機(jī)械原理(平面機(jī)構(gòu)力分析新)

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4141機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法42 42 構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定43 43 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法44 44 不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析4141機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)1 1）確定運(yùn)動(dòng)副中的反力）確定運(yùn)動(dòng)副中的反力運(yùn)動(dòng)副反力運(yùn)動(dòng)副反力指運(yùn)動(dòng)副處作用的指運(yùn)動(dòng)副處作用的正壓力正壓力和和摩擦力摩擦力的的合力合力2 2）確定機(jī)械中的平衡力）確定機(jī)械中的平衡力平衡力平衡力是指機(jī)械在是指機(jī)械在已知外

2、力已知外力的作用下，為了使該機(jī)械能按的作用下，為了使該機(jī)械能按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，還須加于機(jī)械上的給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，還須加于機(jī)械上的未知外力未知外力平衡力平衡力生產(chǎn)阻力生產(chǎn)阻力根據(jù)機(jī)構(gòu)的根據(jù)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力大小選擇適當(dāng)?shù)拇笮∵x擇適當(dāng)?shù)淖枇ψ枇?lái)平衡來(lái)平衡驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力根據(jù)機(jī)構(gòu)的根據(jù)機(jī)構(gòu)的阻力阻力大小選擇適當(dāng)?shù)拇笮∵x擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力來(lái)平衡來(lái)平衡平衡力即可以是驅(qū)動(dòng)力又可以是阻力平衡力即可以是驅(qū)動(dòng)力又可以是阻力機(jī)構(gòu)力分析的目的機(jī)構(gòu)力分析的目的1 1） 為現(xiàn)有機(jī)械為現(xiàn)有機(jī)械工作性能工作性能的評(píng)價(jià)、鑒定提供參數(shù)；的評(píng)價(jià)、鑒定提供參數(shù)；2 2） 為新機(jī)械的為新機(jī)械的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供

3、重要依據(jù)。提供重要依據(jù)。機(jī)構(gòu)力分析的方法機(jī)構(gòu)力分析的方法圖解法圖解法解析法解析法作用在機(jī)械上的力作用在機(jī)械上的力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力阻抗力阻抗力有效阻力有效阻力有害阻力有害阻力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度的力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度 方向相同或成銳角方向相同或成銳角，其所作的功為，其所作的功為正功正功。阻抗力阻抗力阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。阻抗力與其作用點(diǎn)的速度阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力。阻抗力與其作用點(diǎn)的速度方向方向相反或成鈍角相反或成鈍角，其所作的功為，其所作的功為負(fù)功負(fù)功。驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力阻抗力阻抗力12F21V1290V1290F有效阻力有效阻力即即工作阻力工作阻力，它是機(jī)械在生

4、產(chǎn)過(guò)程中為了，它是機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中為了改變改變工件的外形工件的外形、位置或狀態(tài)位置或狀態(tài)時(shí)所受到的阻力，克服這些阻時(shí)所受到的阻力，克服這些阻力就完成了工作。如機(jī)床中作用在刀具上的切削阻力，力就完成了工作。如機(jī)床中作用在刀具上的切削阻力，起重機(jī)提升重物的重力等都是起重機(jī)提升重物的重力等都是有效阻力有效阻力。有害阻力有害阻力為為非工作阻力非工作阻力，克服這些阻力所做的功純粹，克服這些阻力所做的功純粹 是一種浪費(fèi)，故稱為損失功。摩擦力、介質(zhì)阻力等是一種浪費(fèi)，故稱為損失功。摩擦力、介質(zhì)阻力等 一般為一般為有害阻力有害阻力。阻抗力又可分為阻抗力又可分為42 42 構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定1 1

5、構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定1) 1) 直線移動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定直線移動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定勻速直線移動(dòng)勻速直線移動(dòng)構(gòu)件的慣性力：構(gòu)件的慣性力：加速直線移動(dòng)加速直線移動(dòng)構(gòu)件的慣性力：構(gòu)件的慣性力：0sImaF0sImaFSa 質(zhì)心的加速度質(zhì)心的加速度V=CV=C0IFSaIFSS2) 2) 定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定定軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定勻角速度勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度角加速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)0SImaF0SIJM0SImaF0 SIJM構(gòu)件的質(zhì)心在轉(zhuǎn)軸構(gòu)件的質(zhì)心在轉(zhuǎn)軸S SS SMI0 SV0 Sa0 0 SV0 Sa0 AA構(gòu)件的質(zhì)心不在轉(zhuǎn)軸構(gòu)件的質(zhì)心不在轉(zhuǎn)軸勻角速度勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)0 nSIma

6、F角加速度角加速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)0 SImaF0SIJM0 SIJMS SnSaFI =C S SnSaSaSaMIFI02 ASnSla0 ASSla02 ASnSla0 ASSlaSSaMI3) 3) 作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件慣性力的確定0 SImaF0 SIJM也可將上述也可將上述 合成為距質(zhì)心合成為距質(zhì)心S S為距離為距離h h的總的總慣性力。慣性力。IIMF ,SaFISIIFMh hFI，1例例 1 在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的半徑在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的半徑R=200mm，LOA=100mm， 從動(dòng)件的質(zhì)量為從動(dòng)件的質(zhì)量為m2=20kg，凸輪的角速度，凸輪的角速

7、度1=20rad/s。當(dāng)。當(dāng)OA線線 在水平的位置時(shí)，求從動(dòng)件在水平的位置時(shí)，求從動(dòng)件2的慣性力。的慣性力。解：解：1. 高副低代高副低代123oARBCA32CBO12.運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析（過(guò)程略）（過(guò)程略）p( )o bpob2IF20 23.4 2am pb 22Bm a468N 3.受力分析受力分析2IF2Baap b 2Ba2Ba1ACB1234例例2 在圖示的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知在圖示的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知LAC=200mm， LAB=100mm， =90,導(dǎo)桿的重心在導(dǎo)桿的重心在C點(diǎn)，導(dǎo)桿對(duì)重心點(diǎn)，導(dǎo)桿對(duì)重心C的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3=0.2kgm2 曲柄的等角速度曲柄的等角速度1

