西工大机械原理平面机构的力分析.pptx
《西工大机械原理平面机构的力分析.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《西工大机械原理平面机构的力分析.pptx(29页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析41机构力分析的任务、目的与方法机构力分析的任务、目的与方法42构件惯性力的确定构件惯性力的确定43运动副中摩擦力的确定运动副中摩擦力的确定44机构力分析实例机构力分析实例41机构力分析的任务、目的与方法机构力分析的任务、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;的主要因素;是决定构件尺寸和结构形状的重要依据。是决定构件尺寸和结构形状的重要依据。力分析的必要性:力分析的必要性:1.作用在机械上的力作用在机械上的力力的类型力的类型原动力原动力生产阻力生产阻力重力重力摩擦力摩擦力介质阻力介质
2、阻力惯性力惯性力运动副反力运动副反力按作用分为按作用分为阻抗力阻抗力 驱动力驱动力 有效阻力有效阻力 有害阻力有害阻力 驱动力驱动力-驱使机械运动,其方向与力的作用点速驱使机械运动,其方向与力的作用点速 度之间的夹角为度之间的夹角为锐角锐角,所作功为,所作功为正功正功。阻抗力阻抗力-阻碍机械运动,其方向与力的作用点速阻碍机械运动,其方向与力的作用点速 度之间的夹角为度之间的夹角为钝角钝角,所作功为,所作功为负功负功。有效有效(工作工作)阻力阻力-机械在生产过程中为了改变工机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态所受到的阻力,克服了阻作物的外形、位置或状态所受到的阻力,克服了阻力就完成了
3、有效的工作。如车削阻力、起重力等。力就完成了有效的工作。如车削阻力、起重力等。有害有害(工作工作)阻力阻力-机械运转过程受到的非生产阻机械运转过程受到的非生产阻力,克服了这类阻力所作的功纯粹是浪费能量。如力,克服了这类阻力所作的功纯粹是浪费能量。如摩擦力、介质阻力等。摩擦力、介质阻力等。确定运动副中的反力确定运动副中的反力-为进一步研究构件强度、为进一步研究构件强度、运动副中的摩擦、磨损、机械效率、机械动力性能等运动副中的摩擦、磨损、机械效率、机械动力性能等作准备。作准备。2.机械力分析的任务和目的机械力分析的任务和目的确定机械平衡力(或力偶)确定机械平衡力(或力偶)-目的是已知生产负目的是已
4、知生产负荷确定原动机的最小功率;或由原动机的功率来确定荷确定原动机的最小功率;或由原动机的功率来确定所能克服的最大生产阻力。所能克服的最大生产阻力。反力反力-运动副元素接触处的正压力与摩擦力的合力运动副元素接触处的正压力与摩擦力的合力 平衡力平衡力-机械在已知外力作用下,为了使机械按给机械在已知外力作用下,为了使机械按给定的运动规律运动所必需添加的未知外力。定的运动规律运动所必需添加的未知外力。3.机械力分析的方法机械力分析的方法图解法图解法解析法解析法机械力分析的理论依据机械力分析的理论依据:静力分析静力分析-适用于低速机械,惯性力可忽略不计;适用于低速机械,惯性力可忽略不计;动动态态静静力
5、力分分析析-适适用用于于高高速速重重型型机机械械,惯惯性性力力往往往往比比外力要大,不能忽略。外力要大,不能忽略。一一般般情情况况下下,需需要要对对机机械械做做动动态态静静力力分分析析时时,可可忽略重力和摩擦力忽略重力和摩擦力,通常可满足工程要求。,通常可满足工程要求。作者:潘存云教授42 构件惯性力的确定构件惯性力的确定1.一般的力学方法一般的力学方法惯性力:惯性力:FI=FI(mi,Jsi,asi,i)惯性力偶:惯性力偶:MI=MI(mi,Jsi,asi,i)其中:其中:mi-构件质量构件质量;Jsi-绕质心的转动惯量绕质心的转动惯量;asi-质心的加速度质心的加速度;i-构件的角加速度。
6、构件的角加速度。作者:潘存云教授CBA321S3S1S2as2 as1as321作者:潘存云教授CBA321S3S1S2as2 as1as321构件运动形式不同,惯性力的表达形式不一样。构件运动形式不同,惯性力的表达形式不一样。1)作平面运动的构件:作平面运动的构件:FI2=-m2 as2 MI2=-Js22 2)作平移运动的构件作平移运动的构件 FI=-mi asi 3)作平定轴转动的构件作平定轴转动的构件 合力:合力:FI 2=FI 2 lh 2=MI2/FI 2 一般情况:一般情况:FI1=-m1 as1 MI1=-Js11 合力:合力:FI 1=FI 1 ,lh 1=MI1/FI 1
