原第九章平面機(jī)構(gòu)的力分析(已修改)
2025-01-10 12:39 本頁(yè)面
【正文】 第九章 平面機(jī)構(gòu)的力分析 167。 ９－１研究機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法 機(jī)器實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng) ,用來(lái)完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能 ,組成機(jī)器的各種機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中 ,各構(gòu)件或運(yùn)動(dòng)副要受到各種力的作用 ,分為 : 一、作用于機(jī)構(gòu)中力的分類 １）驅(qū)動(dòng)力：使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力。作正功 ２）阻力：阻止機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力。作負(fù)功 有效阻力（工作阻力）－機(jī)械在工作過(guò)程中預(yù)定要克服的阻力 ,有效功（輸出功）；機(jī)床的切削力和起重機(jī)的載重 . 有害阻力：運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到的無(wú)用阻力 .齒輪機(jī)構(gòu)中的摩擦力 . ３）運(yùn)動(dòng)副反力：運(yùn)動(dòng)副中 產(chǎn)生的反作用力 法向反力－ 正壓力，與運(yùn)動(dòng)方向垂直 切向反力－摩擦力 ,因正壓力而 產(chǎn)生的力 ,阻止運(yùn)動(dòng)的作用 . 所做的功對(duì)生產(chǎn)無(wú)效 , 為有害阻力 . 可利用的一面 :利用摩擦得到自鎖 (夾具 ),進(jìn)行傳動(dòng) . ４）重力：作用于質(zhì)心上；運(yùn)動(dòng)循環(huán)所作的功為零 ５）慣性力：一種加在有變速運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件上的虛擬力 .加速運(yùn)動(dòng)：阻力；減速運(yùn)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)力。 ? 外力：對(duì)于整個(gè)機(jī)構(gòu)－除運(yùn)動(dòng)副反力外 ? 內(nèi)力：運(yùn)動(dòng)副反力對(duì)整體機(jī)構(gòu)而言是內(nèi)力，但對(duì)于單個(gè)構(gòu)件或桿組分析時(shí)則是外力。 ? 平衡力或平衡力矩：為保證機(jī)構(gòu)做持續(xù)的預(yù)期運(yùn)動(dòng) ,根據(jù)此運(yùn)動(dòng)條件和作用在機(jī)構(gòu)上的已知外力 ,求解與之平衡的未知外力（驅(qū)動(dòng)力和阻力）時(shí) ,將以此力或力矩形式出現(xiàn)的待定未知外力稱之為 平衡力或平衡力矩 . 二、研究機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法 ? 研究機(jī)構(gòu)力分析的目的 １） 確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副反力 設(shè)計(jì)零件和校核強(qiáng)度，測(cè)算摩擦力和機(jī)械效率都必須已知運(yùn)動(dòng)副反力。 ２） 確定機(jī)構(gòu)需加的平衡力或平衡力矩 ? 研究機(jī)構(gòu)力分析的方法 靜力計(jì)算 : 不計(jì)動(dòng)載荷而僅考慮靜載荷 動(dòng)力計(jì)算：同時(shí)考慮靜載荷和動(dòng)載荷 動(dòng)態(tài)靜力法：假想將慣性力加在產(chǎn)生該力的構(gòu)件上，則在慣性力和所有其他外力的作用下，該構(gòu)件都可以認(rèn)為是處于平衡狀態(tài)，可用靜力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算。 167。 ９－ 2 構(gòu)件慣性力的確定 具有質(zhì)量對(duì)稱平面的剛體在做平面運(yùn)動(dòng)時(shí) ,其慣性力系可簡(jiǎn)化為一通過(guò)構(gòu)件質(zhì)心 S的力 Fi和一力偶矩 Mi. 一、構(gòu)件慣性力的計(jì)算 繞質(zhì)心 轉(zhuǎn)動(dòng) 繞非質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng) 平面移動(dòng) 平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng) 構(gòu)件運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的慣性力和慣性力矩的關(guān)系 iiiiFMFMh ???把慣性力和慣性力矩合成一個(gè)慣性力，作用線偏離質(zhì)心 s，距離為 h的力。 圖 91 把一個(gè)力 Fi’ 加在質(zhì)心s上與原來(lái)作用在 s上的Fi抵消 ,只剩下一 Fi’ 167。 ９－ 3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定 一、移動(dòng)副中的摩擦力 1. 平面移動(dòng)副中的摩擦力 ?ta n?yxFF fNF f ?? ?t a nyFN ???ta nta nxf FF ?1) ??， 減速或不動(dòng)，自鎖 2) ?＝ ?， 保持狀態(tài)不變 3) ??， 加速運(yùn)動(dòng) 圖 93滑塊與平面組成的移動(dòng)副 接觸面法線 外力的作用線位于接觸表面的外邊 ,滑塊發(fā)生傾斜(除移動(dòng)外 ),移動(dòng)副的上下兩面都要發(fā)生反力 ,反力的大小和位置與接觸面和外力的性質(zhì)構(gòu)件的尺寸有關(guān) ,若材料很硬 ,可近似認(rèn)為集中在 b,c兩點(diǎn) . 2. 楔形面移動(dòng)副中的摩擦力 FfNF f 21??0??? NQN?s in2 NQ ?QfQfF f ??? 21s i n2 ?QfF ???s i nff ??當(dāng)量摩擦系數(shù) (平滑塊的摩擦系數(shù) ) ；適用于需增加摩擦力的摩擦傳動(dòng) 當(dāng)量摩擦角 ?? ? ?t a nf? 例 91 在圖 96所示的搖臂鉆床中 ,已知搖臂滑套的長(zhǎng)度為 l,它與主軸間的摩擦系數(shù) G作用下不應(yīng)自動(dòng)滑下，求其質(zhì)心 S與立軸軸線間的距離 h 力平衡 FfFfNFNNNff ?????2121平衡力矩 NlGhM O??? 0不下滑 fFG 2?t a n22lflh ?圖 96 二、轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦力 徑向軸頸 止推軸頸 轉(zhuǎn)動(dòng)副可看成由軸和軸承構(gòu)成 ,軸安裝在軸承中的部分為軸頸
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