8、=20rad/s。求導(dǎo)桿。求導(dǎo)桿3的慣性力矩。的慣性力矩。 解：解：1 運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析（過(guò)程略）（過(guò)程略）3()p b12()b bp2b3()b33BBCal333IMJ 2.受力分析受力分析46N m 0.2 231 3alp bBC 2231/rad s33Ba3IM例例3 在圖示發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知曲柄長(zhǎng)度在圖示發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知曲柄長(zhǎng)度 連桿長(zhǎng)度連桿長(zhǎng)度 連桿重心連桿重心 至曲柄銷軸至曲柄銷軸B的距離的距離 連桿的質(zhì)量連桿的質(zhì)量 ， 活塞及其附件的質(zhì)量活塞及其附件的質(zhì)量 連桿對(duì)其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量連桿對(duì)其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，曲柄轉(zhuǎn)，曲柄轉(zhuǎn) 速速 ， 求圖示位置時(shí)求圖示位置時(shí)

9、活塞活塞3的的慣性力和的的慣性力和 連桿連桿2的總慣性力。的總慣性力。2S,.ABml350,.mlBC352,kgm6322916 kgmJS.min/rn3001, 45kgm192,.mlBS8302pcbcc b2sp解：解：1.運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析aSspa222/290558smABC123S2BCtCBla 22/4 .10335. 256 .48sradtCBatCBa22SalaBCcc 2Sa求慣性力和慣性力矩求慣性力和慣性力矩（1）活塞活塞 3 的慣性力的慣性力CIamF33acpm 3N14705496 （2）連桿連桿 2 上的慣性力和慣性力矩上的慣性力和慣性力矩222SI

10、amFcc b2spN5510290192ABC1233IF2IF2IMS22SaCa2Sa222 SIJMmN 17684 .1039 .16 （3）連桿連桿 2 的總慣性力和作用線的位置：的總慣性力和作用線的位置：mFMHII317. 05510174822mmHhl56.1003. 0317. 02ABFMABC1232IF2IMS2h2Sh2ABC123S23IF2IF2Sm22 2 質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法的實(shí)質(zhì)是為了簡(jiǎn)化構(gòu)件慣性力的計(jì)算。質(zhì)量代換法的實(shí)質(zhì)是為了簡(jiǎn)化構(gòu)件慣性力的計(jì)算。用一般力學(xué)方法須同時(shí)求得構(gòu)件的慣性力用一般力學(xué)方法須同時(shí)求得構(gòu)件的慣性力F FI I和慣性力矩和

11、慣性力矩M MI I 。而。而采用質(zhì)量代換法可省去慣性力矩采用質(zhì)量代換法可省去慣性力矩M MI I的計(jì)算，使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。的計(jì)算，使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。質(zhì)量代換法的方法質(zhì)量代換法的方法把構(gòu)件的質(zhì)量用集中作用在構(gòu)件的幾個(gè)把構(gòu)件的質(zhì)量用集中作用在構(gòu)件的幾個(gè)選定點(diǎn)選定點(diǎn)的假想的假想集中集中質(zhì)量質(zhì)量來(lái)代替。來(lái)代替。質(zhì)量代換法的目的質(zhì)量代換法的目的3ABC12S2SaFIMI質(zhì)量代換法的方法質(zhì)量代換法的方法把構(gòu)件的質(zhì)量用集中作用在構(gòu)件的幾個(gè)把構(gòu)件的質(zhì)量用集中作用在構(gòu)件的幾個(gè)選定點(diǎn)選定點(diǎn)的假想的假想集中集中質(zhì)量質(zhì)量來(lái)代替，這些假想的集中質(zhì)量被稱作代換質(zhì)量。來(lái)代替，這些假想的集中質(zhì)量被稱作代換質(zhì)量。3ABC12S

12、2mBmkB B、K K為所選定的代換點(diǎn)為所選定的代換點(diǎn)kmB 、 mk為代換質(zhì)量為代換質(zhì)量m2應(yīng)用質(zhì)量代換法應(yīng)滿足的條件應(yīng)用質(zhì)量代換法應(yīng)滿足的條件2 2） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；1 1） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；3 3） 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；2mmmkBkmbmkB222SKBJkmbmkb上式中有四個(gè)未知量上式中有四個(gè)未知量：BmKmbk、選定選定b b后求出其余的三個(gè)量后求出其余的三個(gè)量：)/(bmJkS22)/(kbkmmB2)/(kbbmmK2同時(shí)滿足三個(gè)條件同時(shí)滿足三個(gè)條件

13、的叫做動(dòng)質(zhì)量代換的叫做動(dòng)質(zhì)量代換3ABC12mkS2mB只滿足上述前兩個(gè)條件的代換被稱作只滿足上述前兩個(gè)條件的代換被稱作靜代換靜代換。靜代換的具體做法為：靜代換的具體做法為：任選任選兩個(gè)代換點(diǎn)兩個(gè)代換點(diǎn)的位置（下圖選在的位置（下圖選在B、C兩鉸鏈點(diǎn)處兩鉸鏈點(diǎn)處)將假想集將假想集中質(zhì)量分別作用在中質(zhì)量分別作用在B、C點(diǎn)。點(diǎn)。)/(2cbcmmB )/(2cbbmmC bmB則有：則有：2mmmkBkmbmkB2 2） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變1 1） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；3ABC12S2mCc小結(jié)：小結(jié)：1 動(dòng)質(zhì)量代換須同時(shí)滿足三個(gè)條件。動(dòng)

