(dòng)副,三、平面高副,四、實(shí)例 1 移動(dòng)副受力分析實(shí)例 2 轉(zhuǎn)動(dòng)副受力分析實(shí)例,4.3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定,一、移動(dòng)副受力分析實(shí)例

3、,F= G tan（+）,1. 重量為G的滑塊在水平力F作用下沿斜面勻速上升。,2. 重量為G的滑塊在水平力F作用下沿斜面勻速下降。,F= G tan（-）,4.3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定,一、轉(zhuǎn)動(dòng)副受力分析實(shí)例,已知各構(gòu)件尺寸(包括轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑r)，各運(yùn)動(dòng)副摩擦系數(shù)f，曲柄1為主動(dòng)件，在力矩M1的作用下沿1方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在滑塊上作用有工作阻力Fr。忽略各桿質(zhì)量，試求轉(zhuǎn)動(dòng)副B、C中的反作用力的方向線的位置。,解：,=fvr,由于忽略質(zhì)量,重力和慣性力為零，桿2為二力桿。,不考慮摩擦?xí)r，總反力 和 沿BC方向，根據(jù)M1和Fr方向確定為壓力。,桿1轉(zhuǎn)動(dòng)，變大、變小。,FR12,FR32, 21、 23逆時(shí)

4、針。,4.4 不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析,一、構(gòu)件組的靜定條件,二、用圖解法作機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析,步驟： 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析； 計(jì)算慣性力，并加于構(gòu)件上； 分解機(jī)構(gòu)為靜定桿組和平衡力作用構(gòu)件； 從外力均已知的桿組開始，對(duì)桿組進(jìn)行靜力分析，至平衡力作用構(gòu)件結(jié)束。 實(shí)例：曲柄滑塊機(jī)構(gòu),用圖解法作機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析實(shí)例,1,Mb,Fr,已知各構(gòu)件尺寸，曲柄1繞A的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JA (質(zhì)心S1與A重合) ，連桿2質(zhì)心在桿的1/3處、重量G2 、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JS2，滑塊重量G3 、質(zhì)心C點(diǎn)，曲柄1 角速度1、角速度1，生產(chǎn)阻力為Fr。求圖示位置時(shí)機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的反力以及平衡力矩Mb 。,S2,1,(S1),(S3),解：,一、運(yùn)動(dòng)分析,求aSi、 i。,二、計(jì)算慣性力,將FI2、 MI2簡(jiǎn)化為總慣性力,，距離h2= MI2/ FI2,FI2,FI3,G2,G3,用圖解法作機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析實(shí)例,三、作動(dòng)態(tài)靜力分析,1. 分解為：桿組2、3和作用有平衡力的桿1。,Fr,FI2,FI3,G2,G3,2. 取桿組2、3為對(duì)象,將桿組上所有力對(duì)C點(diǎn)求矩。,為各力力臂。,各力平衡。,Fr