械原理平面機構(gòu)的動力分析(朱理).ppt

3.1 機構(gòu)力分析的目的和方法,3.4 構(gòu)件慣性力的確定,3.2 運動副中摩擦力的確定,3.5 不考慮摩擦時機構(gòu)的動態(tài)靜力分析,3.6 機械的效率和自鎖,第三章 平面機構(gòu)的力分析,3.3 平面機構(gòu)的靜力分析,機構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法,1. 作用在機械上的力,(1)驅(qū)動力：,(2)阻抗力：,即驅(qū)使機械運動的力。其與速度方向相同或成銳角；其功為正。即驅(qū)動功或輸入功。,即阻止機械運動的力。其與速度方向相反或成鈍角；其功為負。即阻抗功。,有效阻力（工作阻力），其功稱為有效功或輸出功。,有害功（非生產(chǎn)阻力），其功稱為損失功。,2. 力分析的任務(wù)及方法,(1)任務(wù) 確定運動中的反力,確定平衡力及平衡力矩,(2)方法,靜力分析,動態(tài)靜力分析,有圖解法和解析法,運動副中摩擦力的確定,3.2.1 移動副中摩擦力確定,(1)摩擦力的確定,當量摩擦系數(shù),取值為：,平面接觸：,槽面接觸：,半圓柱面接觸：,(2)總反力方向的確定,1)與法向力偏一摩擦角,2)FR21偏斜方向與相對速度v12方向相反。,3. 2.2 轉(zhuǎn)動副中摩擦力確定,(1)軸頸的摩擦,1)摩擦力矩的計算,摩擦圓半徑，即,例：,斜面機構(gòu),正行程：,反行程：,擰緊：,螺旋機構(gòu),放松：,運動副中摩擦力的確定,(2)軸端的摩擦,1)新軸端：(p=常數(shù)),2)跑合軸端：(p=常數(shù)),2)總反力方向的確定,例：,曲柄滑塊機構(gòu),鉸鏈四桿機構(gòu),確定連桿是受拉還是受壓； 確定相對角速度方向； 總反力與摩擦圓相切，且對軸心形成的Mf與相反。,1,M1,例3.1求圖示曲柄搖桿機構(gòu)中轉(zhuǎn)動副B和C中作用力方向的位置。,解：,不考慮摩擦力時，BC為二力桿,考慮摩擦力時，作用力應(yīng)與摩擦圓相切,21,23,1,M1,21,23,3,M3,平面機構(gòu)的靜力分析,3.3.1 構(gòu)件組的靜定條件,-指該構(gòu)件組中所有未知外力都可以用靜力學的方法確定的條件。,3.3.2 不考慮摩擦時機構(gòu)的靜力分析,-先將機構(gòu)分解成桿組，從作用有已知外力的桿組開始，逐一求出各桿組中的運動副反力，直到求出加于原動件上的平衡力或平衡力矩。,Fr,FR65,FR34,FR65,Fr,FR34= FR45,FR12,FR63,FR43,FR43,FR63,FR63=FR23,B,A,h1,FR21=-FR12,S,FR61,Fr + R65 + R34 = 0,方向,大小, 導路 DE, ？ ？,Mb=FR12 Lh1,3.3.3 考慮摩擦時機構(gòu)的靜力分析,例：,曲柄滑塊機構(gòu),鉸鏈四桿機構(gòu),平面機構(gòu)的靜力分析,3.4 構(gòu)件慣性力的確定,1.作平面復雜運動的構(gòu)件(如連桿),其慣性力系可簡化為：F2=-m2aS2； M2=-JS22,也可簡化為一個總慣性力F2(= F2)，偏離質(zhì)心S2為h2。,h2=M2/F2 ；M2的方向與2相反；,2. 作平面移動的構(gòu)件(如滑塊),F3=-m3aS3,3. 繞定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件(如曲柄),曲柄軸線不通過質(zhì)心,F1=-m1aS1；M1=JS11,或簡化為一個總慣性力F1(= F2),曲柄軸線通過質(zhì)心，則只有M1=JS11,不考慮摩擦時機構(gòu)的動態(tài)靜力分析,方法：先確定各構(gòu)件的慣性力，并虛擬加在相應(yīng)的構(gòu)件上，列出平衡方程，最后用矢量方程圖解法求解。,例：平面六桿機構(gòu)力分析,1. 機構(gòu)力分析的圖解法,2. 機構(gòu)力分析的解析法,矢量方程法 復數(shù)解析法 矩陣法,機械的效率和自鎖,3.6.1 機械的效率,機械效率反映了輸入功在機械中的有效利用的程度，它是機械的一個主要性能指標。,機械效率=輸出功/輸入功=1-損失功/輸入功，即,機械效率的計算,1)用功形式,