第4章平面機(jī)構(gòu)力分析1

1、東莞理工學(xué)院專用1第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析41機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與方法42構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定43運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定44機(jī)構(gòu)力分析實(shí)例機(jī)構(gòu)力分析實(shí)例內(nèi)容提要內(nèi)容提要東莞理工學(xué)院專用241 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與方法作用在機(jī)械上的力是影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能作用在機(jī)械上的力是影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能 的主要因素；的主要因素；是決定構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀的重要依據(jù)。是決定構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀的重要依據(jù)。力分析的必要性：力分析的必要性：1. 作用在機(jī)械上的力作用在機(jī)械上的力力的類型力的類型原動(dòng)

2、力原動(dòng)力生產(chǎn)阻力生產(chǎn)阻力重力重力摩擦力摩擦力介質(zhì)阻力介質(zhì)阻力慣性力慣性力運(yùn)動(dòng)副反力運(yùn)動(dòng)副反力東莞理工學(xué)院專用3按按作用作用分為分為阻抗力阻抗力 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力(driving force) 有效阻力有效阻力(effective resistance) 有害阻力有害阻力(detrimental resistance) 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力-驅(qū)使驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其方向與力的作用點(diǎn)速機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其方向與力的作用點(diǎn)速 度之間的夾角為度之間的夾角為銳角銳角，所作功為，所作功為正功正功。 阻抗力阻抗力-阻礙阻礙機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其方向與力的作用點(diǎn)速機(jī)械運(yùn)動(dòng)，其方向與力的作用點(diǎn)速 度之間的夾角為度之間的夾角為鈍角鈍角，所作功為，

3、所作功為負(fù)功負(fù)功。 有效有效( (工作工作) )阻力阻力-機(jī)械在生產(chǎn)過程中為了改變工作物的機(jī)械在生產(chǎn)過程中為了改變工作物的 外形、位置或狀態(tài)所受到的阻力，外形、位置或狀態(tài)所受到的阻力，克服了阻力克服了阻力 就完成了有效的工作就完成了有效的工作。如車削阻力、起重力等。如車削阻力、起重力等。有有 害害 阻阻 力力-機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程受到的非生產(chǎn)阻力，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程受到的非生產(chǎn)阻力，克克 服了這類阻力所作的功服了這類阻力所作的功純粹是浪費(fèi)能量純粹是浪費(fèi)能量。如摩。如摩 擦力、介質(zhì)阻力等。擦力、介質(zhì)阻力等。東莞理工學(xué)院專用4（1）確定運(yùn)動(dòng)副中的反力確定運(yùn)動(dòng)副中的反力-為進(jìn)一步研究構(gòu)件強(qiáng)為進(jìn)一步研究構(gòu)件強(qiáng)度、運(yùn)

4、動(dòng)副中的摩擦、磨損、機(jī)械效率、機(jī)械動(dòng)力度、運(yùn)動(dòng)副中的摩擦、磨損、機(jī)械效率、機(jī)械動(dòng)力性能等作準(zhǔn)備。性能等作準(zhǔn)備。2. 機(jī)械（構(gòu)）力分析的任務(wù)和目的機(jī)械（構(gòu)）力分析的任務(wù)和目的（2）確定機(jī)械平衡力（或力偶）確定機(jī)械平衡力（或力偶）-目的是已知生目的是已知生產(chǎn)負(fù)荷確定原動(dòng)機(jī)的最小功率；或由原動(dòng)機(jī)的功率產(chǎn)負(fù)荷確定原動(dòng)機(jī)的最小功率；或由原動(dòng)機(jī)的功率來確定所能克服的最大生產(chǎn)阻力。來確定所能克服的最大生產(chǎn)阻力。反力反力-運(yùn)動(dòng)副元素接觸處的正壓力與摩擦力的運(yùn)動(dòng)副元素接觸處的正壓力與摩擦力的合力合力 平衡力平衡力-機(jī)械在已知外力作用下，為了使機(jī)械按機(jī)械在已知外力作用下，為了使機(jī)械按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)所必需添加的

