平面机构的运动分析和力分析.pptVIP

力分析的类型： 1、不考虑摩擦，不考虑惯性力。 2、考虑摩擦，不考虑惯性力。 3、不考虑摩擦，考虑惯性力。 4、考虑摩擦，考虑惯性力。 重点掌握2、类型力分析。 3、类型课程设计时讲授。 * §3-3 机构的力分析 一、考虑摩擦的力分析 目的： 分析运动副中摩擦对机构运动的影响，减少不利因素，发挥有利作用。 内容： 1、平面机构运动副中的摩擦总反力 的确定； 2、考虑摩擦的受力分析； 3、机械效率和机械自锁。 (Forces Analysis of mechanisms) 力分析的方法：图解法 Q----载荷和自重 P-----驱动力 N21---法向反力 F21---摩擦力 F21 方向：F21总是与V12方向相反 大小：当摩擦系数f一定时， F21与N21成正比。 F21=fN21 1、移动副中的摩擦 1） 移动副中摩擦力的确定 二、运动副中的摩擦 对于不同的接触面（即运动副元素的几何形 状），N21在Q为定值时，N21的表达式形式是不同 的。如下所示： ---称为当量摩擦系数。 N21与F21 同是2 构件作用于1 构件 的力，故将它们合成一总反力R21. 2） 移动副中总反力的确定： 方向： 与 夹角成 。 大小： 例：构件1 在构件2 的斜面上等速滑动， 载荷为Q , 摩擦系数为f , 驱动力P 为水 平 ， 已知。求：在构件1 等速上，下 滑动时，R21=? P=? 解：1)当构件1 等速上滑时，分析 1 构件。 2) 当构件1 等速下滑时，取1构件为分离体，构件1 受力如下。 从此题可见：由于相对速度方向不同， 使得R21的方向也不同。 2、转动副的摩擦（轴颈摩擦） a) 1与2构件没有相对转动时， 其接触点在A点，此时： 这两力共线，等值反向。 b)在Md的驱动下，构件1在构件2的AB弧段上纯滚动，并在B点平衡。 平衡条件为： 应通过实验求得 当轴颈跑合过，有径向间隙时 当轴颈非跑合过， 当轴颈跑合后， 称为摩擦圆半径。 根据“理力”观点，若Md与Q的 总合力为Q*,其距离为e, 1) 当er时，Q*作用在摩擦圆内, 此时MdMr,机构不动，自锁。 2) 当e= r 时，Q*切于摩擦圆，此时Md=Mr,构件1可匀速转动。 3) 当er时，Q*作用在摩擦圆外， 此时MdMr,构件1可加速转动。 在考虑摩擦受力分析时，常将Q*用Rij表示。 转动副中总反力的确定： 方向：根据平衡条件定，且RAB对转 轴取矩的方向与ωBA转向相反 作用线：切于摩擦圆。 步骤： 1、 画出摩擦圆，ρ=r·fv。 2、分析各运动副相对运动方向。从原动件开 始。 3、对各个构件进行综合力分析。从二力杆开 始或高副开始。 三、考虑摩擦时机构的受力分析 例1：如图示四杆机构，已知机构位置，尺寸， fV, r, P驱动力,M3为阻力。求：机构在P力作 用下，各运动副总反力位置和方向。 解： 分析2 构件： 1构件: 3构件: 1 2 3 4 P M3 w 21 w 23 R12 R21 R23 R32 w 14 w 34 R41 R43 h 解： 分析2 构件： 3 构件： 1 构件： 例2：如图示导杆机构，已知机构位置，尺寸，fV, r, M1 为驱动力矩，Q为阻力。求：机构在 M1 作用下能克服的阻力Q=? M1 Q 3 4 1 2 3 2 w21 v23 R12 R32 R43 w34 R23 R21 w14 R41 h 受力面 R43 Q R23 R41 R21 R12 R32 例3：如图所示机构，已知机构位置，尺寸， f, r, P为驱动力，Q为阻力。求：机构中各运 动副中总反力的作用线。 1 2 3 P Q 解： 1构件： 2构件： v21 w23 R32 R31 j v13 R21 R12 j 四、机械效率 机械对能量的有效利用程度。用 表示。 1.简化机械系统，减少运动副。 2.减少摩擦，合理选材。 i) 有摩擦时： P--驱动力 Q --阻力 ii) 无摩擦时： P0--理想驱动力 Q --阻力 * * *