14、質(zhì)量代換須同時(shí)滿足三個(gè)條件。1 1） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；2 2） 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；3 3） 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；即即2mmmkBkmbmkB222SKBJkmbm2 2 靜質(zhì)量代換只須滿足前兩個(gè)條件靜質(zhì)量代換只須滿足前兩個(gè)條件結(jié)論：結(jié)論：用動(dòng)質(zhì)量代換法計(jì)算機(jī)構(gòu)的慣性力與采用一般力學(xué)方法計(jì)算用動(dòng)質(zhì)量代換法計(jì)算機(jī)構(gòu)的慣性力與采用一般力學(xué)方法計(jì)算機(jī)構(gòu)慣性力機(jī)構(gòu)慣性力完全等效完全等效，而靜質(zhì)量代換則只，而靜質(zhì)量代換則只部分等效部分等效。)/(cbcmmB2)/(cbbmmC2)/(

15、bmJkS22)/(kbkmmB2)/(kbbmmK2cc b2sp解：解： 1. 取長(zhǎng)度比例尺取長(zhǎng)度比例尺 作機(jī)構(gòu)圖作機(jī)構(gòu)圖ABC123S2tCBatCBa2例例2 在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知曲柄長(zhǎng)度在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知曲柄長(zhǎng)度 連連 桿長(zhǎng)度桿長(zhǎng)度 曲柄的轉(zhuǎn)速曲柄的轉(zhuǎn)速 活塞及其附活塞及其附 件的重量件的重量 連桿重量連桿重量 連桿對(duì)其重心的連桿對(duì)其重心的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，連桿重心，連桿重心 至曲柄銷的至曲柄銷的B 的距離的距離 ，試確定在圖示位置時(shí)活塞的慣性力，并，試確定在圖示位置時(shí)活塞的慣性力，并 用質(zhì)量代換法求連桿的慣性力。用質(zhì)量代換法求連桿的慣性力。 ,. mlAB

16、10,.mlBC330min,/rn15001,NQ213,NQ2522204250mkgJS.2SBCBSll3/12 2.運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析（過(guò)程略）（過(guò)程略）222100smaS/225150sr /求得：求得：2Sa2Sapcb3. 求連桿求連桿 2 的的慣性力慣性力和和慣性力矩慣性力矩222SIamF222SIJM22SagQN536021008 . 925mN.21951500425. 02IF2IMABC123S22IF2Sh4. 用用動(dòng)質(zhì)量代換法動(dòng)質(zhì)量代換法求連桿的求連桿的慣性力慣性力 （1） 將連桿的質(zhì)量動(dòng)代換于將連桿的質(zhì)量動(dòng)代換于 B 點(diǎn)和點(diǎn)和 K 點(diǎn)，則點(diǎn)，則 K 點(diǎn)的位置

17、為點(diǎn)的位置為2222BSSKSlmJlmm15. 02Kcc b2spABC123S2動(dòng)代換質(zhì)量為：動(dòng)代換質(zhì)量為：2222BSKSKSBlllmmBKmmm2kg476. 111. 0151. 0151. 08 . 925kg075. 1476. 18 . 925（2）求作用在）求作用在B、K 兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的慣性力慣性力IKIBFF ,BBIBamFKKIKamFN7 .36452470476. 1akp075. 1N19355036075. 1abp476. 1IBFIKFBaBaKaKaKkABC123S2IBFIKF2IF2SbcIBF2IFIKF結(jié)論：結(jié)論：動(dòng)質(zhì)量代換法是一種動(dòng)質(zhì)量代換法

18、是一種精確計(jì)算精確計(jì)算方法方法PIacF2haK的的 說(shuō)明說(shuō)明動(dòng)質(zhì)量代換法動(dòng)質(zhì)量代換法的結(jié)果的結(jié)果與與一般力學(xué)方法一般力學(xué)方法的計(jì)算結(jié)果相等的計(jì)算結(jié)果相等 合成的結(jié)果恰等于合成的結(jié)果恰等于IBFIKF、2IF用力一般力學(xué)方法計(jì)算得到用力一般力學(xué)方法計(jì)算得到4. 用用靜質(zhì)量代換法靜質(zhì)量代換法求連桿的求連桿的慣性力慣性力BCCSBllmm22BCmmm28 . 92532 gQ232BCBCllgQ322kg85. 07 . 18 . 925N419724697 . 1aCcpm靜代換質(zhì)量為：靜代換質(zhì)量為：作用在作用在B、C 兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的慣性力慣性力BBIBamFaBbpm CCICamFN151

19、3178085. 0cc b2spBaCakg7 . 1 、結(jié)論：結(jié)論：靜質(zhì)量代換法靜質(zhì)量代換法是一種是一種近似計(jì)算近似計(jì)算方法方法主矩改變主矩改變cc b2spBaCa2IFAB123C2SIBF2S22IIMFh22SJ2IM22IIMFhICFh214343 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定1 1 移動(dòng)副中摩擦力的計(jì)算移動(dòng)副中摩擦力的計(jì)算1 1） 平滑塊的摩擦力平滑塊的摩擦力FR21總反力，其方向與滑塊運(yùn)動(dòng)的方向呈總反力，其方向與滑塊運(yùn)動(dòng)的方向呈90+。 摩擦角，摩擦角， V12GFN21Ff21FR21GFN21fGfFFNf2121總反力總反力FR21方向恒與與滑塊方向恒與與