5、未知外力。給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)所必需添加的未知外力。3. 機(jī)械（構(gòu)）力分析的方法機(jī)械（構(gòu)）力分析的方法圖解法圖解法解析法解析法東莞理工學(xué)院專用54. 機(jī)械力分析的理論依據(jù)機(jī)械力分析的理論依據(jù) 靜力分析靜力分析-適用于適用于低速低速機(jī)械，慣性力可忽略不計(jì)；機(jī)械，慣性力可忽略不計(jì)； 動(dòng)態(tài)靜力分析動(dòng)態(tài)靜力分析-適用于適用于高速重型高速重型機(jī)械，慣性力往往比機(jī)械，慣性力往往比外力要大，不能忽略。外力要大，不能忽略。 一般情況下，需要對(duì)機(jī)械做動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，可一般情況下，需要對(duì)機(jī)械做動(dòng)態(tài)靜力分析時(shí)，可忽略重力和摩擦力忽略重力和摩擦力，通?？蓾M足工程要求。，通?？蓾M足工程要求。東莞理工學(xué)院專用642 構(gòu)件慣

6、性力的確定（自學(xué)）構(gòu)件慣性力的確定（自學(xué)）1.一般的力學(xué)方法一般的力學(xué)方法慣性力慣性力： FI=FI (mi , Jsi，asi, i )慣性力偶慣性力偶： MI=MI (mi , Jsi，asi, i )其中：其中：mi -構(gòu)件質(zhì)量構(gòu)件質(zhì)量; Jsi -繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; asi -質(zhì)心的加速度質(zhì)心的加速度; i -構(gòu)件的角加速度。構(gòu)件的角加速度。CBA321S3S1S2as2 as1as321動(dòng)畫動(dòng)畫東莞理工學(xué)院專用7CBA321S3S1S2as2 as1as321構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式不同，慣性力的表達(dá)形式不一樣。構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式不同，慣性力的表達(dá)形式不一樣。1) 作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件作平

7、面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件：（構(gòu)件：（構(gòu)件2） FI2 =-m2 as2 MI2 =- Js22 （4-1）2) 作平移運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件作平移運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件 FI =-mi asi 3) 作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件 合力：合力：FI 2=FI 2 偏離質(zhì)心 lh 2= MI2 / FI 2 （4-2）一般情況一般情況：（回轉(zhuǎn)軸不通過質(zhì)心） FI1 =-m1 as1 MI1 =- Js11 合力：合力：FI 1=FI 1 , lh 1= MI1 / FI 1 FI 2M MI 2lh 2lh 1FI 2FI 1FI 3FI 1M MI 1若質(zhì)心位于回轉(zhuǎn)中心：若質(zhì)心位于回轉(zhuǎn)中心： MI1 =- Js11 FI3 =

8、-m3 as3 東莞理工學(xué)院專用8CBA321S3S1S2as2 as1as32. 質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法一般力學(xué)方法的缺陷：一般力學(xué)方法的缺陷：質(zhì)心位置難以質(zhì)心位置難以精確精確測(cè)定；測(cè)定； 質(zhì)量代換法的思路：質(zhì)量代換法的思路： 將各構(gòu)件的質(zhì)量，按一定將各構(gòu)件的質(zhì)量，按一定條件用集中于某些特定點(diǎn)的條件用集中于某些特定點(diǎn)的假想質(zhì)量來替代，假想質(zhì)量來替代，只需求集只需求集中質(zhì)量的慣性力，而無需求中質(zhì)量的慣性力，而無需求慣性力偶矩。慣性力偶矩。從而將問題簡從而將問題簡化?；Ｙ|(zhì)量代換的條件：質(zhì)量代換的條件：1）代換前后各構(gòu)件質(zhì)量不變；）代換前后各構(gòu)件質(zhì)量不變；2）代換前后各構(gòu)件質(zhì)心位置不變；）代換前后

9、各構(gòu)件質(zhì)心位置不變；3）代換前后各構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。）代換前后各構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變。求解各構(gòu)件質(zhì)心加速度及角加速度較繁瑣。求解各構(gòu)件質(zhì)心加速度及角加速度較繁瑣。 BCmBmCS2東莞理工學(xué)院專用9CBA321m2S3S1S2代換質(zhì)量的計(jì)算：代換質(zhì)量的計(jì)算：若替換質(zhì)量集中在若替換質(zhì)量集中在B、K兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，則則 由三個(gè)條件分別得：由三個(gè)條件分別得：mB + mk =m2 只有三個(gè)方程，只有三個(gè)方程，卻有四個(gè)未知量卻有四個(gè)未知量:（b, k, mB , mk ）可以先選定一個(gè)。例如選定可以先選定一個(gè)。例如選定 b，則解得：則解得：bkmB b = mk kmB b2+ mk k2

