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1、第4章 平面機構(gòu)的力分析,4.1 機構(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 運動副中摩擦力的確定 4.4 不考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的力分析 4.5 考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的力分析*,4.1 機構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,一、作用在機構(gòu)上的力 1. 驅(qū)動力:驅(qū)動機構(gòu)運動的力。驅(qū)動力與作用點處速度方向相同或成銳角,做正功、輸入功。 2. 阻抗力:阻止機構(gòu)運動的力。阻抗力與作用點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 機構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,二、機構(gòu)力分析的任務(wù)
2、和目的 1. 運動副中的反力:法向力和摩擦力。 2. 機械上的平衡力(平衡力偶):機械在已知外力作用下,為了使機械按預(yù)定的規(guī)律運動,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:曲柄滑塊機構(gòu)。,2. 特點:要計算質(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 運動副中摩擦力的確定,一、移動副,二、轉(zhuǎn)動副,三、平面高副,四、實例 1 移動副受力分析實例 2 轉(zhuǎn)動副受力分析實例,4.3 運動副中摩擦力的確定,一、移動副受力分析實例
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 運動副中摩擦力的確定,一、轉(zhuǎn)動副受力分析實例,已知各構(gòu)件尺寸(包括轉(zhuǎn)動副半徑r),各運動副摩擦系數(shù)f,曲柄1為主動件,在力矩M1的作用下沿1方向轉(zhuǎn)動。在滑塊上作用有工作阻力Fr。忽略各桿質(zhì)量,試求轉(zhuǎn)動副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,變大、變小。,FR12,FR32, 21、 23逆時
4、針。,4.4 不考慮摩擦?xí)r機構(gòu)的力分析,一、構(gòu)件組的靜定條件,二、用圖解法作機構(gòu)的動態(tài)靜力分析,步驟: 對機構(gòu)進(jìn)行運動分析; 計算慣性力,并加于構(gòu)件上; 分解機構(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,對桿組進(jìn)行靜力分析,至平衡力作用構(gòu)件結(jié)束。 實例:曲柄滑塊機構(gòu),用圖解法作機構(gòu)的動態(tài)靜力分析實例,1,Mb,Fr,已知各構(gòu)件尺寸,曲柄1繞A的轉(zhuǎn)動慣量為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)動慣量為JS2,滑塊重量G3 、質(zhì)心C點,曲柄1 角速度1、角速度1,生產(chǎn)阻力為Fr。求圖示位置時機構(gòu)各運動副的反力以及平衡力矩Mb 。,S2,1,(S1),(S3),解:,一、運動分析,求aSi、 i。,二、計算慣性力,將FI2、 MI2簡化為總慣性力,,距離h2= MI2/ FI2,FI2,FI3,G2,G3,用圖解法作機構(gòu)的動態(tài)靜力分析實例,三、作動態(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為對象,將桿組上所有力對C點求矩。,為各力力臂。,各力平衡。,Fr
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