7、FI 2M MI 2lh 2lh 1FI 2FI 1FI 3FI 1M MI 1若质心位于回转中心:若质心位于回转中心:MI1=-Js11 作者:潘存云教授CBA321S3S1S2as2 as1as32.质量代换法质量代换法一般力学方法的缺陷:一般力学方法的缺陷:质心位置难以精确测定;质心位置难以精确测定;质量代换法的思路:质量代换法的思路:将各构件的质量,按一定条将各构件的质量,按一定条件用集中于某些特定点的假件用集中于某些特定点的假象质量来替代,象质量来替代,只需求集中质量的惯性力,只需求集中质量的惯性力,而无需求惯性力偶矩。从而而无需求惯性力偶矩。从而将问题简化。将问题简化。质量代换的条
8、件:质量代换的条件:1)代换前后各构件质量不变;)代换前后各构件质量不变;2)质心位置不变;)质心位置不变;3)对质心轴的转动惯量不变。)对质心轴的转动惯量不变。求解各构件质心加速度较繁琐。求解各构件质心加速度较繁琐。BCmBmCS2作者:潘存云教授CBA321m2S3S1S2代换质量的计算:代换质量的计算:若替换质量集中在若替换质量集中在B、K两点,两点,则则 由三个条件分别得:由三个条件分别得:mB+mk=m2只有三个方程,故只有三个方程,故四个未知量四个未知量:(b,k,mB,mk)可以先选定一个。例如选定可以先选定一个。例如选定 b,则解得:则解得:bkmB b=mk kmB b2+m
9、k k2=JS2k=JS2/(m2 b)mB=m2 k/(b+k)mk =m2 b/(b+k)满足此三个条件称为满足此三个条件称为动代动代换换,代换前后构件的惯性,代换前后构件的惯性力和惯性力偶矩不变。但力和惯性力偶矩不变。但K点位置不能任选点位置不能任选。BKCmBmkS2作者:潘存云教授CBA321m2S3S1S2为为了了计计算算方方便便,工工程程上上常常采采用用静代换,只满足前两个条件。静代换,只满足前两个条件。mB+mk=m2此时可同时选定此时可同时选定B、C两点作为质量代换点。两点作为质量代换点。则有:则有:bckBKCmBmkmB b=mk kmB b2+mk k2=JS2mB=m
10、2 c/(b+c)mC =m2 b/(b+c)BCS2S2 因为不满足第三个条件,故构件的惯性力偶会因为不满足第三个条件,故构件的惯性力偶会产生产生一定误差一定误差,但不会超过允许值,所以这种简化,但不会超过允许值,所以这种简化处理方法为工程上所采用。处理方法为工程上所采用。43运动副中摩擦力的确定运动副中摩擦力的确定概述:概述:摩擦产生源运动副元素之间相对滑动。摩擦产生源运动副元素之间相对滑动。摩擦的摩擦的缺点缺点:优点:优点:研究目的:研究目的:发热发热效率效率 磨损磨损 强度强度精度精度寿命寿命利用摩擦完成有用的工作。利用摩擦完成有用的工作。如摩擦传动(皮带、摩擦轮)、如摩擦传动(皮带、
11、摩擦轮)、离合器离合器(摩托车摩托车)、制动器(刹车)。制动器(刹车)。减少不利影响,发挥其优点。减少不利影响,发挥其优点。润滑恶化润滑恶化 卡死。卡死。低副产生滑动摩擦力低副产生滑动摩擦力 高副滑动兼滚动摩擦力高副滑动兼滚动摩擦力。运运动动副副中中摩摩擦的类型:擦的类型:v1221一、移动副的摩擦一、移动副的摩擦1.移动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力的确定 由库仑定律得:由库仑定律得:F21f N21G铅垂载荷铅垂载荷;GFF水平力,水平力,N21N21法向反力法向反力;F21F21摩擦力。摩擦力。摩摩 擦擦 系系 数数摩擦副材料摩擦副材料静静 摩摩 擦擦动动 摩摩 擦擦无润滑剂无润滑剂有润
12、滑剂有润滑剂无润滑剂无润滑剂有润滑剂有润滑剂钢钢钢钢钢铸铁钢铸铁钢青铜钢青铜铸铁铸铁铸铁铸铁铸铁青铜铸铁青铜青铜青铜青铜青铜橡皮铸铁橡皮铸铁0.150.1 0.120.10.05 0.10.2 0.30.16 0.180.05 0.150.1 0.150.15 0.180.070.15 0.160.150.07 0.120.280.160.15 0.210.15 0.200.04 0.10.3 0.50.80.5皮革铸铁或钢皮革铸铁或钢0.07 0.150.12 0.15作者:潘存云教授作者:潘存云教授G12F21f N21 当当材材料料确确定定之之后后,F21大大小小取取决决于于法向反力法向
13、反力N21 而而G一一定定时时,N21 的的大大小小又又取取决于运动副元素的几何形状。决于运动副元素的几何形状。槽面接触:槽面接触:N”21N21F21=f N21+f N”21平面接触:平面接触:N21=N”21=G/(2sin)GN21N21=GF21=f N21=f GF21N21+N”21=-GN21G=(f/sin)G=fv Gfv称为当量摩擦系数称为当量摩擦系数N”21v1221F作者:潘存云教授G12结论:结论:不论何种运动副元素,有计算通式:不论何种运动副元素,有计算通式:矢量和:矢量和:N21=N21理论分析和实验结果有:理论分析和实验结果有:k=1/2 F21=f N21
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 西工大 机械 原理 平面 机构 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。