10、 =JS2k = JS2 /(m2 b)mB = m2 k /(b+k)mk = m2 b /(b+k)滿足此三個(gè)條件稱為滿足此三個(gè)條件稱為動(dòng)代動(dòng)代換換，代換前后構(gòu)件的慣性，代換前后構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩不變。但力和慣性力偶矩不變。但K點(diǎn)位置不能任選點(diǎn)位置不能任選。BKCmBmkS2東莞理工學(xué)院專用10CBA321m2S3S1S2為了計(jì)算方便，工程上常采用為了計(jì)算方便，工程上常采用靜代換靜代換，只滿足前兩個(gè)條件。，只滿足前兩個(gè)條件。mB + mk =m2此時(shí)可同時(shí)選定此時(shí)可同時(shí)選定B、C兩點(diǎn)作為質(zhì)量代換點(diǎn)。兩點(diǎn)作為質(zhì)量代換點(diǎn)。則有：則有：bckBKCmBmkmB b = mk kmB b2+

11、 mk k2 =JS2mB = m2 c /(b+c)mC = m2 b /(b+c)BCS2S2 因?yàn)椴粷M足第三個(gè)條件，故構(gòu)件的慣性力偶會(huì)因?yàn)椴粷M足第三個(gè)條件，故構(gòu)件的慣性力偶會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生一定誤差一定誤差，但不會(huì)超過允許值，所以，但不會(huì)超過允許值，所以這種簡化這種簡化處理方法為工程上所采用處理方法為工程上所采用。東莞理工學(xué)院專用1143 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定概述：概述：摩擦產(chǎn)生源運(yùn)動(dòng)副元素之間相對(duì)滑動(dòng)。摩擦產(chǎn)生源運(yùn)動(dòng)副元素之間相對(duì)滑動(dòng)。摩擦的摩擦的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：摩擦的摩擦的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：研究目的：研究目的：發(fā)熱發(fā)熱效率效率 磨損磨損 強(qiáng)度強(qiáng)度精度精度壽命壽命利用摩擦完成有用的工作

12、。利用摩擦完成有用的工作。如摩擦傳動(dòng)（如摩擦傳動(dòng)（皮帶皮帶、摩擦輪）、摩擦輪）、離合器離合器( (摩托車摩托車) )、制動(dòng)器（剎車）。制動(dòng)器（剎車）。減少不利影響，發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。減少不利影響，發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。潤滑惡化潤滑惡化 卡死?？ㄋ馈５透碑a(chǎn)生低副產(chǎn)生滑動(dòng)滑動(dòng)摩擦力摩擦力 高副高副滑動(dòng)兼滾動(dòng)滑動(dòng)兼滾動(dòng)摩擦摩擦力力。運(yùn)動(dòng)副中摩運(yùn)動(dòng)副中摩擦的類型：擦的類型：東莞理工學(xué)院專用12v1221一、移動(dòng)副的摩擦一、移動(dòng)副的摩擦1. 移動(dòng)副中摩擦力的確定移動(dòng)副中摩擦力的確定 由庫侖定律得：由庫侖定律得： Ff21f FN21 (4-6)G鉛垂載荷鉛垂載荷;GFF水平力，水平力，F(xiàn)N21FN21法向反力法向反力;

13、Ff21Ff21 摩擦力。摩擦力。摩摩 擦擦 系系 數(shù)數(shù)摩擦副材料摩擦副材料靜靜 摩摩 擦擦動(dòng)動(dòng) 摩摩 擦擦無潤滑劑無潤滑劑有潤滑劑有潤滑劑無潤滑劑無潤滑劑有潤滑劑有潤滑劑鋼鋼鋼鋼鋼鑄鐵鋼鑄鐵鋼青銅鋼青銅鑄鐵鑄鐵鑄鐵鑄鐵鑄鐵青銅鑄鐵青銅青銅青銅青銅青銅橡皮鑄鐵橡皮鑄鐵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皮革鑄鐵或鋼皮革鑄鐵或鋼0.07 0.150.12 0.

