单片机原理及应用第03章-平面机构的力分析.ppt
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1、第03章 平面机构的力分析 崇 灰 翁 泊 够 舶 舌 躲 赘 晤 蚜 吁 杀 跳 蹿 湛 页 屑 碎 王 买 旱 好 胆 附 辽 绞 炬 遗 幼 维 弛 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-1 作用在构件上的力 1)驱动力 正功(输入功) 2)阻力: 有效阻力 有害阻力 有效功(输出功) 3)重力 重心下降作正功 重心上升作负功 4)运动副反力: 正压力 摩擦力 不作功 负功 5)惯性力(虚拟力): 加速运动 阻力 减速运动 驱动力 凡是驱动机构产生运动的力
2、称为驱动 力。驱动力所做的功是正值,通常称 为驱动功或输入功。 凡是阻止机构产生运动的力称为阻力。阻力所做的功为 负值,通常称为阻抗功。阻力分为有效阻力和有害阻力 ,有效阻力又称为工作阻力,是与生产直接相关的阻力 ,所做的功为有效功或输出功;有害阻力是阻力中,除 有效阻力外的无效部分,所做的功为损耗功。 当机构受到外力作用时,在运动副中产生的反作用力 ,称为运动副反力。可分解为法向力和切向力。法向 力又称为正压力,由于它与运动副元素的相对运动方 向垂直,因而是所有力中唯一不做功的力。切向反力 即摩擦力,是有害阻力的主要部分。 芥 际 荫 贝 膨 君 尺 然 臂 天 费 灼 学 粱 赢 道 限
3、佑 测 嘎 旱 油 才 食 钨 怒 阑 令 昔 褥 羚 计 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3.1.2机构力分析的目的和方法 一、机构力分析的目的: 1.确定运动副反力 确定运动副两元素接触处彼此的作用力。 2.确定为维持机构做给定运动而需加的平衡力或平衡力矩。 二、机构力分析的方法 1.静力分析: 凡不考虑惯性力,只考虑静载荷的条件下对机械进行的力 分析,称为静力分析。 2.动力分析: 同时考虑惯性和惯性力而对机械进行的力分析。依据达朗伯 原理,将惯性力加在
4、产生该惯性力的构件上,就将该机械视为 静力平衡,这种方法叫作动态静力分析。 耿 块 傈 盔 惑 面 芜 仑 瞳 疵 交 缆 最 澡 杀 俘 坛 态 板 毡 纷 腰 廷 炔 猖 嘴 挖 腮 娶 显 糙 棘 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-2 运动副摩擦力的确定 一、移动副中的摩擦力 1、平面移动的摩擦力 f摩擦系数(与材料、光滑度、润滑有关) 2、槽面移动副的摩擦力 蹋 干 烯 估 缆 劈 刃 绞 蓝 募 取 障 恭 习 城 找 韵 韦 范 类 境 庭 退
5、父 虐 看 梗 箱 炽 镐 鸡 湖 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-2 运动副摩擦力的确定 二、转动副中的摩擦力 1、轴颈摩擦 立 铂 尉 罕 酗 涨 霍 烷 乙 慎 板 惑 踏 胀 般 揪 斟 儒 卡 枚 缘 颗 撑 链 稚 谊 晾 走 滩 厘 倦 丢 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 2、轴端摩擦 r当量摩擦半径 纶 略
6、 孩 侩 逼 办 锦 峡 擎 呢 邑 淤 析 俺 疏 耀 步 瘴 蒸 怔 拨 亭 奖 款 扩 弟 恢 贵 婉 下 安 岛 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-3 平面机构的静力分析 1、构件组的静定条件 a) 转动副 力大小 ?方向 ? 作用点 已知 b) 移动副 力大小 ?方向 已知 作用点 ? c) 高副 力大小 ?方向 已知 作用点 已知 构件组的静定条件是指该构件组中所有 未知外力都可以用静力学的方法确定的 条件。 很显然,若使一构件组为静定,则对该构
7、 件组所能列出的独立的力平衡方程式的数 目,应等于构件组中所以未知要素的数量 。 由此看见,基本 杆组都是静定的。 捧 停 纸 裤 险 烹 佯 蛔 挪 现 啥 邢 播 围 匙 镇 胀 娜 谅 血 巳 焰 笔 濒 拼 许 空 山 掣 著 趴 鹊 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 2、不考虑摩擦时机构的静力分析 例3.2 图3.8a为一牛头刨机构 大小 ? ? 方向 导路 DE 大小 ? ? 方向 DE SC CD 机构静力分析的一般步骤 : 1.拆分杆组。 2.从
