【正文】 面等速向上滑動。 2）總反力的方向 R21與移動副兩元素接觸面的公法線偏斜一摩擦角 ?； R21與公法線偏斜的方向與構件 1 相對于構件 2 的相對速度方向 v12的方向相反 3. 斜面滑塊驅動力的確定 1）求使 滑塊 1 沿斜面 2 等速上行 時所需的水平驅動力 P（如圖 48）所示 根據(jù)力的平衡條件 0 t a n( )P R Q P Q ??? ? ? ? ? ? 2）求保持 滑塊 1 沿斜面 2 等速下滑 所需的水平力 P’ （如圖 49）所示 根據(jù)力的平衡條件 0 t a n( )P R Q P Q ????? ? ? ? ? ? 2 1 2 12 1 2 1ta nF fN fNN? ? ? ?圖 45 ） ） 圖 46 ） ） 圖 47 ） ） 圖 48 ） ） 圖 49 ） ） 11 注意 當滑塊 1 下滑時， Q 為驅動力， P? 為阻抗力，其作用為阻止滑塊 1 加速下滑。 整個接觸面各處法向反力在鉛垂方向的分力的總和等于外載荷 Q。 4–3 運動副中的摩擦 一、研究摩擦的目的 1. 摩擦對機 器的不利影響 1）造成機器運轉時的動力浪費 ? 機械效率 ? 2）使運動副元素受到磨損 ? 零件的強度 ?、機器的精度和工作可靠性 ?? 機器的使用壽命 ? 3）使運動副元素發(fā)熱膨脹 ? 導致運動副咬緊卡死 ? 機器運轉不靈活； 4）使機器的潤滑情況惡化 ? 機器的磨損 ??機器毀壞。 、大小、方向的確定 、速度多邊形及加速度多邊形的作圖的準確性，與運動分析的結果的準確性密切相關。 依據(jù)原理列矢量方程式 大?。? 方向 m/spcv VC ?? m/sbcVCB ??vECCEBBE vvvvv ????逆時針方向）(/2 CBCB lvw ?2 1 2 1C C C C??v v v？ √ ? ⊥ CD ⊥ AC ∥ AB 2 3 3 1 2 1 2 1n t k rC C D C D C C C C C? ? ? ? ?a a a a a a圖 37 ） ） 圖 36 ） ） 7 大小： 方向 2 1 1 2 12kC C C Cv??a 科氏加速度方向是將 21CCv 沿牽連角速度 1?轉過 90o 的方向。 ①由極點 P? 向外放射的矢 量代表構件相應點的絕對加速度； ②連接兩絕對加速度矢量矢端的矢量代表構件上相應兩點間的相對加速度，其指向與加速度的下角標相反； ③也存在加速度影像原理。39。求：①圖示位置連桿 BC 的角速度和其上各點速度。 解： 確定構件 2 和 3 的相對瞬心 P23 總結： 瞬心法優(yōu)點 : 速度分析比較簡單。 若為純滾動 , 接觸點即為瞬心； 移動副聯(lián)接兩構件的瞬心在垂直于導路方向的無究遠處 。 瞬心的表示 :構件 i 和 j 的瞬心用 Pij表示 二、機構中瞬心的數(shù)目 由 N 個構件組成的機構 , 其瞬心總數(shù)為 K 三、機構中瞬心位置的確定 通過運動副直接相 聯(lián)兩構件的瞬心位置確定 （如圖 31）所示 不直接相聯(lián)兩構件的瞬心位置確定 （如圖 32）所示 三心定理 :三個彼此作平面平行運動的構件的三個瞬心必位于同一 直線上。 圖 26 ） ） a） ） ） b） ） ） 圖 27 有一處為虛約束 ） ） 圖 28 此兩種情況沒有虛約束束 ） ） 圖 29 ） ） 圖 210 ） ） 4 第三章 平面機構的運動分析 32 用速度瞬心作平面機構的速度分析 一、速度瞬心 速度瞬心 (瞬心 ): 指互相作平面相對運動的兩構件在任一瞬時其相對速度為零的重合點。 （如圖 210）所示 小結 復合鉸鏈：存在于轉動副處；正確處理方法：復合鉸鏈處有 m 個構件則有 (m1)個轉動副 局部自由度：常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動摩擦變成滾動摩擦所增加的滾子處。 ③ 若兩構件在多處相接觸構成平面高副，且各接觸點處的公法線重合 ,則只能算一個平面高副（如圖 27）所示 。 