机械原理第四章动态静力分析课件

123F第四章平面机构的动态静力分析123F第四章平面机构的动态静力分析4.1机构力分析的目的和方法4.2机构动态静力分析的基本原理目录4.3Ⅱ级机构的动态静力分析4.1机构力分析的目的和方法4.2机构动态静力分析的基本§4.1机构力分析的目的和方法作用在机械上的力驱动力：动力机施于机构主动件上的力是作正功的力（输入功）有效阻力（生产阻力〕：机器所完成的工艺动作所要克服的力（输出功）介质阻力：一般很小，常忽略重力：作用在构件的重心，一个运动循环中重力的功为零。§4.1机构力分析的目的和方法作用在机械上的力驱动力：动力惯性力：由于构件的变速运动而产生的。运动副反力对于整个机构，运动副反力是内力，对于一个构件，运动副反力是外力。惯性力：由于构件的变速运动而产生的。运动副反力对于整个机构，机构动态静力分析的目的和方法目的确定运动副反力求平衡力——为了维持主动件按给定的运动规律运动时需加于机械上的力假定在主动件等速回转情况下，作用在主动件上的驱动力或从动件上的生产阻力方法——动态静力分析根据达伦贝尔（达朗伯）原理，将惯性力作为假想的外力加在构件上，可用静力学方法进行力分析，称为动态静力分析作用在机械上的力：驱动力、生产阻力、重力、惯性力、运动副反力（达朗伯原理）机构动态静力分析的目的和方法目的作用在机械上的力：驱动力、生§4.2机构动态静力分析的基本原理注意两个问题：1.运动副反力的未知要素与运动副类型有关；2.运动副反力对整个机构来说是内力。§4.2机构动态静力分析的基本原理注意两个问题：§4.2机构动态静力分析的基本原理1.运动副中反力的未知要素大小方向作用点？？？？？转动副移动副高副结论：一个低副中的反力含有2个未知要素一个高副中的反力含有1个未知要素§4.2机构动态静力分析的基本原理1.运动副中反力的未知要每个构件的静力平衡方程有三个n个构件用Pl个低副和Ph个高副连接，杆组的静定条件基本杆组即为静定杆组2.杆组的静定条件若杆组中只有低副，则静定条件为：每个构件的静力平衡方程有三个n个构件用Pl个低副和Ph个高副机构动态静力分析的步骤1）将机构按主动件、机架及基本杆组进行拆分；2）从主动件开始进行运动分析；3）计算各构件的惯性力及惯性力矩；4）从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，求出各运动副反力；5）对平衡力作用的构件进行分析，求出平衡力。机构动态静力分析的步骤1）将机构按主动件、机架及基本杆组进行§4－3Ⅱ级机构的动态静力分析xykiFixFiy约定§4－3Ⅱ级机构的动态静力分析xykiFixFiy约定RRR杆组求1、2、3点的运动副反力规定内运动副反力为构件1对构件2的作用力1234512F4xR5yF5xR2yR2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2RRR杆组求1、2、3点的运动副反力1234512F4xR5整个杆组平衡，对一点取矩：构件2平衡对3点取矩：令解得整个杆组力平衡2构件力平衡整个杆组平衡，对一点取矩：构件2平衡对3点取矩：令解得整个杆程序中各符号的表示方法外力作用点:NN1,NN2,NEXF质心点：NS1,NS2惯性力：FI()外力：F()运动副反力：FR()12345F4xF5yF5xR2yR2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2②①程序中各符号的表示方法外力作用点:NN1,NN2,NEXRRP杆组构件1平衡对3点取矩：整个杆组平衡，力在导路方向投影1234512F4xR5yF5xRkyRkxR3yR3xR1yR1xF4yT1T2kRRP杆组构件1平衡对3点取矩：整个杆组平衡，力在导路方向投barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,tb)n1ns1nn1fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(n1,1)f(n1,2)fr(n1,1)fr(n1,2)tb运动副点号构件质心点号外力作用点号构件号不赋值barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,trrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,e,fr)n1n2n3nn1ns1nn2ns2k1k2f(nn1,1)f(nn1,2)fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(nn2,1)f(nn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)ti(k2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)fr(n2,1)运动副点号构件质心点号外力作用点号工艺阻力作用点号构件号不赋值rrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,rrpf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,t,e,fr)k1k2n1n2n3f(nn1,1)f(nn1,2)f(ns1,1)f(ns2,2)ti(k1)nn1ns1nn2ns2f(nn2,1)fnn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,1)ti(k2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)运动副点号构件质心点号外力作用点号工艺阻力作用点号构件号不赋值移动副理作用点号导路上参考点rrpf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,六杆机构动态静力分析例工艺阻力为水平方向，作用于6点，滑块向右移动时其值为－5000N，相左移动时其值为零。12xy六杆机构动态静力分析例工艺阻力为水平方向，作用于6点，滑块向需调用的子程序1调用rrpf子程序求5点，6点和移动副的运动副反力3调用bark子程序求1点的运动副反力及平衡力矩2调用rrrf子程序求2点、3点及4点的运动副反力13①2427853②③9652④⑤⑥从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，求出各运动副反力对平衡力作用的构件进行分析，求出平衡力需调用的子程序3调用bark子程序求1点的运动副反力及平衡实虚n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1k2pvpaptefr51069606645pvpap

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fr9652④⑤⑥实虚n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1k2pv虚n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1k2pvpaptefr实3247805023p