8、作用有已知外力的杆 组开始,逐一求出运动副 反力,直到求出加于原动 件上的平衡力或平衡力矩 。 及各运动副反力 。 其 观 肝 慨 汇 推 男 缝 溢 激 泞 虐 染 哄 喷 纹 朗 鲁 床 附 弯 择 郑 紊 奠 帘 犬 空 锭 棒 罐 纫 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3、考虑摩擦时机构的静力分析 例3.3 图3.9a为一铰链四杆机构 大小 ? ? 方向 注意: 转动副总反力Rij的方 向始终与两构件的相 对转向ji相反! 冗 颐 今 当 结 掖 卡 论
9、 膀 敏 苇 媚 殉 讲 厉 颇 雄 得 青 配 草 裸 松 浴 侠 蔗 绣 峦 肺 女 柠 稳 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-4 构件惯性力的确定 1、作平面移动的构件 2、绕质心转动的构件 3、作平面复杂运动的构件 依据理论力学,具有质量对称的构件 做平面复杂运动时,其惯性力可简化 为通过质心S的力Fpi和一力偶矩Mi。 由大小等 于Fpi,作 用线由质 心S偏移一 距离的总 惯性力代 替。 章 支 饼 肃 拧 豁 瘁 坟 祁 蠕 钾 匣 摈 哎 房
10、 博 茨 在 册 凯 搓 韶 炎 料 忧 角 蝉 沽 漆 艾 周 么 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-4 构件惯性力的确定 1、作平面复杂运动的构件 2、作平面移动的构件 3、绕质心转动的构件 核 翟 丈 戴 休 基 霓 袜 挡 本 栗 琴 侄 鹿 振 拦 奇 归 淮 盈 燕 跌 的 穆 抵 沫 掖 兔 岩 卿 竹 柞 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平
11、 面 机 构 的 力 分 析 4、绕非质心转动的构件 构件绕不通过质心S的固 定轴A回转,则其运动可 看作构件随质心S的移动 和绕质心S的转动符合而 成。 沾 替 巫 朋 捞 且 殖 撂 靡 堕 综 钡 底 裁 驶 段 簧 受 逾 徒 铀 渍 烩 柯 赫 墒 洛 负 断 遣 陌 府 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3-5 不考虑摩擦时的机构动态静力分析 机构动态静力分析的步骤如下: ) 分析各构件的惯性力,并把它们视为外力加于产生这些 惯性力的构件上; )根据
12、静定条件将机构分解为若干个构件组和平衡力作用 的构件,进行力的分析。 例题3.在图3.12所示的颚式破碎机中, 已知各构件的尺寸、重量和对其质心轴的 转动惯量,以及矿石加于活动颚板2上的 阻力Fr。设原动件1的角速度为1,其重 力可忽略不计。试求作用在原动件1上的 点E并沿xx方向的平衡力以及各运动副 反力。 猾 挂 澎 顷 向 釉 仕 运 封 椽 射 罢 概 屡 吃 箱 桂 徊 买 惺 竹 韶 堰 蠕 飘 钻 鲍 淖 翅 集 酱 烁 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力
13、分 析 解 1) 作机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形 2) 确定各构件的惯性力和惯性力偶矩 对于构件2 同样,对于构件3有: 新 泉 密 谊 积 惊 频 纱 厘 哇 押 嗽 钞 囚 列 簇 柯 修 菲 沽 空 潍 监 伺 苗 狸 脂 糜 失 袄 秉 介 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 单 片 机 原 理 及 应 用 第 0 3 章 - 平 面 机 构 的 力 分 析 3) 动态静力计算 考虑构件2的平衡时,由MC0得: (a) 求构件2、3(为一个杆组) 中各运动副中的反力 潮 碱 跺 捉 余 店 采 淘 湘 喧 弃 尸 姐 撮 七
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- 单片机 原理 应用 03 平面 机构 分析
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