20、滑塊 滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度V12方向相反。方向相反。 兩者間夾角為兩者間夾角為90+。2121arctanNNFfF2121arctanNfFFfarctan兩接觸面間摩擦力的大小與接觸面的幾何形狀有關(guān)兩接觸面間摩擦力的大小與接觸面的幾何形狀有關(guān)2 2） V V型槽滑塊的摩擦力型槽滑塊的摩擦力3 3） 半柱面槽滑塊的摩擦力半柱面槽滑塊的摩擦力sin)90cos(cos21GGGFN 由圖可得：由圖可得：其中：其中：sinffV12GKfGGfFVf21其中：其中：k1 1點(diǎn)、線接觸；點(diǎn)、線接觸；/2/2半圓面均勻接觸；半圓面均勻接觸；1 /2/2 其余。其余。2121NffFF2221NF221N

21、FsinfG VGfGFFiN021iF1GKffV 9021NF總結(jié)：移動(dòng)副的摩擦力總結(jié)：移動(dòng)副的摩擦力21fF21fF平面接觸平面接觸槽形面接觸槽形面接觸sinffV半圓柱面接觸半圓柱面接觸 fv= k f （k= 1 /2） （fv 稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)）稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)）1、fv 引入的意義：對(duì)磨擦力的計(jì)算可以先不考慮接觸面間的幾引入的意義：對(duì)磨擦力的計(jì)算可以先不考慮接觸面間的幾何形狀，用一個(gè)公式表達(dá)，何形狀，用一個(gè)公式表達(dá)，僅需對(duì)接觸面之間不同僅需對(duì)接觸面之間不同幾何形幾何形狀需引入不同的當(dāng)量磨擦系數(shù)。狀需引入不同的當(dāng)量磨擦系數(shù)。 2、因、因fvf，故在其他條件相同的情況下，槽面磨擦大于

22、平面磨擦。，故在其他條件相同的情況下，槽面磨擦大于平面磨擦。因此在一些需利用磨擦力來(lái)工作的地方，可將平面接觸改為槽面因此在一些需利用磨擦力來(lái)工作的地方，可將平面接觸改為槽面接觸，以增大磨擦力。三角帶傳動(dòng)和三角螺紋聯(lián)接，就是其應(yīng)用接觸，以增大磨擦力。三角帶傳動(dòng)和三角螺紋聯(lián)接，就是其應(yīng)用實(shí)例。實(shí)例。fv Gfv= f21V12GFf21FR212121arctanNfFFFFN212、移動(dòng)副中的總反力、移動(dòng)副中的總反力 FR21=arctan f總反力與法向反力偏斜一總反力與法向反力偏斜一磨擦角磨擦角 總反力與總反力與V12間的夾角總是一鈍角（間的夾角總是一鈍角（90+ ）2）FR21方方向確定向

23、確定1 1）定義）定義：把運(yùn)動(dòng)副中的法向反力和磨擦：把運(yùn)動(dòng)副中的法向反力和磨擦力的合力稱為運(yùn)動(dòng)副中的總反力力的合力稱為運(yùn)動(dòng)副中的總反力 FR21磨擦角磨擦角 總反力與法向反力之間的夾角總反力與法向反力之間的夾角3 3）關(guān)于摩擦角）關(guān)于摩擦角，當(dāng)量摩擦角，當(dāng)量摩擦角V VfarctanVVfarctan4 4）總反力方向確定后，就可對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析。）總反力方向確定后，就可對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析。21例例 一滑塊置于升角為一滑塊置于升角為的斜面的斜面2上，上，G 為作用在滑塊為作用在滑塊 1 上的鉛錘上的鉛錘 載荷。求使滑塊載荷。求使滑塊 1 沿斜面沿斜面 2 等速上升（正行程）時(shí)所需的水等速上升（正

24、行程）時(shí)所需的水 平驅(qū)動(dòng)力平驅(qū)動(dòng)力 F ；求使滑塊求使滑塊 1 沿斜面沿斜面 2 等速下滑時(shí)的力等速下滑時(shí)的力F.GFnnV12解：解：1 分析受力（正行程）分析受力（正行程）已知力已知力:G未知力：未知力：F、FR21FR212 取力比例尺作圖求解取力比例尺作圖求解）圖示力大小（）真實(shí)力大?。╩mPN滑塊勻速上滑時(shí)力平衡條件：滑塊勻速上滑時(shí)力平衡條件： 所受三力匯交于一點(diǎn)，且三力所受三力匯交于一點(diǎn)，且三力力矢為首尾相交的封閉圖形。力矢為首尾相交的封閉圖形。b021RFFGcaG21RFFPbcF)tan(GF21nnV12F，3 分析滑塊反行程受力分析滑塊反行程受力FR21，已知力：已知力：

25、 G（驅(qū)動(dòng)力）（驅(qū)動(dòng)力）FR21，F(xiàn)，未知力：未知力：、4 作圖求解作圖求解baG21RFF)tan(GFGcPacF ，則，則F為正，其方向與圖示方為正，其方向與圖示方向相同向相同，F(xiàn)F為阻抗力，其作用為阻為阻抗力，其作用為阻止滑塊加速下滑。止滑塊加速下滑。如如，則，則FF為負(fù)，其方向與圖為負(fù)，其方向與圖示方向相反，示方向相反，F(xiàn)F也成為一部分驅(qū)動(dòng)也成為一部分驅(qū)動(dòng)力，其作用是促使滑塊等速下滑。力，其作用是促使滑塊等速下滑。小結(jié)：小結(jié)：1 1）關(guān)于摩擦角）關(guān)于摩擦角，當(dāng)量摩擦角，當(dāng)量摩擦角V VfarctanVVfarctan2 2）關(guān)于總反力）關(guān)于總反力21RF（1 1） 與法向反力與法向反

