机械原理精品课件

1、机械原理课件第1页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四9-1 机构力分析的目的和方法一、作用在构件上的力1）驱动力 正功（输入功） 2）阻力： 有效阻力 有害阻力 有效功（输出功） 3）重力 重心下降作正功 重心上升作负功 4）运动副反力： 正压力 摩擦力 不作功 负功 5）惯性力（虚拟力）： 加速运动 阻力 减速运动 驱动力 第2页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四二、机构力分析的目的和方法一、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）

2、二、方法 静力计算： 动力计算： （低速）不考虑惯性力，看成平衡系统 （高速）考虑惯性力，看成平衡系统 同时计入静载荷和动载荷的计算。应用达朗贝尔原理，假想地将惯性力加在产生该力的构件上，则在惯性力和其它外力的作用下，该机构及其构件都可以认为是处于平衡状态的。因此可以用静力方法计算。这种动力计算称为动态静力计算。第3页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四9-2 构件惯性力的确定一、构件惯性力的确定作平面复杂运动 的构件Fi Mi平面移动 -mas0平面一般运动 -mas-Js定轴转动 轴线通过质心 匀速 00变速 0-Js轴线不通过质心 匀速 -mas0变速 -mas-Js第

3、4页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四二、质量代换法动代换：1. 质量不变 2. 质心位置不变 3. 对质心轴转动惯量不变静代换：1. 质量不变 2. 质心位置不变第5页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四动代换所以静代换所以第6页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四9-3 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 f摩擦系数（材料、光滑度、润滑） 摩擦角 第7页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四确定总反力RBA （力的三要素：点、方向、大小）

4、大小 （1） A加速运动 （2） A减速直至静止，若A原来不动，自锁 （3） A匀速或静止 方向： RBA与VAB成90+第8页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四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 F第9页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四2、楔形面移动副反力 xoy面 yoz面 当量摩擦系数当量摩擦角第10页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四RBA：大小由平衡方程求得。 与平滑块相同，楔形滑块所受的运动副总反力RBA与VAB成90+ 角 第11页，共26页，2022年，5月20日，2

5、点37分，星期四例9-1 图示钻床摇臂中，滑套长度为l、它和主轴之间的摩擦系数f。摇臂在其本身重量G作用下不应自动滑下，求其质心S至立轴之间的距离h。则又据得欲使摇臂不自动下滑，必须满足联解上三式得即第12页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四二、转动副中的运动副反力 1、径向轴颈，止推轴颈 第13页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四2、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 RBA与y方向成角轴承轴径轴身确定RBA： （与材料、粗糙度、润滑条件有关） 第14页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四其中： （f为滑动摩擦

6、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 第15页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四由 式知： 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， 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AB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

7、相反 第16页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四根据力偶等效定律，M和Q合并成合力Q （1） A作减速至静止，原来静止，自锁 （2） （3） A匀速转动，或保持静止 A加速运动 第17页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四3、止推轴颈的摩擦力 r当量摩擦半径 非跑合： 跑合： 第18页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四例9-2 图示偏心夹具中，已知轴径O的半径r0、当量摩擦系数f0、偏心距e、偏心圆盘1的半径r1以及它与工件2之间的摩擦系数f，求不加力F仍能夹紧工件时的楔紧角。轴颈O的摩擦圆半径圆盘与工件间摩擦角所以第19页，共26页，

8、2022年，5月20日，2点37分，星期四例9-3 图中，已知机构位置、各构件尺寸，各转动副半径和当量摩擦系数均为r和f。不计重力和惯性力，求各转动副中反作用力方向和作用点并求作用在构件3上的阻力偶矩M3。第20页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四9-4 不考虑摩擦力的机构力分析一、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） 二、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（

9、图解法，力多边形） 杆组第21页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四例：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1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。第22页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四9-5 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） 第23页，共26页，2022年，5月20日，2点37分，星期四注意点： 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