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主程序及结果13①1131papefrt平衡力的简易求法根据虚位移原理平衡力的简易求法根据虚位移原理GoodbyeGoodbye123F第四章平面机构的动态静力分析123F第四章平面机构的动态静力分析4.1机构力分析的目的和方法4.2机构动态静力分析的基本原理目录4.3Ⅱ级机构的动态静力分析4.1机构力分析的目的和方法4.2机构动态静力分析的基本§4.1机构力分析的目的和方法作用在机械上的力驱动力：动力机施于机构主动件上的力是作正功的力（输入功）有效阻力（生产阻力〕：机器所完成的工艺动作所要克服的力（输出功）介质阻力：一般很小，常忽略重力：作用在构件的重心，一个运动循环中重力的功为零。§4.1机构力分析的目的和方法作用在机械上的力驱动力：动力惯性力：由于构件的变速运动而产生的。运动副反力对于整个机构，运动副反力是内力，对于一个构件，运动副反力是外力。惯性力：由于构件的变速运动而产生的。运动副反力对于整个机构，机构动态静力分析的目的和方法目的确定运动副反力求平衡力——为了维持主动件按给定的运动规律运动时需加于机械上的力假定在主动件等速回转情况下，作用在主动件上的驱动力或从动件上的生产阻力方法——动态静力分析根据达伦贝尔（达朗伯）原理，将惯性力作为假想的外力加在构件上，可用静力学方法进行力分析，称为动态静力分析作用在机械上的力：驱动力、生产阻力、重力、惯性力、运动副反力（达朗伯原理）机构动态静力分析的目的和方法目的作用在机械上的力：驱动力、生§4.2机构动态静力分析的基本原理注意两个问题：1.运动副反力的未知要素与运动副类型有关；2.运动副反力对整个机构来说是内力。§4.2机构动态静力分析的基本原理注意两个问题：§4.2机构动态静力分析的基本原理1.运动副中反力的未知要素大小方向作用点？？？？？转动副移动副高副结论：一个低副中的反力含有2个未知要素一个高副中的反力含有1个未知要素§4.2机构动态静力分析的基本原理1.运动副中反力的未知要每个构件的静力平衡方程有三个n个构件用Pl个低副和Ph个高副连接，杆组的静定条件基本杆组即为静定杆组2.杆组的静定条件若杆组中只有低副，则静定条件为：每个构件的静力平衡方程有三个n个构件用Pl个低副和Ph个高副机构动态静力分析的步骤1）将机构按主动件、机架及基本杆组进行拆分；2）从主动件开始进行运动分析；3）计算各构件的惯性力及惯性力矩；4）从外力已知的杆组开始，依次对各杆组进行动态静力分析，求出各运动副反力；5）对平衡力作用的构件进行分析，求出平衡力。机构动态静力分析的步骤1）将机构按主动件、机架及基本杆组进行§4－3Ⅱ级机构的动态静力分析xykiFixFiy约定§4－3Ⅱ级机构的动态静力分析xykiFixFiy约定RRR杆组求1、2、3点的运动副反力规定内运动副反力为构件1对构件2的作用力1234512F4xR5yF5xR2yR2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2RRR杆组求1、2、3点的运动副反力1234512F4xR5整个杆组平衡，对一点取矩：构件2平衡对3点取矩：令解得整个杆组力平衡2构件力平衡整个杆组平衡，对一点取矩：构件2平衡对3点取矩：令解得整个杆程序中各符号的表示方法外力作用点:NN1,NN2,NEXF质心点：NS1,NS2惯性力：FI()外力：F()运动副反力：FR()12345F4xF5yF5xR2yR2xR3yR3xR1yR1xF4yT1T2②①程序中各符号的表示方法外力作用点:NN1,NN2,NEXRRP杆组构件1平衡对3点取矩：整个杆组平衡，力在导路方向投影1234512F4xR5yF5xRkyRkxR3yR3xR1yR1xF4yT1T2kRRP杆组构件1平衡对3点取矩：整个杆组平衡，力在导路方向投barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,tb)n1ns1nn1fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(n1,1)f(n1,2)fr(n1,1)fr(n1,2)tb运动副点号构件质心点号外力作用点号构件号不赋值barf(n1,ns1,nn1,k1,p,ap,e,fr,trrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,e,fr)n1n2n3nn1ns1nn2ns2k1k2f(nn1,1)f(nn1,2)fi(ns1,1)fi(ns1,2)ti(k1)f(nn2,1)f(nn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)ti(k2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)fr(n2,1)运动副点号构件质心点号外力作用点号工艺阻力作用点号构件号不赋值rrrf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,rrpf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,nexf,k1,k2,p,vp,ap,t,e,fr)k1k2n1n2n3f(nn1,1)f(nn1,2)f(ns1,1)f(ns2,2)ti(k1)nn1ns1nn2ns2f(nn2,1)fnn2,2)fi(ns2,1)fi(ns2,2)fr(n1,1)fr(n1,2)fr(n2,1)ti(k2)fr(n2,2)fr(n3,1)fr(n3,2)运动副点号构件质心点号外力作用点号工艺阻力作用点号构件号不赋值移动副理作用点号导路上参考点rrpf(n1,n2,n3,ns1,ns2,nn1,nn2,六杆机构动态静力分析例工艺阻力为水平方向，作用于6点，滑块向右移动时其值为－5000N，相左移动时其值为零。12xy六杆机构动态静力分析例工艺阻力为水平方向，作用于6点，滑块向需调用的子程序1调用rrpf子程序求5点，6点和移动副的运动副反力3