26、力 偏斜一摩擦角偏斜一摩擦角；21RF21NF（2 2） 的方向與相對(duì)速度的方向與相對(duì)速度V V1212 的方向夾角為的方向夾角為21RF90+。3 3）關(guān)于摩擦力）關(guān)于摩擦力21fF21fFfG平面接觸；平面接觸；GfV槽形面接觸；槽形面接觸；kfGGfV半圓柱面接觸。半圓柱面接觸。sinffV其中：其中：k1 1點(diǎn)、線接觸；點(diǎn)、線接觸；/2/2半圓面均勻接觸；半圓面均勻接觸；1 /2/2 其余。其余。2 2 轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的計(jì)算1 1） 軸頸的摩擦軸頸的摩擦名詞解釋名詞解釋軸承軸承支承軸的部件。支承軸的部件。軸頸軸頸軸伸入軸承的部分。軸伸入軸承的部分。軸端軸端軸兩端的表

27、面。軸兩端的表面。軸徑軸徑軸徑軸徑軸承軸承軸承軸承軸端軸端軸端軸端2G在在B點(diǎn)點(diǎn)處，法向反力處，法向反力F FN21N21、摩擦力摩擦力F Ff21f21的合力的合力F FR21R21與施加在軸上的徑與施加在軸上的徑向載荷向載荷 G G 平衡。平衡。結(jié)論：結(jié)論：1 . 當(dāng)考慮摩擦?xí)r，只要軸頸相對(duì)當(dāng)考慮摩擦?xí)r，只要軸頸相對(duì)于軸承滑動(dòng)，軸承對(duì)軸頸的于軸承滑動(dòng)，軸承對(duì)軸頸的總反力總反力F FR21R21將始終將始終切于摩擦圓切于摩擦圓。2 . 總反力總反力F FR21R21對(duì)軸頸中心之矩的對(duì)軸頸中心之矩的方向必與方向必與軸頸軸頸1 1相對(duì)于相對(duì)于軸承軸承2 2的的相對(duì)角速度相對(duì)角速度1212的方向的

28、方向相反相反。rfV1ArM1FN21Ff21FR21B如圖所示，在如圖所示，在驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力矩 M M 未作用時(shí)，軸靜止不動(dòng)。未作用時(shí)，軸靜止不動(dòng)。在在驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力矩 M M的作用下，軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，在瞬間較大的的作用下，軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，在瞬間較大的摩擦阻力矩摩擦阻力矩的作用下，軸沿著軸承孔的內(nèi)表面向右上方滾動(dòng)至的作用下，軸沿著軸承孔的內(nèi)表面向右上方滾動(dòng)至B B點(diǎn)點(diǎn)接觸。接觸。FR21與與其作用線切于一個(gè)以其作用線切于一個(gè)以為半徑的摩擦圓。為半徑的摩擦圓。3 . 當(dāng)不考慮磨擦?xí)r，根據(jù)力平衡條件，當(dāng)不考慮磨擦?xí)r，根據(jù)力平衡條件，確定不計(jì)磨擦力時(shí)的總反力方向。確定不計(jì)磨擦力時(shí)的總反力方向。注意點(diǎn)注意點(diǎn)

29、：1、F FR21R21是構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件中構(gòu)件是構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件中構(gòu)件2 2作用在作用在構(gòu)件構(gòu)件1上的力，即構(gòu)件上的力，即構(gòu)件1所受所受的力，的力， 12是構(gòu)件是構(gòu)件1相對(duì)構(gòu)件相對(duì)構(gòu)件2的角速度，即受該力作用的構(gòu)件相對(duì)于構(gòu)成的角速度，即受該力作用的構(gòu)件相對(duì)于構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副的另一構(gòu)件的角速度。如分析得是轉(zhuǎn)動(dòng)副的另一構(gòu)件的角速度。如分析得是FR12，則其對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的矩，則其對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心的矩，便應(yīng)與構(gòu)件便應(yīng)與構(gòu)件2相對(duì)于構(gòu)件相對(duì)于構(gòu)件1的角速度的角速度21方向相反。方向相反。2、當(dāng)需計(jì)算磨擦力矩或利用磨擦圓解題時(shí)，首先需確定、當(dāng)需計(jì)算磨擦力矩或利用磨擦圓解題時(shí)，首先需確定fv，而，而fv除與除與

30、轉(zhuǎn)動(dòng)副兩元素材料及表面質(zhì)量有關(guān)外，還直接與兩元素的接觸情況有轉(zhuǎn)動(dòng)副兩元素材料及表面質(zhì)量有關(guān)外，還直接與兩元素的接觸情況有關(guān)，由于變形及跑合的關(guān)系，軸頸和軸承的實(shí)際接觸介于線接觸與沿關(guān)，由于變形及跑合的關(guān)系，軸頸和軸承的實(shí)際接觸介于線接觸與沿整個(gè)半圓柱面接觸之間。整個(gè)半圓柱面接觸之間。/2 f= 1.57f (半圓面均勻接觸且尚未經(jīng)跑合半圓面均勻接觸且尚未經(jīng)跑合)f （線接觸）（線接觸）fv=fv應(yīng)在（應(yīng)在（11.57)f 范圍內(nèi)選取，當(dāng)軸承間隙較小，軸承材料較軟時(shí)，范圍內(nèi)選取，當(dāng)軸承間隙較小，軸承材料較軟時(shí)，接觸面較大，故應(yīng)選用較大值。而當(dāng)軸承和軸頸材料都很硬（如儀表接觸面較大，故應(yīng)選用較大值

