机械原理电子教案第9章.ppt

二、机构力分析的目的和方法 二、移动副中的摩擦-2 例1: 例1(续） 例2: 例2（续） §9-6 机械的效率 不考虑摩擦时： 例1: §9-7 机械的自锁 §9-5 考虑摩擦时机构的受力分析 考虑摩擦时，机构受力分析的步骤为： 1）计算出摩擦角和摩擦圆半径，并画出摩擦圆； 2）从二力杆着手分析，根据杆件受拉或受压及该杆相对于另一杆件的转动方向，求得作用在该构件上的二力方向； 3）对有已知力作用的构件作力分析； 4）对要求的力所在构件作力分析。 如图所示为一四杆机构。曲柄1为主动件，在力矩M1的作用下沿w1方向转动，试求转动副 B及 C中作用力的方向线的位置。（图中虚线小圆为摩擦圆。解题时不考虑构件的自重及惯性力。 ） 解： 1）在不计摩擦时，各转动副中的作用力应通过轴颈中心 构件 2为二力杆?此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用线与轴颈B、C 的中心连线重合。 分析： 由机构的运动情况?连杆2 受拉力。 B 2）当计及摩擦时，作用力应切于摩擦圆。 分析： 转动副B处：构件2、1之间的夹角g 逐渐减少?w21为顺时针方向 2受拉力 ?作用力R12切于摩擦圆上方。 在转动副C处：构件2、3之间的夹角b逐渐增大?w23为顺时针方向。 ?R32切于摩擦圆下方。 构件2在R12、R32二力个作用下平衡? R32 和R12共线 ? R32 和R12的作用线切于B 处摩擦圆上方和C 处摩擦圆的下方。 w14为逆时针方向 在上例所研究的四杆机构中, 若驱动力矩M1的值为已知, 试求在图示位置时各运动副中的作用力及构件3上所能承受的阻抗力矩(即平衡力矩)M3。（解题时仍不考虑构件的重量及惯性力） 解： 1）取曲柄1为分离体 曲柄1在R21、R41及力矩M1的作用下平衡?R41= -R21 R21 R41 R21= -R12 R41与R21的力偶矩与力矩M1平衡 ?R41与R21平行且切于A处摩擦圆下方。 ? M1=R21L 2）取构件3为分离体 根据力平衡条件 ?R23= -R43 R23= -R32 w34（即w3）为逆时针方向 ?R43切于D处摩擦圆上方 R23 R43 ?构件3上所能承受的阻抗力矩M3为： M3=R23 L’ L’为R23与R43之间的力臂。 例3 如图所示为一曲柄滑块机构，设各构件的尺寸(包括转动副的半径)已知，各运动副中的摩擦系数均为f，作用在滑块上的水平阻力为Q，试对该机构在图示位置时进行力分析(设各构件的重力及惯性力均略而不计)，并确定加于点B与曲柄AB垂直的平衡力Pb的大小。 解 : 1）根据已知条件作出各转动副处的摩擦圆(如图中虚线小圆所示)。 2）取二力杆连杆3为研究对象 构件3在B、C两运动副处分别受到R23及R43的作用 ?R23和R43分别切于该两处的摩擦圆外，且R23=-R43。 R23 R43 R23 R43 例3（续） 滑块4 在Q、R34及R14三个力的作用下平衡 3）根据R23及R43的方向，定出R23及R43的方向。 4）取滑块4为分离体 R32 R43 且三力应汇于一点F j R14 5）取曲柄2为分离体 曲柄2在Pb 、 R32和R12作用下平衡 ? Pb＋R32＋R12＝0 R12 E 6）用图解法求出各运动副的反力R14、R34(= -R43)、R32(= -R23= R43)、R12、及平衡力Pb的大小。 ?Q＋R34＋R14＝0 或 一、各种功及其相互关系 驱动功Wd （输入功）：作用在机械上的驱动力所作的功。 有益功Wr （输出功）：克服生产阻力所作的功。 损耗功 Wf：克服有害阻力所作的功 Wd＝Wr ＋Wf 二、机械效率h 机械效率是输出功和输入功的比值，它可以反映输入功在机械中有效利用的程度。 将式 Wd＝Wr ＋Wf 两边都除以 t Nd、Nr 、Nf 分别为输入功率、输出功率和损耗功率。 二、机械效率（续） ?Nd＝Nr ＋Nf 或： 三、提高机械效率的方法 1、尽量简化机械传动系统，使传递通过的运动副数目越少越好； 2、减少运动副中的摩擦。 理想驱动力P0 ：理想机械中，克服同样的生产阻力Q，所需的驱动力。 四、机械效率的计算 1. 一般公式: 理想机械：不存在摩擦的机械。 理想机械的效率 h0等于1，即： 机械效率的统一形式： 四、机械效率的计算（续） 理想生产阻力Q 0 ：理想机械中，同样的驱动力P所能克服生产阻力。 不考虑摩擦（?=0）： 四、机械效率的计算（续） 2. 螺旋机构的效率计算实例 1）当螺母逆着载荷Q向上运动时： 考虑摩擦： 2）当螺母在载荷 Q 的作用下向下运动时：载荷Q为驱动力 考虑摩擦时： 该机组的机械效率为： 串联机组的总效率等于组成该机组的各个机器的效率的连乘积。