14、15東莞理工學(xué)院專用13G12Ff21 f FN21 當(dāng)材料確定之后，當(dāng)材料確定之后， Ff21大小取決大小取決于法向反力于法向反力FN21 而而G一定時(shí)，一定時(shí)， FN21 的大小又取的大小又取決于運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀。決于運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀。 (2)槽面槽面接觸：接觸：N”21N21Ff21 = f N21 + f N”21(1)平面平面接觸：接觸：N21 = N”21 = G / (2sin) ) GFN21FN21 =GFf21 =f FN21 = f GFf21N21 +N”21= - -GN21G= ( f / sin) G= fv Gfv稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)N”21

15、v1221Fv1221GFFN21Ff21東莞理工學(xué)院專用14G12結(jié)論：結(jié)論：不論不論何種運(yùn)動(dòng)副何種運(yùn)動(dòng)副元素，有計(jì)算元素，有計(jì)算通式通式：矢量和：矢量和：FN21 =FN21理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果有：理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果有： k =1/2 Ff21 = f FN21 Ff21 = fFN21 (3) 柱面柱面接觸：接觸： =-=-G代數(shù)和：代數(shù)和： FN21= |FN21 | |= f k G = fv G= fv G (4-7)(4-7)=kG |FN21 | |FN21 FN21同理，稱同理，稱 fv為當(dāng)量摩擦系數(shù)。為當(dāng)量摩擦系數(shù)。 非平面非平面接觸時(shí)接觸時(shí) ，摩擦力增大了，為什么？，摩擦力

16、增大了，為什么？是是 f 增大了？增大了？原因：原因：是由于是由于FN21 分布不同而導(dǎo)致的。分布不同而導(dǎo)致的。東莞理工學(xué)院專用15v1221GFFN21Ff21應(yīng)用：應(yīng)用：當(dāng)需要增大滑動(dòng)摩擦力時(shí)，可將接觸面設(shè)計(jì)當(dāng)需要增大滑動(dòng)摩擦力時(shí)，可將接觸面設(shè)計(jì)成槽面或柱面。如圓形皮帶（縫紉機(jī)）、三角形皮成槽面或柱面。如圓形皮帶（縫紉機(jī)）、三角形皮帶、螺栓聯(lián)接中采用的三角形螺紋。帶、螺栓聯(lián)接中采用的三角形螺紋。對(duì)于三角帶：對(duì)于三角帶： 18182. 移動(dòng)副中總反力的確定移動(dòng)副中總反力的確定定義：總反力為法向反力與摩擦力的合成：定義：總反力為法向反力與摩擦力的合成： FR21=FN21+ Ff21 tg=

17、= Ff21 / FN21摩擦角，摩擦角，方向方向: :FR21 V V1212 (90(90+ +) )摩擦錐摩擦錐-以以FR21為母線所作圓錐。為母線所作圓錐。結(jié)論：結(jié)論：移動(dòng)副中總反力移動(dòng)副中總反力恒切于恒切于摩擦錐摩擦錐。fv3.24 3.24 f = f FN21 / FN21= f (4-8)(4-8)不論P(yáng)的方向如何改變，F(xiàn)與FR21兩者始終在同一平面內(nèi)FR21動(dòng)畫動(dòng)畫動(dòng)畫動(dòng)畫東莞理工學(xué)院專用16作者：潘存云教授FFR2112G12Ga)a)求使滑塊沿斜面等速上行所需水平力求使滑塊沿斜面等速上行所需水平力F Fb)b)求使滑塊沿斜面等速下滑所需水平力求使滑塊沿斜面等速下滑所需水平

18、力FF作圖作圖作圖作圖若若，則則FF為阻力為阻力; ;根據(jù)平衡條件根據(jù)平衡條件：F + FF + FR21R21+G = 0+G = 0 大?。海看笮。?？方向：方向：得：得： F=F=Gtg(tg(+) ) (4-9)G-根據(jù)平衡條件：根據(jù)平衡條件： F + FF + FR21R21+G = 0+G = 0若若=斜面摩擦。斜面摩擦。擰緊時(shí)擰緊時(shí)直接引用斜面摩擦的結(jié)論有：直接引用斜面摩擦的結(jié)論有：假定載荷集中在中徑假定載荷集中在中徑d2 圓柱面內(nèi)，展開圓柱面內(nèi)，展開d2成斜面其成斜面其升角升角為：為： tg(2)螺紋的擰松螺紋的擰松螺母在螺母在F和和G的聯(lián)合的聯(lián)合作用下，順著作用下，順著G等速向