31、。而當(dāng)軸承和軸頸材料都很硬（如儀表中的鉆石軸承），接近于線接觸，故應(yīng)取較小值。另外，為偏于安全，中的鉆石軸承），接近于線接觸，故應(yīng)取較小值。另外，為偏于安全，在計(jì)算機(jī)械的效率及損耗時(shí)，常選用較大值，而在需要利用機(jī)械的自在計(jì)算機(jī)械的效率及損耗時(shí)，常選用較大值，而在需要利用機(jī)械的自鎖時(shí)，常選用較小值。鎖時(shí)，常選用較小值。例例4 41 1 如圖所示為一四桿機(jī)構(gòu)。曲柄如圖所示為一四桿機(jī)構(gòu)。曲柄1 1為主動(dòng)件，為主動(dòng)件， 在力矩在力矩M M1 1的作用下沿的作用下沿1 1方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試求轉(zhuǎn)動(dòng)副方向轉(zhuǎn)動(dòng)，試求轉(zhuǎn)動(dòng)副 B B、C C中作用力方向線中作用力方向線的位置，若的位置，若M M1 1為已知，求構(gòu)件為已

32、知，求構(gòu)件3 3上作用的力矩上作用的力矩M M3 3。 圖中圖中虛線小虛線小圓為摩擦圓圓為摩擦圓，解題時(shí)不考慮構(gòu)件的自重及慣性力。，解題時(shí)不考慮構(gòu)件的自重及慣性力。解：解：考慮摩擦?xí)r，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的考慮摩擦?xí)r，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的反力作用線應(yīng)切于摩擦圓反力作用線應(yīng)切于摩擦圓，但切點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系來(lái)確定。但切點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系來(lái)確定。1. 作機(jī)構(gòu)的作機(jī)構(gòu)的第二位置圖第二位置圖以確定各構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系（圖以確定各構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系（圖b所所示）。示）。ABCD1234M313M112123ABCD1234（b）（c）2. 先取先取二力桿二力桿BC桿桿分析受力。分析受力。M

33、ABCD123413M1BC2FR12FR322123由圖可知，由圖可知，BCBC桿受拉力桿受拉力作用，其作用，其拉力拉力F FR12R12、 F FR32R32應(yīng)分別應(yīng)分別切于切于B B、C C處的摩擦圓處的摩擦圓，且，且F FR12R12對(duì)對(duì)B B點(diǎn)所取的力矩點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與應(yīng)與2121轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)向相反， F FR32R32對(duì)對(duì)C C點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與2323轉(zhuǎn)向相反（圖轉(zhuǎn)向相反（圖c c）所示。）所示。lABCD1234FR12FR32M1AB1FR21FR41由圖可知，由圖可知，AB桿桿在在B點(diǎn)點(diǎn)受受FR21作用，與作用，與FR12為一對(duì)作用力（等值、為一對(duì)作用力（等值

34、、反向、共點(diǎn)），在反向、共點(diǎn)），在A點(diǎn)受點(diǎn)受FR41作用作用， FR41對(duì)對(duì) A點(diǎn)點(diǎn)所取的力矩應(yīng)與所取的力矩應(yīng)與1轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)向相反， FR21 、 FR41分別切于分別切于A、B處的處的摩擦圓摩擦圓.1021lFMRlMFR1213. 取取AB桿桿分析受力。分析受力。M11FR23FR43求得求得:4323RRFF （e）ABCD123432M3CD33423l FR12FR324. 取構(gòu)件取構(gòu)件3作受力分析。作受力分析。 構(gòu)件構(gòu)件3在在C點(diǎn)點(diǎn)所受的力所受的力FR23與與FR32符合作用力反作用力的關(guān)系，符合作用力反作用力的關(guān)系，其方向和作用位置如圖（其方向和作用位置如圖（e）所示）所示;構(gòu)

35、件構(gòu)件3在在D點(diǎn)點(diǎn)受到的機(jī)架反力受到的機(jī)架反力FR43對(duì)對(duì)D點(diǎn)點(diǎn)之矩與之矩與3轉(zhuǎn)向相反（圖轉(zhuǎn)向相反（圖e所示）。所示）。lRlFM 233M334lRlF 121221RRFF 1 1） 軸端的摩擦軸端的摩擦(1(1）新軸端或不經(jīng)常旋轉(zhuǎn)的軸端（未經(jīng)）新軸端或不經(jīng)常旋轉(zhuǎn)的軸端（未經(jīng)跑合的軸端）跑合的軸端）合理假設(shè)合理假設(shè)整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)P P處處相等。處處相等。則摩擦力矩則摩擦力矩)/()(223332rRrRfGMf(2(2）經(jīng)常旋轉(zhuǎn)的軸端（跑合軸端）經(jīng)常旋轉(zhuǎn)的軸端（跑合軸端）2/ )(rRfGMfGr2R2MfMf（p =常數(shù)）常數(shù)）由跑合后軸端各處壓強(qiáng)分布規(guī)律由

36、跑合后軸端各處壓強(qiáng)分布規(guī)律p =常數(shù)可知，常數(shù)可知，軸端中心處的壓強(qiáng)將非常大，因此該部分很容易軸端中心處的壓強(qiáng)將非常大，因此該部分很容易被壓壞。所以除載荷較小的情況外，一般均將軸被壓壞。所以除載荷較小的情況外，一般均將軸端做成空心的。端做成空心的。3 3 平面高副中摩擦力的計(jì)算平面高副中摩擦力的計(jì)算 常見(jiàn)的平面高副一般為滾滑副，常見(jiàn)的平面高副一般為滾滑副，滾動(dòng)磨擦力很小，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行滾動(dòng)磨擦力很小，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析時(shí)，僅考慮滑動(dòng)磨擦力。力分析時(shí)，僅考慮滑動(dòng)磨擦力。一般將其所受的摩擦力一般將其所受的摩擦力Ff21與其與其所受的法向反力所受的法向反力FN21合成為一總合成為一總反力反力FR21。 總

