四章平面机构的力分析及机械效率.ppt
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1、,第四章 平面机构的力分析及机械效率,41 概述 42 构件惯性力的确定 43 用杆组法作平面机构的 力分析(不计摩擦力) 4用极力法作平面机构的力分析 4用茹可夫斯基杠杆法作平面 机构的力分析 4机构的机械效益,41 概述,一机械中的作用力: 1驱动力: 驱使机件运动的力。其功为正,叫输入功。 2阻 力: 阻碍机构运动的力。其功为负。 1)工作阻力:机器完成生产过程而受到的阻力。其功叫输出功。 2)有害阻力:工作阻力以外的阻力。 3重 力: 质心上升时为阻力,反之为驱动力。较小,常不计。 4惯性力: 构件变速运动而产生的力。 二力分析的种类: 1 静 力 分 析: 不计惯性力引起的动载荷的力
2、分析。 2 动 力 分 析: 同时考虑动、静载荷的力分析。 3动态静力分析: 把惯性力作为外力加在机构上后,机构处于静力平衡,可用静力分析法对其分析,此法叫动态静力分析。,42 构件惯性力的确定,42 构件惯性力的确定: 一平面运动构件: 设:s. m. Js是构件的质心、质量及绕质心轴的转动惯量。 则: Fi = -m as Fi= Fi Mi = - Js h = Mi/ Fi 简化成一个力(见图4-1a),二转动构件: 1转轴不过质心: 1)=0(等角速) Fi = -m as ,Mi = 0 2)0(变角速):,2转轴过质心: Fi0 , 仅可能存在Mi 三平移构件: Mi0 1等速:
3、 Fi = -m a0 2变速: Fi = -m a,43用杆组法作平面机构的力分析(不计摩擦力),一运动副中的反力,已知: 作用点:铰链中心 方向:导路 方 向:公法线方向 作用点:接触点 未知: 大小,方向 大小,作用点 大小,二杆组的静定条件: 静定条件:能列出的独立力平衡方程数等于所有力的未知 要素数。,注:满足静定条件时,构件组中所有力未知要素都可由力平衡方程求出,静定构件组: 1)静定构件组:满足静定条件的构件组 2)杆 组:不可再分的、自由度等于零的构件组。杆组满 足:3n2PL=0 (4-1) n 杆组中的构件数, PL 杆组中的低副数 每个构件可列出三个独立的力平衡方程,而每
4、个低 副含有个未知力要素 含n个构件,PL个低副的构件组要静定,必须满足: 3n2PL=0 )结 论: 杆组总是静定的(杆组满足上述静定条件) 平衡力(或平衡力矩): 与机构中各构件上的已知外力和惯性力相平衡的待求外力 (或外力矩)。 三机构力分析的步骤: 力分析的目的是要确定各运动副的反力和机构上的平衡力。以下以一个实例来说 明分析步骤。 例:已知条件见.46.,解:运动分析: 取L 作机构图: 见图a 取V 作速度图: 见图b VC = VB + VCB 取 作加速度图:见图c aC = aB + anCB + atCB 确定惯性力 Fi = m1aS1 = m1a ps1 Fi = ma
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