第四章 机构中的摩擦和机械效率 修改版.pptVIP

F (工作阻力) P(惯性力) N R G 忽略摩擦 R’ h 阻力矩 Mr=R’*h ? 1 B 2 A C 3 4 x y ?1 ?2 ? 第1章已经求出 计算逻辑 例：切纸机：刀刃质量为5公斤，忽略曲柄和连杆的质量，切纸力不大于1万牛顿，求曲柄阻力矩 刀刃受力?连杆受力?曲柄阻力矩 计算逻辑 已知参数赋值 ?1循环 1 B 2 A C 3 4 x y ?1 ?2 ? 计算?,a3,P 计算F,G,P的合力 计算R,h 计算并输出Mr 循环结束 开始 . 切纸机构 例：压纸机构 如果采用凸轮机构 80° 260° ? S 180°(2秒) 180° 360° 0? 140 执行机构的运动协调（机械耦合方式） 刀刃 压纸 360? 80? 上行 下行 松开 压紧 260? 0? 压紧 180? 180° 0° 80° 260° 设计运动副相对位置,满足耦合要求 A B A B 松开 压紧 . 凸轮廓线与AB 压纸的力矩 压纸机构力分析 80° 260° 360° 0? 在 区间， ? S 180°(2秒) 180° 140 H0 x F=Kx 设：H0=60，x=18mm时 F=500N K=27.8(N/mm) 18 240? 100? . 例：用凸轮机构驱动压纸头 弹簧自由长度H0 弹簧受压缩短x 1、求压纸力 求解顺序：压纸力?凸轮副反力?阻力矩 2、求凸轮副反力 R 解析法求阻力矩 F R N R=F/cos? F R N α x=18mm为弹簧最大压缩量 压纸机构受力分析 . ? 3、求阻力矩 0 p R R=F/cos? 考虑滚动摩擦 阻力矩合并 h Mr=R?h 执行机构原动件所受阻力矩合并 . Mr ? Md 第四章 机械中的摩擦和机械效率 内 容 运动副中的摩擦和计及摩擦时的力分析 机械的效率和自锁 重 点 运动副摩擦分析及其在简单机构力分析中的应用；机械效率以及自锁条件。 §４－１ 运动副中的摩擦和自锁 FR21 —总反力 ? — 摩擦角 总反力与法线方向所夹的锐角不变 一、平面移动副中总反力的确定 力分析 ? FR21 ＦＮ２1 Ff21 2 V12 ? P F G 1 即：构件2给构件1的运动副反力 FR21 的方向恒与构件1相对于构件2的运动方向V12 成 角 自锁条件 ? ? ? 若 F ? Ff21 滑块静止 结论：当 ??? 时，不论驱动力Ｐ多大，也无法使滑块移动 ? 自锁 自锁 ? FR21 ＦＮ２1 Ff21 2 V12 ? P F G 1 F ? FR21 若: 即: ? FR21 2 V12 1 自锁条件 ? ? ? ? FR21 2 V12 ? FR21 2 V12 P P 自锁 自锁(边界情况) 不自锁 ? P G F ? V12 FR21 ? ? 例: 求图示 滑块沿斜面等速上行时所需的水平驱动力F的大小. G为作用于滑块上的铅垂载荷. 1 2 即: F ? +? FR21 G 2 ）求 保持滑块沿斜面等速下行时所需的力 G F’ ? V12 F’R21 ? ? 1 2 即: F′ F’R21 G 槽面移动副的摩擦 N21 1 G 2 槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力 其中 自锁条件 ? 二、转动副中总反力的确定 力分析 全反力 或 以轴颈中心为圆心，?为半径作的圆称为摩擦圆， ?为摩擦圆半径。总反力与摩擦圆相切。 Md ?12 G O 1 2 FR21 Ff21 N21 ? ? （轴颈摩擦） r 轴颈半径 1 2 G FR21 G w12 G w12 转动付总反力方位线的确定 ● 1）FR21与载荷G大小相等，方向相反； 2）FR21的作用线必切于摩擦圆； 3）FR21产生的摩擦力矩与?12转动方向相反。 ? FR21 FR21 1 2 2 1 G与Md合成得 讨论： FR21 2 1 ?12 G ? h FR21 2 1 ?12 G ? h FR21 2 1 ?12 G ? h 1）当h?时，Md Mf ? 有输出功 ? ? ? 2）当h=?时，Md=Mf ? 保持平衡，原转动?仍匀速转动；原静止?仍静止 3）当h?时，Md Mf ? 输入功不足 ? ? ? 结论：当 h?? 时，不论G多大，也无法使轴转动 ? 自锁 转动副自锁条件 h ? ? 自锁条件 ? 4 2 3 1 F ?34 ?14 ?21