19、下運(yùn)動(dòng)。等速向下運(yùn)動(dòng)。v(1)螺紋的擰緊螺紋的擰緊螺母在螺母在F和和G的聯(lián)合的聯(lián)合作用下，逆著作用下，逆著G等速向上運(yùn)動(dòng)。等速向上運(yùn)動(dòng)。v=l /d2=np /d2 )(GtgF從端面看d2Gdd1lGF東莞理工學(xué)院專用19F螺紋擰緊時(shí)必須施加在中徑處的螺紋擰緊時(shí)必須施加在中徑處的圓周力圓周力，所產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的 擰緊所需力矩?cái)Q緊所需力矩M為：為：擰松時(shí)直接引用斜面摩擦的結(jié)論有擰松時(shí)直接引用斜面摩擦的結(jié)論有：)(2222GtgddFMF螺紋擰松時(shí)必須施加在中徑處的圓周力，所產(chǎn)生螺紋擰松時(shí)必須施加在中徑處的圓周力，所產(chǎn)生 的擰松所需力矩的擰松所需力矩M為：為：)( GtgF)(2222Gtgdd

20、FM若若，則則 MM為正值，其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反，為正值，其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反， 是阻力；是阻力；若若，則則MM為負(fù)值，其方向與預(yù)先假定的方向相反，為負(fù)值，其方向與預(yù)先假定的方向相反， 而與螺母運(yùn)動(dòng)方向相同，成為放松螺母所需而與螺母運(yùn)動(dòng)方向相同，成為放松螺母所需 外加的驅(qū)動(dòng)力矩。外加的驅(qū)動(dòng)力矩。Md2F東莞理工學(xué)院專用20作者：潘存云教授2. 三角形螺紋螺旋中的摩擦（自學(xué)）三角形螺紋螺旋中的摩擦（自學(xué)）矩形螺紋矩形螺紋忽略升角影響時(shí)，忽略升角影響時(shí)，N近似垂直向上近似垂直向上,比較可得：比較可得：N cosGN引入當(dāng)量摩擦系數(shù)引入當(dāng)量摩擦系數(shù): fv = f / cos三角形螺紋三角形

21、螺紋 N cosG，牙形半角牙形半角 NG當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角: : v arctg arctg fvN N /cosGNNGNN東莞理工學(xué)院專用2121rFN21)(22vGtgdM擰緊：擰緊：)(22vGtgdM擰松：擰松：可直接引用矩形螺紋的結(jié)論：可直接引用矩形螺紋的結(jié)論：三、轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦三、轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦1. 軸頸摩擦軸頸摩擦直接引用前面的結(jié)論有：直接引用前面的結(jié)論有：產(chǎn)生的摩擦力矩為：產(chǎn)生的摩擦力矩為：軸軸軸頸軸頸軸承軸承12方向：與方向：與1212相反。相反。Mf根據(jù)平衡條件有：根據(jù)平衡條件有： FR21- -G, Md =Mf = G = = fv r = f kG = fv

22、G Mf= Ff21 r= fv r G =FR21 =f FN21 r Ff21 = f FN21MdGFR21Ff21東莞理工學(xué)院專用222112MfMd21rFN2112MfMdGFR21Ff21GFN21Ff21FR21當(dāng)當(dāng)G的方向改變時(shí)，的方向改變時(shí)，F(xiàn)R21的方向也跟著改變，的方向也跟著改變，以以作圓稱為摩擦圓，作圓稱為摩擦圓，摩擦圓半徑。摩擦圓半徑。且且FR21恒切恒切于摩擦圓。于摩擦圓。分析：分析：由由= fv r 知，知，rMf對(duì)減小摩擦不利。對(duì)減小摩擦不利。但但不變。不變。東莞理工學(xué)院專用232 13ABC4FMr運(yùn)動(dòng)副總反力判定準(zhǔn)則運(yùn)動(dòng)副總反力判定準(zhǔn)則1. 由力平衡條件，

