项目九平面机构的力分析课件.pptx

项目九平面机构的力分析;;任务一构件惯性力的确定;构件惯性力的确定;一、直线移动构件

沿导轨直线移动的滑块，如图所示，设其质量为m，质心S的加速度为as，则其惯性力为

Pi=-mas

惯性力作用在构件的质心S上。;二、定轴转动构件

定轴转动构件的质心为S，其绕定轴的转动惯量为Js，构件以角速度ω转动，当构件质心S与其转动中心重合时，有惯性力矩：Mi=-ωJs。当构件质心不在转轴上时，则有惯性力和惯性力矩：Pi=-mas，Mi=-ωJs。;三、平面运动构件

平面运动可以看到为移动和转动两种运动的合成。所以平面运动可以分解为以质S的移动和绕质心S的转动，惯性力和惯性力矩为：Pi=-mas，Mi=-ωJs。;任务二机构的动静态静力分析的图解法;机构的动静态静力分析的图解法;如图所示的曲柄滑块机构中，曲柄1的长度为，以等角速度ω转动，其质心与转动中心O重合。连杆2的长度为，质心位于S2点，质量为m2，连杆2对质心S?的转动惯性为Js2。滑块3的质心位于S3点，质量为m3。设机构所受的工作阻力为Fr，求各运动副反力及驱动曲柄的平衡力矩M。(不计构件重量和运动副之间的摩擦力);解：（1）计算各构件的惯性力和惯性力矩。画出速度和加速度多边形。;解：（2）把构件2和3组成的二级杆组分离出来，做为研究对象进行受力分析，如图所示。根据力矩平衡条件可得：;解：（3）把构件2和3做为研究对象建立平衡方程：;解：（4）把构件2做为研究对象，受力如图，建立平衡方程：;解：（5）把曲柄1做为研究对象，受力如图，建立平衡方程：;解析法就是以机构的每个活动构件做为研究对象，建立他们关于运动副反力、已知外力和平衡力的平衡方程，最后联立求解出各运动副的反力和平衡力。具体步骤如下：

（1）建立一直角坐标系。

（2）将已知外力和运动副反力分解为沿x、y两轴的分力。

（3）分别将单个活动构件为对象，建立力的平衡方程。

（4）若平衡方程式的个数与未知力的个数相等，方程是可解的。

（5）求解方程，得出各运动副的反力和平衡力。;例：已知一铰链四杆机构ABCD，杆AB、BC和CD的质心分别位于S1、S2、S3位置，所受的惯性力和惯性???矩分别为F1、F2、F3和M1、M2、M3，如图所示，求运动副A、B、C、D的反力及杆AB上的平衡力矩M。;解析法;解析法;解析法;解析法;任务三运动副中的摩擦;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;移动副中摩擦力的确定;螺杆与螺母组成螺旋副，螺旋副是一种空间运动副，其接触面是螺旋面。当螺杆和螺母之间受轴向载荷时，拧动螺杆或螺母，两螺纹之间产生相对滑动，产生摩擦力。;螺杆与螺母组成螺旋副，螺旋副是一种空间运动副，其接触面是螺旋面。当螺杆和螺母之间受轴向载荷时，拧动螺杆或螺母，两螺纹之间产生相对滑动，产生摩擦力。;矩形螺纹的螺杆1和螺母2组成升角为α的螺旋副。在研究螺旋副的摩擦时，通常假定:

(1)螺杆与螺母间作用力集中作用在其中径dz的圆柱面上。因螺杆的螺纹可视为由一斜面卷绕在圆柱体上而形成的。所以如果将螺杆沿中径dz展开即得图示的斜面。该斜面的升角a即为螺杆中径dz上的螺纹升角，其计算公式为;螺旋副中摩擦力的确定;螺旋副中摩擦力的确定;螺旋副中摩擦力的确定;当ap时，M为正值，其方向和螺母运动方向相反，它的作用是阻止螺母加速松退，所以是一阻抗力矩。

当α=φ时，M’为零，表明无需放松力矩，螺母在力Q的作用下正好等速松退。

当aφ时，M为负值，其方向与螺母运动方向相同，它是放松螺母所需外加的驱动力矩，表明要使螺母松开，必须加一驱动力矩M’，否则无论在多大的力Q作用下，螺母都不会松开，即发生自锁。因此，螺旋副反行程自锁的条件为aφ。;2、普通螺纹螺旋副中的摩擦

从运动特性来看，普通螺纹螺旋副中的摩擦与矩形螺纹螺旋副的运动完全相同。但从摩擦关系来说，前者相当于楔形面摩擦，后者相当于平面摩擦。若引入当量摩擦因数，即可将楔形面摩擦看作平面摩擦。因此，可将普通螺纹螺旋副中的摩擦当作矩形螺纹螺旋副中的摩擦来处理。;设普通螺纹工作面的牙型斜角为，由图可知楔形半角，则当量摩擦因数为，其当量摩擦角为。可得普通螺纹螺旋副在拧紧螺母时所需的力矩为

普通螺纹拧松螺母时所需的力矩为

可知，普通螺纹螺旋副自锁的条件为。;1.径向轴颈的摩擦

径向轴颈的摩擦与轴和轴承