37、反力總反力FR21的方向與其相對(duì)速的方向與其相對(duì)速度的方向偏轉(zhuǎn)度的方向偏轉(zhuǎn)90+角角。nnFf21V12FN21FR212131B12AO3例例4-2 在圖示的擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)各部尺寸和作用在在圖示的擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)各部尺寸和作用在擺桿擺桿3 上的上的外載荷外載荷Q、各轉(zhuǎn)動(dòng)副的各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸徑半徑軸徑半徑r 和和當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)fV,摩擦系摩擦系 數(shù)數(shù)f，凸輪凸輪2 的轉(zhuǎn)向如圖示。試求圖示位置作用在的轉(zhuǎn)向如圖示。試求圖示位置作用在凸輪凸輪2 上的的驅(qū)上的的驅(qū) 動(dòng)力矩動(dòng)力矩M 。解：解：1 求摩擦圓和摩擦角求摩擦圓和摩擦角3 從已知力從已知力Q 作用的桿件作用的桿件3 開(kāi)始

38、分析受力開(kāi)始分析受力Q2 作第作第2位置圖分析位置圖分析 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)ttnnttV23V32VfrfarctanB13Q31F233 從已知力從已知力Q 作用的桿件作用的桿件3 開(kāi)始分析受力開(kāi)始分析受力B1331F23F13B12A3O21hM4 分析構(gòu)件分析構(gòu)件2受力受力hFM32abPcaF23QF13F23F13F12QF32c0 iM032 hFM例例4-3圖示為一夾緊機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸。圖示為一夾緊機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件尺寸。 摩擦圓如圖中的虛線小圓。試求欲摩擦圓如圖中的虛線小圓。試求欲 產(chǎn)生夾緊力產(chǎn)生夾緊力Q=100N時(shí)所需動(dòng)力時(shí)所需動(dòng)力P（不（不 計(jì)構(gòu)件計(jì)構(gòu)件2與工件與工件4之

39、間的摩擦力）之間的摩擦力）。PQ解：解： 1 作第作第2 位置圖分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。位置圖分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。13212 取有已知力作用的滑塊分析受力。取有已知力作用的滑塊分析受力。324工件工件1QF122112FF24C211212F12QQF12F2113F21324工件工件13 分析桿件分析桿件1受力受力bcF31PF21PbcP注意：注意：考慮摩擦的受力分析中，考慮摩擦的受力分析中， 未知反力的方向未知反力的方向不能任意不能任意 假設(shè)假設(shè)，而，而應(yīng)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 方向準(zhǔn)確確定方向準(zhǔn)確確定。aPF31QPbF21F31aP23212123例例4-4 圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)，圖示雙滑塊機(jī)

40、構(gòu)， 假定假定阻力阻力Q 、轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副A、 B處的處的軸徑軸徑d、當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)fV 、摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f 均均 為已知，試求為已知，試求驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力F 。解：解：1 求摩擦圓和摩擦角求摩擦圓和摩擦角Vfd2farctan2 作第作第2位置圖分析位置圖分析 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)3 分析二力桿分析二力桿2的受力的受力BA4321ABQFF32F12bV43F23V41FBA432Q2321F43F414 分析分析滑塊滑塊3（受已知力（受已知力Q作用）的受力作用）的受力2123F32F12FaQF43F23F21cdFF41AB3B1APbdFQF21例例4 44 4 如圖所示為一曲柄滑塊

41、機(jī)構(gòu)。設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸（包括（包括轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑r r），各運(yùn)動(dòng)副中的），各運(yùn)動(dòng)副中的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f f，作用在，作用在滑塊上的滑塊上的水平阻力水平阻力為為F Fr r，試對(duì)該機(jī)構(gòu)在圖示位置進(jìn)行力分析，試對(duì)該機(jī)構(gòu)在圖示位置進(jìn)行力分析（各構(gòu)件的重力及慣性力均略而不計(jì)），并確定加于點(diǎn)（各構(gòu)件的重力及慣性力均略而不計(jì)），并確定加于點(diǎn)B B與與曲曲柄柄ABAB垂直的垂直的平衡力平衡力F Fb b的大小。的大小。解解： 1. 根據(jù)已知條件作出各根據(jù)已知條件作出各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓摩擦圓（a圖中虛圖中虛線小圓）。線小圓）。 2. 作第二位

42、置圖作第二位置圖,以判斷構(gòu)件以判斷構(gòu)件3相對(duì)于構(gòu)件相對(duì)于構(gòu)件2、4的的相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)系系（圖（圖（b）所示）。）所示）。（a）（b），1234ABC ，32FbFr234ABC1234 V414. 滑快滑快4受三個(gè)匯交力作用，受三個(gè)匯交力作用，三力構(gòu)成封閉力矢多邊形三力構(gòu)成封閉力矢多邊形3. 二力桿二力桿BC 桿桿兩端受壓，兩端受壓， FR23對(duì)對(duì)B點(diǎn)點(diǎn)所取力矩應(yīng)與所取力矩應(yīng)與32相相反，反，F(xiàn)R43對(duì)對(duì)C點(diǎn)點(diǎn)所取力矩應(yīng)與所取力矩應(yīng)與34相反。相反。34323BC3234C4FR34FR43FR23FR14FR14234ABC1FrFR32FR34Frb最后求得最后求得:PbadFV41