3 2 3 4 2 6 0 1 1lhF n p p P ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 22 ） ） 圖 21 ） ） 圖 23 ） ） 圖 24 ） ） 圖 25 ） ） a） ） ） b） ） ） 3 不 計 引 起 虛約 束 的附 加 構 件和 運 動副 數(shù) 。 （ 2）去除虛約束的方法： ① 將 因 虛 約 束 而 減 少 的 自 由 度 再 加 上 。 局部自由度：實例分析 2：計算圖 23 凸輪機構自由度 注意：計算機構自由度時 , 應將局部自由度除去不計。 ③ 恰當?shù)剡x擇投影面：一般選擇與機械的多數(shù)構件的運動平面相平行的平面作為投影面。 22 機構運動簡圖 機構的運動：與原動件運動規(guī)律、運動副類型、機構運動尺寸有關。 原動件 : 機構中按給定的運動規(guī)律獨立運動的構件。 高副 :凡兩構件系通過點或線接觸而構成的運 動副統(tǒng)稱為高副 。 （ 2）約束：指通過運動副聯(lián)接的兩構件之間的某些相對獨立運動所受到的限制。 運動副元素：指兩個構件直接接觸而構成運動副的部分。運動副元素不外乎為點、線、面。運動副引入的約束數(shù)等于兩構件相對自由度減少的數(shù)目。 三、運動鏈 :指兩個以上的構件通過運動副聯(lián)接而構成的系統(tǒng)。 從動件 :機構其余活動構件。 機構運動簡圖：指根據(jù)機構的運動尺寸 , 按一定的比例尺定出各運動副的位置 , 并用國標規(guī)定的簡單線條和符號代表構件和運動副，繪制出表示機構運動關系的簡明圖形。 ④ 選擇適當?shù)谋壤?, 定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定的簡單線條和各種運動副符號 , 將機構運動簡圖畫出來。 方法一： 3 2 3 3 2 3 1 1 1lhF n p p F ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 方法二：假想構件 2 和 3 焊成一體 3 2 3 2 2 2 1 1lhF n p p? ? ? ? ? ? ? ? ? 機構中某些構件所產(chǎn)生的局部運動并不影響其他構件的運動 , 把這種局部運動的自由度稱為局部自由度。 即3 2 lhF n p p P ?? ? ? ? ② 不 計 引 起 虛 約 束 的 附 加 構 件 和 運 動 副 數(shù) 。3 2 3 3 2 4 0 1lhF n p p? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 兩構件在幾處接觸而構成運動副 兩構件在幾處接觸而構成移動副且導路互相平行或重合。若公法線方向不重合，將提供各 2 個約束 （如圖 28）所示 。 正確處理方法：計算自由度時將局部自由度減去。 即兩構件的瞬時等速重合點。 例題 :試確定平面四桿機構在圖示位置時的全部瞬心的位置。 若既有滾動又有滑動 , 則瞬心在高副接觸點處的公法線上。 瞬心法缺點：不適用多桿機構； 如瞬心點落在紙外，求解不便；速度瞬心法只限于對速度進行分析 , 不能分析機構的加速度；精度不高。②連桿 BC 的角加速度和其上 C 點加速度 。/ 39。 三、兩構件重合點間的速度和加速度的關系 已知圖示機構尺寸和原動件 1 的運動。 ω 1 A D C 1 4 3 2 B vc2c1 ac1 vc1 C C C3 √ ？ √ √ ？ C→ D ⊥ CD √ √ ∥ AB 8 矢量方程圖解法小結 第一步要判明機構的級別：適用二級機構；第二步分清基本原理中的兩種類型。 9 第四章 平面機構力分析 167。 2. 摩擦的有用的方面： 有不少機器，是利用摩擦來工作的。 1 kQk ??21?。?～ 21 21F fN kfQ? ? ? vkf f?令 21 vF f Q?? 4）標準式 不論兩運動副元素的幾何形狀如何，兩元素間產(chǎn)生的滑動摩擦力均可用通式： 21 21 vF fN f Q??來計算 vf 當量擦系數(shù) 5）槽面接觸效應 當運動副兩元素為槽面或圓柱面接觸時，均有 ?v＞ ? ? 其它條件相同的情況下，沿槽面或圓柱面接觸的運動副兩元素之間所產(chǎn)生的滑動摩擦力＞平面接觸運動副元素之間所產(chǎn)生的摩擦力。 如果 ???