23、初步確定總反力方向（受拉或壓）。由力平衡條件，初步確定總反力方向（受拉或壓）。2. 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副有：對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副有： FR21恒切于摩擦圓。恒切于摩擦圓。3. 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副有：對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)副有：Mf 的方向與的方向與1212相反相反對(duì)于移動(dòng)副有：對(duì)于移動(dòng)副有： FR21恒切于摩擦錐恒切于摩擦錐對(duì)于移動(dòng)副有：對(duì)于移動(dòng)副有：FR21 V V1212(90(90+ +) )14MrF21例例1 ：圖示機(jī)構(gòu)中，已知驅(qū)動(dòng)力圖示機(jī)構(gòu)中，已知驅(qū)動(dòng)力F和阻力矩和阻力矩Mr及摩擦及摩擦圓半徑圓半徑，畫出各運(yùn)動(dòng)副總反力的作用線。畫出各運(yùn)動(dòng)副總反力的作用線。23FR23FR21FR41v349090+ +FR43FR12FR

24、32東莞理工學(xué)院專用24212r2RrR取環(huán)形微面積取環(huán)形微面積: dsds2d2d2.2. 軸端摩擦（自學(xué)）軸端摩擦（自學(xué)）在在G的作用下產(chǎn)生摩擦力矩的作用下產(chǎn)生摩擦力矩Mf (1)新新軸端，軸端， p p常數(shù)，常數(shù)，則：則：摩擦力為：摩擦力為：dFf= f dFN總總摩擦力矩：摩擦力矩：摩擦力矩：摩擦力矩：dMf =dFfdFN=p ds fpdsMRrfRrfdpfM22)(/22rRGp設(shè)設(shè)dsds上的上的壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為p p, ,正壓力為：正壓力為：=f dFN=f p ds= f p ds)(3233rRfp2233)(32rRrRfGRrdpf22GdMMf東莞理工學(xué)院專用25 (

25、2)跑合跑合軸端軸端 跑合初期跑合初期: p p常數(shù)常數(shù)跑合結(jié)束：跑合結(jié)束：正壓力分布規(guī)律為正壓力分布規(guī)律為: p=常數(shù)常數(shù) RrfdfpM2RrpdsG內(nèi)圈內(nèi)圈V 磨損快磨損快 p 磨損變慢磨損變慢 結(jié)論：結(jié)論： Mf = f G(R+r)/2 p=const, 中心壓強(qiáng)高，容易壓潰，故做成中空狀。中心壓強(qiáng)高，容易壓潰，故做成中空狀。 )(22rRfp)(2rRp磨損慢磨損慢 p 磨損變快磨損變快 外圈外圈V212r2RrRGdMMf東莞理工學(xué)院專用2612四、平面高副中的摩擦力的確定四、平面高副中的摩擦力的確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng): 滑動(dòng)滑動(dòng)+滾動(dòng)滾動(dòng) v12摩擦力摩擦力: 滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦

26、力+滾動(dòng)摩擦力滾動(dòng)摩擦力 滾動(dòng)摩擦力滾動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力 可忽略可忽略滾動(dòng)摩擦力滾動(dòng)摩擦力總反力為法向反力與滑動(dòng)摩擦力的合成：總反力為法向反力與滑動(dòng)摩擦力的合成： FR R21=FN21+Ff21Ff21FR21FN21總反力的方向：總反力的方向： FR R21 V V1212(90(90+ +) )9090+ +東莞理工學(xué)院專用27d dFbc cFR2344 機(jī)構(gòu)力分析實(shí)例機(jī)構(gòu)力分析實(shí)例14Fr21例例1 ：圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件尺寸、材料、運(yùn)動(dòng)副：圖示機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件尺寸、材料、運(yùn)動(dòng)副半徑，水平阻力半徑，水平阻力Fr，求平衡力，求平衡力Fb的大小。的大小。23213ABC4Fbv349090+ +FR21FR41FR43FR23FR21FR41EFR43FFR12FR32F FR R43 + F FR R23 +Fr = 0 大?。捍笮。?？ ？ 方向：方向： 解：解：1)根據(jù)已知條件求作摩擦圓根據(jù)已知條件求作摩擦圓 2)求作二力桿運(yùn)動(dòng)副反力的作用線求作二力桿運(yùn)動(dòng)副反力的作用線 3)列出力平衡向量方程列出力平衡向量方程F FR R41 + F FR R21 +Fb = 0 大?。捍笮。?？ ?方向：方向： 從圖上量得：從圖上量得： FbFr (ad/ab)選比例尺作圖選比例尺作圖 Frb ba受壓東莞理工學(xué)院專用28MdBAGABCD1234例例2 ：圖示四