第4章平面机构的力分析2.ppt

通知 本周三下午78节，七、八班所有同学带练习本、笔、课本等到 实—311教室上《机械原理》习题课。 作业 P64 4-8 4-13 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 Fr 2 1 3 A B C 4 Fb 力分析解题步骤小结： ①从二力杆入手，初步判断杆2受拉还是受压。 ②由γ、β增大或变小来判断各构件的相对角速度。 ③依据总反力判定准则得出FR12和FR32切于摩擦圆的 内公切线。 ④由力偶平衡条件确定构件1的总反力。 ⑤由三力平衡条件（交于一点）得出构件3的总反力。 A B C D 1 2 3 4 Md ω14 Q R §4－5 图解法作机构动态静力分析 一、构件组的静定条件 R n n c R 运动副反力分析 反力通过转动副中心 反力沿导路垂线方向 反力过接触点沿公法线 已知作用点， 未知大小和方向 已知方向， 未知作用点和大小 已知作用点和方向，未知大小 转动副 移动副 高副 设：构件数为n，低副数为pL ,高副数为pH , 基本杆组是静定的，受力分析时，应以基本杆组为隔离体。 若运动副全为低副，条件为 3n-2pL=0 即 3n=2pL 即 3n - 2pL – pH = 0 ——力的静定条件 则：平衡方程数为3n , 未知要素数为（2pL+pH), 须满足 3n=2pL+pH 二、机构动态静力分析方法 1）机构运动分析； 3）拆杆组并逐一对基本杆组进行受力分析，写出矢量平衡方程，作矢量多边形，求解未知力。 2）求各构件惯性力，作为外力和外力矩加在相应构件上； 画出构件上的已知外力、惯性力、拆杆组后运动副之间的反力 例4-1 已知各构件尺寸、曲柄1绕其转动中心A的转动惯量JA（质心S1与A点重合）连杆2的重量G2，转动惯量JS2（质心S2在杆BC的1/3处），滑块3的重量G3（质心S3在C处）。原动件1角速度、角加速度方向如图，作用于滑块3上C点的生产阻力为Fr，各运动副摩擦忽略不计。求机构图示位置时各运动副反力及需加在构件1上的平衡力矩Mb。 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 1、运动分析 作运动简图、速度图、加速度图 p (a) s2 c b 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 b? p? (a?) c? s2 ? n’2 2、确定惯性力和惯性力矩 构件1：绕质心轴转动，仅有惯性力矩 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 MI1 构件2：平面运动，既有惯性力也有惯性力矩 方向与加速度方向相反 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 FI2 MI2 b? p? (a?) c? s2 ? n’2 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 F?I2 h FI2 MI2 总惯性力大小 距质心S2距离h：且向下偏移 构件3：平动，仅有惯性力 FI3 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 b? p? (a?) c? s2 ? n’2 3、将惯性力加到机构上 1 2 3 G3 F r B C A ?1 α1 G2 S2 MI1 F?I2 h FI3 4、从外力已知杆组开始分析 5、求运动副反力 Fr43 Fr12n Fr12t G3 F r B C G2 S2 F?I2 h h1 FI3 Ftr32 Fnr32 B C G2 S2 F?I2 h Fr12n Fr12t h1 构件2对C点取矩得： 为避开讨论Fr43的作用点，对杆组采用矢量方程图解法求解运动副反力 大小 方向 ？ ⊥导路 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ？ √ Fr43 Fr12n Fr12t G3 F r B C G2 S2 F?I2 h h1 FI3 * 第四章 平面机构的力分析 §4－1机构力分析的任务、目的与方法 §4－2构件惯性力的确定 §4－3运动副中摩擦力的确定 §4－4机构力分析实例 §4－5图解法作机构动态静力分析 §4－1机构力分析的任务、目的与方法 ▲作用在机械上的力是影响机械运动和动力性能 的主要因素； ▲是决定构件尺寸和结构形状的重要依据。 力分析的必要性： 1、作用在机构上的力 驱动力——促使机构运动的力。 特征：力与受力点速度方向相同或成锐角。 阻抗力——阻止机构运动的力。 特征：力与受力点速度方向相反或成钝角。 阻抗力 有效阻力 有害阻力 有效(工作)阻力 有害(工作)阻力——机械运转过程受到的非生产阻力，克