， P? 為負值，成為驅動力的一部分，作用為促使滑塊 1 沿斜面等速下滑。 22ta n ( ) ta n ( )22ddP Q M P Q? ? ? ?? ? ? ? ? ? 放松：螺母順著 Q 力的方向等速向下運動，相當于滑塊 2 沿著斜面等速向下滑。 ② 12? 是構件 1 相對于構件 2的角速度。 有益功 rW （輸出功）：克服生產(chǎn)阻力所作 的功。 52 機械的自鎖 一、機械的自鎖：由于摩擦力的存在，無論驅動如何增大也無法使機械運動的現(xiàn)象。 （ 1）力 P 分解為水平分力 tP 和垂直分力 nP ， （ 2）有效分力 tP ：推動滑塊 1 運動的分力。 ? 驅動力所作的功，總是小于或等于由它所產(chǎn)生的摩擦阻力所作的功。（設各接觸面的摩擦系數(shù)相同。 2. 等效質量和等效力 選滑塊為曲柄滑塊機構的等效構件 (如圖 73)所示 ?2 2 2 2321 2 11 2 2 3 1 33 3 3[ ( ) ( ) ( ) ( )2 S Svvd J m J m M F d tv v v? ? ????? ? ? ? ????? 等效構件 原機械系統(tǒng)等效動力學模型 具有等效轉動慣量，其上作用有等效力矩的等效構件 圖 71 ） ） 圖 72 ） ） 16 等效質量： 2 2 22121 2 2 33 3 3( ) ( ) ( )SeSvm J m J mv v v??? ? ? ? 等效力： 1133()eF M Fv??? 233 3 3 3( ) ( , , )2 eevd m s F s v t v d t?? ?????（能力微分形式的運動方程式） 例：如圖 74 為一齒輪驅動的正弦機構，已知： 201?z轉動慣量為 1J ； 602?z ，轉動慣量 為 2J ，曲柄長為 l，滑塊 3 和 4 的質量分別為 3m ， 4m ,其質心分別在 C 和 D 點，輪 1 上作用有驅動力矩 3M ,在滑塊 4 上作用有阻抗力 4F ，取曲柄為等效構件，求：圖示位置時的等效轉動慣量 eJ 及等效力矩 eM 解： 1）求 eJ 2 2 21 1 2 2 3 3 2 4 4 2( / ) ( / ) ( / )eJ J J m v m v? ? ? ?? ? ? ? 32cv v l??? 4 2 2 2sin sincv v l? ? ??? 2 2 2 2 2 21 2 1 2 3 2 2 4 2 2 2 1 2 3 4 2( / ) ( / ) ( sin / ) 9 sineJ J z z J m l m l J J m l m l? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 2）求 eM 瞬時功率不變 2 1 1 4 4c os 180 ( )eM M F v??? ? ? ? 1 1 2 4 4 2 1 2 1 4 2 2 2 1 4 2( / ) c o s 1 8 0 ( / ) ( / ) ( sin / ) 3 sineM M F v M z z F l M F l? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 說明： 1） eJ 的前三項為常數(shù)，第四項為等效構件的位置參數(shù) 2? 的函數(shù)，為變量。 虧功： △ E 0 ，用 ―‖號表示。 例如：當 max min??? =5rad/s 時，對于 m? =10 rad/s 和 m? =100rad/s 的機械，低速機械的速度波動要明顯一些。 為了減少機械運轉時產(chǎn)生的周期性速度波動，常用的方法是在機械中安裝具有較大轉動慣量 JF 的飛輪來進行調節(jié)。 或：一個周期內，機械速度由 max? 上升到 min? （或由 max? 下降到 min? ）時，外力對系統(tǒng)所 作的盈功（或虧功）的最大值。 最 好 將 飛 輪 安 裝 在 高 速 軸 上 。 了解平面連桿機構的基本形式及其演化和應用； 明確四桿機構曲柄存在條件和機構急回運動及行程速比系數(shù)等概念； 對傳動角、死點、運動連續(xù)性等有明確的概念； 了解平面四桿機構設計的基本問題，掌