機(jī)械原理力分析

1、機(jī)械原理力分析第1頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四8-1 作用在構(gòu)件上的力 1）驅(qū)動力 正功（輸入功） 2）阻力： 有效阻力 有害阻力 有效功（輸出功） 3）重力 重心下降作正功 重心上升作負(fù)功 4）運(yùn)動副反力： 正壓力 摩擦力 不作功 負(fù)功 5）慣性力（虛擬力）： 加速運(yùn)動 阻力 減速運(yùn)動 驅(qū)動力 第2頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四8-2 運(yùn)動副反力的確定 一、移動副中的反力 1、平面移動副反力 根據(jù)滑快A的平衡， Ff與VAB相反，大小根據(jù)滑動摩擦定律 摩擦角 f摩擦系數(shù)（材料、光滑度、潤滑） 第3頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)

2、38分，星期四確定RBA （力的三要素：點(diǎn)、方向、大?。?方向： RBA與VAB成90+ 大小 （1） A加速運(yùn)動 （2） A減速直至靜止，若A原來不動，自鎖 （3） A勻速或靜止 第4頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四F作用線作用在接觸面之外 ，確定RBA如果材料很硬，可近似認(rèn)為兩反力集中在b、c兩點(diǎn) 第5頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四2、楔形面移動副反力 xoy面 yoz面 f當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角第6頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四與平滑塊相同，楔形滑塊所受的運(yùn)動副總反力RBA與VAB成90+角 RBA：大小由平衡方

3、程求得。 第7頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四二、轉(zhuǎn)動副中的運(yùn)動副反力 1、徑向軸頸，止推軸頸 2、徑向軸頸的反力 由實(shí)驗(yàn)測量得： f0徑向軸頸的當(dāng)量摩擦系數(shù) （與材料、粗糙度、潤滑條件有關(guān)） 確定RBA： RBA與y方向成角第8頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四其中： （f為滑動摩擦系數(shù)） （該式當(dāng)A、B間存在間隙時(shí)成立） 若A、B間沒有間隙： 對于A、B間沒有摩損或磨損極少的非跑合者， f0=1.56f對于接觸面經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，其表面被磨成平滑，接觸更加完善的跑合者， f0=1.27f 第9頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，

4、星期四由 式知： 只與f0，r有關(guān)，P變向時(shí)，RBA變向，但相對軸心O始終偏移一個距離， 即RAB與以O(shè)為圓心，以為半徑的圓相切，與摩擦角作用相同，此圓決定了總反力作用線的位置，稱摩擦圓 由于摩擦力矩阻止相對運(yùn)動，RBA相對軸心O的力矩為AB相反。 RBA：大小 RBA=Q 方向 與Q相反 作用線 與摩擦圓相切，對O的矩與WAB相反 第10頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四根據(jù)力偶等效定律，M和Q合并成合力Q （1） A作減速至靜止，原來靜止，自鎖 （2） （3） A勻速轉(zhuǎn)動，或保持靜止 A加速運(yùn)動 第11頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四3、止推軸

5、頸的摩擦力 r當(dāng)量摩擦半徑 非跑合： 跑合： 第12頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四例：已知各轉(zhuǎn)動副半徑r，fo，F(xiàn) 求，R41，R21，R23，R45，M3的方向，R14，R12，R32，R34（不計(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力） 第13頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四8-3 構(gòu)件慣性力的確定 作平面復(fù)雜運(yùn)動 的構(gòu)件Fi Mi平面移動 -mas0平面一般運(yùn)動 -mas-Js定軸轉(zhuǎn)動 軸線通過質(zhì)心 勻速 00變速 0-Js軸線不通過質(zhì)心 勻速 -mas0變速 -mas-Js第14頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四8-4 機(jī)構(gòu)的力分析

6、 一、目的 1、確定運(yùn)動副反力 2、確定機(jī)械的平衡力（力矩） （為保證機(jī)構(gòu)按給定的運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動，必須施加驅(qū)動力（力矩）與已知外力相平衡，這種未知力（力矩）稱為平衡力） 二、算法 靜力計(jì)算： 動力計(jì)算： （低速）不考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng) （高速）考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng) 第15頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四三、計(jì)算理論：動態(tài)靜力法 （根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，假想地將慣性力加在產(chǎn)生該力的構(gòu)件上，構(gòu)件在慣性力和其他外力的作用下，認(rèn)為是處于平衡狀態(tài)，因此可以用靜力計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算） 四、分析步驟 1、運(yùn)動分析（假設(shè)原動件勻速運(yùn)動） 2、計(jì)算慣性力 3、考慮反力、慣性力、重力、驅(qū)動力、生產(chǎn)阻力的平衡 4、解方程（圖解法，力多邊形） 第16頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四例：鄂式破碎機(jī)中，已知各構(gòu)件的尺寸、重力及其對本身質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量，以及礦石加于活動鄂板2上的壓力Ft。設(shè)構(gòu)件1以等角速度1轉(zhuǎn)動，其重力可以忽略不計(jì)，求作用在其上E點(diǎn)沿已知方向x-x的平衡力以及各運(yùn)動副中的反力。第17頁，共19頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)38分，星期四8-5 速度多邊形杠桿法 一、力學(xué)原理：虛位移原理 對整個機(jī)構(gòu)由虛位移原理得 從P點(diǎn)到力Fj的距離 力Fj的功率： （作用在構(gòu)件上的所有外力對轉(zhuǎn)向速度多邊形極點(diǎn)的力矩之和為零）