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第八章 平面机构的力分析

第八章 平面机构的力分析. §8-1 作用在构件上的力. —— 正功（输入功）. 1 ）驱动力. 2 ）阻力：. 有效阻力. —— 有效功（输出功）. 有害阻力. —— 重心下降作正功. 3 ）重力. 重心上升作负功. 4 ）运动副反力：. —— 不作功. 正压力. 摩擦力. —— 负功. —— 阻力. 5 ）惯性力（虚拟力）：. 加速运动. —— 驱动力. 减速运动. §8-2 运动副反力的确定. 一、移动副中的反力. 1 、平面移动副反力. 根据滑快 A 的平衡，. F f 与 V AB 相反，大小根据滑动摩擦定律.

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第八章 平面机构的力分析

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  1. 第八章 平面机构的力分析

  2. §8-1 作用在构件上的力 ——正功（输入功） 1）驱动力 2）阻力： 有效阻力 ——有效功（输出功） 有害阻力 ——重心下降作正功 3）重力 重心上升作负功 4）运动副反力： ——不作功 正压力 摩擦力 ——负功 ——阻力 5）惯性力（虚拟力）： 加速运动 ——驱动力 减速运动

  3. §8-2 运动副反力的确定 一、移动副中的反力 1、平面移动副反力 根据滑快A的平衡， Ff与VAB相反，大小根据滑动摩擦定律 ψ——摩擦角 f——摩擦系数（材料、光滑度、润滑）

  4. 确定RBA （力的三要素：点、方向、大小） ①方向： RBA与VAB成90+ψ ②大小 A加速运动 （1） A减速直至静止，若A原来不动，自锁 （2） （3） A匀速或静止

  5. F作用线作用在接触面之外 ，确定RBA 如果材料很硬，可近似认为两反力集中在b、c两点

  6. 2、楔形面移动副反力 xoy面 yoz面 fΔ——当量摩擦系数 ψΔ——当量摩擦角

  7. 与平滑块相同，楔形滑块所受的运动副总反力RBA与VAB成90+ψΔ角与平滑块相同，楔形滑块所受的运动副总反力RBA与VAB成90+ψΔ角 RBA：大小由平衡方程求得。

  8. 二、转动副中的运动副反力 1、径向轴颈，止推轴颈 2、径向轴颈的反力 由实验测量得： f0——径向轴颈的当量摩擦系数 （与材料、粗糙度、润滑条件有关） 确定RBA： RBA与y方向成α角

  9. 其中： （f为滑动摩擦系数） （该式当A、B间存在间隙时成立） 若A、B间没有间隙： 对于A、B间没有摩损或磨损极少的非跑合者， f0=1.56f 对于接触面经过一段时间的运转，其表面被磨成平滑，接触更加完善的跑合者， f0=1.27f

  10. 由 式知： ρ只与f0，r有关，P变向时，RBA变向，但相对轴心O始终偏移一个距离ρ， 即RAB与以O为圆心，以为半径的圆相切，与摩擦角作用相同，此圆决定了总反力作用线的位置，称摩擦圆 由于摩擦力矩阻止相对运动，∴RBA相对轴心O的力矩为ωAB相反。 RBA：大小 RBA=Q 方向 与Q相反 作用线 与摩擦圆相切，对O的矩与WAB相反

  11. 根据力偶等效定律，M和Q合并成——合力Q’ A作减速至静止，原来静止，自锁 （1） （2） A匀速转动，或保持静止 A加速运动 （3）

  12. 3、止推轴颈的摩擦力 r’——当量摩擦半径 非跑合： 跑合：

  13. 例：已知各转动副半径r，fo，F 求，R41，R21，R23，R45，M3的方向，R14，R12，R32，R34（不计各构件的重力和惯性力）

  14. §8-3 构件惯性力的确定 作平面复杂运动 的构件 Fi Mi 0 -mas 平面移动 -Jsε -mas 平面一般运动 0 匀速 0 轴线通过质心 -Jsε 0 变速 定轴转动 0 -mas 匀速 轴线不通过质心 -mas 变速 -Jsε

  15. §8-4 机构的力分析 一、目的 1、确定运动副反力 2、确定机械的平衡力（力矩） （为保证机构按给定的运动规律运动，必须施加驱动力（力矩）与已知外力相平衡，这种未知力（力矩）称为平衡力） 二、算法 （低速）不考虑惯性力，看成平衡系统 静力计算： 动力计算： （高速）考虑惯性力，看成平衡系统

  16. 三、计算理论：动态静力法 （根据达朗贝尔原理，假想地将惯性力加在产生该力的构件上，构件在惯性力和其他外力的作用下，认为是处于平衡状态，因此可以用静力计算的方法进行计算） 四、分析步骤 1、运动分析（假设原动件匀速运动） 2、计算惯性力 3、考虑反力、惯性力、重力、驱动力、生产阻力的平衡 4、解方程（图解法，力多边形）

  17. 例：鄂式破碎机中，已知各构件的尺寸、重力及其对本身质心轴的转动惯量，以及矿石加于活动鄂板2上的压力Ft。设构件1以等角速度ω1转动，其重力可以忽略不计，求作用在其上E点沿已知方向x-x的平衡力以及各运动副中的反力。例：鄂式破碎机中，已知各构件的尺寸、重力及其对本身质心轴的转动惯量，以及矿石加于活动鄂板2上的压力Ft。设构件1以等角速度ω1转动，其重力可以忽略不计，求作用在其上E点沿已知方向x-x的平衡力以及各运动副中的反力。

  18. §8-5 速度多边形杠杆法 一、力学原理：虚位移原理 对整个机构由虚位移原理得 从P点到力Fj的距离 力Fj的功率： （作用在构件上的所有外力对转向速度多边形极点的力矩之和为零）

  19. 注意点： 1、将力偶矩转化为力偶 2、可以不转速度多边形，将力转90°后，平移到速度多边形上

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