43、4FR34FR14FR43FR23234ACFbC2ABFbFR32FraFR14FR12FR12FbBdcFr2注意注意 按考慮摩擦求解受力時(shí)按考慮摩擦求解受力時(shí): :1 1 做做第二位置圖第二位置圖 以確定相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)系以確定相對(duì)轉(zhuǎn)向關(guān)系; ;2 2 如構(gòu)件中存在二力桿如構(gòu)件中存在二力桿, ,應(yīng)先從二力桿件入手分析受力應(yīng)先從二力桿件入手分析受力, ,若無(wú)若無(wú)二力桿二力桿, ,則先從受已知力作用的構(gòu)件開(kāi)始分析受力則先從受已知力作用的構(gòu)件開(kāi)始分析受力; ;3 3 轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件在鉸鏈點(diǎn)處所受的反力對(duì)鉸鏈點(diǎn)之矩應(yīng)與構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件在鉸鏈點(diǎn)處所受的反力對(duì)鉸鏈點(diǎn)之矩應(yīng)與構(gòu)件相對(duì)角速度相反相對(duì)角速度相反, ,移動(dòng)

44、構(gòu)件受到的反力應(yīng)與移動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)構(gòu)件受到的反力應(yīng)與移動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)速度偏轉(zhuǎn)速度偏轉(zhuǎn)9090+角角; ;4 4 與不考慮摩擦?xí)r的受力分析不同與不考慮摩擦?xí)r的受力分析不同, ,考慮摩擦?xí)r的受力分析考慮摩擦?xí)r的受力分析中中, ,未知反力的方向判定必須明確未知反力的方向判定必須明確, ,應(yīng)結(jié)合力多邊形進(jìn)行判定應(yīng)結(jié)合力多邊形進(jìn)行判定. .4-4 4-4 不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析不考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析首先首先 應(yīng)將機(jī)構(gòu)拆成應(yīng)將機(jī)構(gòu)拆成若干個(gè)桿組若干個(gè)桿組逐個(gè)進(jìn)行受力分析。逐個(gè)進(jìn)行受力分析。構(gòu)件組應(yīng)滿足的靜定條件構(gòu)件組應(yīng)滿足的靜定條件對(duì)構(gòu)件組所能列出的對(duì)構(gòu)件組所能列出的獨(dú)立力平衡方程數(shù)獨(dú)立力平衡方程數(shù)應(yīng)

45、等于構(gòu)件組中應(yīng)等于構(gòu)件組中所有所有力的未知要素?cái)?shù)目力的未知要素?cái)?shù)目。1 構(gòu)件組的靜定條件構(gòu)件組的靜定條件不考慮摩擦?xí)r各種運(yùn)動(dòng)副反力不考慮摩擦?xí)r各種運(yùn)動(dòng)副反力轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副反力反力FR未知要素未知要素兩個(gè)：兩個(gè)：大小大?。何粗何粗较蚍较颍何粗何粗狥R通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心o FR FR FR FR FR FR FR FR移動(dòng)副移動(dòng)副反力反力FR未知要素未知要素兩個(gè)：兩個(gè)：大?。捍笮。何粗粗饔命c(diǎn)位置：作用點(diǎn)位置：未知未知nnc高副高副反力反力FR未知要素未知要素一個(gè)：一個(gè)：僅大小未知僅大小未知若構(gòu)件組中有若構(gòu)件組中有PL個(gè)低副、個(gè)低副、PH個(gè)高個(gè)高副，則共有副，則共有2PL+ PH未

46、知要素。未知要素。由上述可知：由上述可知：低副反力未知要素有低副反力未知要素有兩個(gè)；高副反力未知要素有一個(gè)兩個(gè)；高副反力未知要素有一個(gè)。一個(gè)構(gòu)件一個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立力平衡方程數(shù)：的獨(dú)立力平衡方程數(shù)：3 3個(gè)個(gè)n n個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立力平衡方程數(shù)：的獨(dú)立力平衡方程數(shù)：3n3n個(gè)個(gè)構(gòu)件組的靜定條件為：構(gòu)件組的靜定條件為：3n=2PL+PHFRFR,NP1002例例1 在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知作用在在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，已知作用在從動(dòng)件從動(dòng)件2上的載荷上的載荷 又知：又知： 試用圖解法求各運(yùn)動(dòng)副中的反力及作用在試用圖解法求各運(yùn)動(dòng)副中的反力及作用在凸輪凸輪1上的平衡力矩。上的平衡力矩。 構(gòu)件重量及慣性力不計(jì)。

47、構(gòu)件重量及慣性力不計(jì)。,90306030OACmmRmmlAOmmmml5mmNP20解：解：1. 取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)圖取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)圖2. 取取從動(dòng)桿從動(dòng)桿2為研究對(duì)象作受力圖為研究對(duì)象作受力圖 取力比例尺作取力比例尺作桿桿2力多變形圖力多變形圖R32R32R32R12bR12R32P2PacR12cos2PN866cP2aB 3. 取凸輪為研究對(duì)象做其受力圖取凸輪為研究對(duì)象做其受力圖abcR32P2R21oAR31Mdh1221RR ldhRM21mN 261BR12R1231R ,903030013mmlABNM603dM例例2 在圖示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知：在圖示擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知

48、： 加于導(dǎo)桿加于導(dǎo)桿3的力矩的力矩 ，試求圖示位置各運(yùn)動(dòng)副中的反，試求圖示位置各運(yùn)動(dòng)副中的反 和應(yīng)加于曲柄和應(yīng)加于曲柄1上的平衡力矩上的平衡力矩 。 解：解：1 取長(zhǎng)度比例尺取長(zhǎng)度比例尺 作機(jī)構(gòu)圖作機(jī)構(gòu)圖mmmml10.CBBCl34R23R43 2 取滑塊為研究對(duì)象取滑塊為研究對(duì)象NRRR100233212B2R12R323 取從動(dòng)桿取從動(dòng)桿3為研究對(duì)象，分析其受力。為研究對(duì)象，分析其受力。M3BClRM233lBCBClMR60323N10001. 06060134ABhMd4 取桿取桿1為研究對(duì)象為研究對(duì)象hRMd21mN 1530sin3 . 0100sin21ABlRR21R410iMB2R12R32NRR10021