【正文】 自鎖的工程意義 自鎖的工程意義 設計新機械時，應避免在運動方向出現(xiàn)自鎖，而有些機械要利用自鎖進行工作。這時的機械如果原來在運動，現(xiàn)在仍將維持原狀態(tài)繼續(xù)運動但不能對外做功，機械的這種運動狀態(tài)稱為 空轉(zhuǎn) (free running)。 速度波動的有害影響 二 、 機械的效率 (一 )機械效率與自鎖的概念 工程中把克服工作阻力所做的功與輸入功的比值稱為 機械效率 (mechanical efficiency)。 解 (3)分析其它構(gòu)件的受力狀況 A B 1 Md ?14 R21 R41 R23 3 G C D R43 A 2 3 G C B D 4 1 Md ?14 ? ? ?21 ?23 R12 R32 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 1 (4)列力平衡矢量方程 G ? R23 ? R43?0 大小 √ ？ ？ 方向 √ √ √ 選力比例尺 ?F(N?mm)作圖 R43 G a b R23 c A B 1 Md ?14 R21 R41 R23 3 G C D R43 A 2 3 G C B D 4 1 Md ?14 ? ? ?21 ?23 R12 R32 A B 1 Md ?14 R21 R41 R23 3 G C D R43 A 2 3 G C B D 4 1 Md ?14 ? ? ?21 ?23 R12 R32 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 1 R23 ? ?F bc， R21? ? R23 Md??F bc?l l R43 G a b R23 c 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 2 例 2 已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸 、 各轉(zhuǎn)動副的半徑 r和當量摩擦系數(shù) fv以及摩擦角 ?， 作用在構(gòu)件 3上的工作阻力為 Fr， 求作用在曲柄 1上的平衡力 Fb (不計各構(gòu)件的重力和慣性力 )。 對于受力比較簡單的平面連桿機構(gòu) ， 掌握了轉(zhuǎn)動副 、 移動副中總反力的確定方法 ， 就不難對平面連桿機構(gòu)作計及摩擦時的靜力分析 。 松開螺母時的維持力矩為 M?d?P??d/2?Qtan(???)?d/2 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 2 1 Q/2 Q/2 d d2 ? d1 v21 2 P ?d ? R12 l 1 ? Q n n 當 ??時 ， M?d為負值 ， 意味著要想使滑塊下滑 ， 必須施加一個反向力矩 M?d， 此時的 M?d稱為擰松力矩 。當螺桿和螺母的螺紋之間作用有軸向載荷 Q時，擰動螺桿或螺母，螺旋面之間將產(chǎn)生摩擦力。 總反力 (total reaction force)— 計入摩擦力的約束反力。對機構(gòu)而言，約束反力是 內(nèi)力 (internal force)；對構(gòu)件而言，約束反力是 外力 (external force)。與構(gòu)件角速度方向一致的力矩稱為 驅(qū)動力矩 (driving moment)。 對于高速 、 重載 、 大質(zhì)量的機械 ， 這種分析誤差可能直接影響到設計的安全性和可靠性 。 第六章機械動力學 機械系統(tǒng)通常由原動機 、 傳動系統(tǒng) 、 執(zhí)行系統(tǒng)等組成 。 機械動力學 (dynamics of machinery)研究機械在運動中的力以及在各種力作用下的機械運動 ， 分析和評價機械的動力學性能 ， 研究提高機械動力學性能的措施 。第六章機械動力學 第一節(jié) 概述 一 、 機械動力學的研究內(nèi)容及意義 機構(gòu)在傳遞和轉(zhuǎn)換運動的同時必然伴隨著力的傳遞和轉(zhuǎn)換 。 機械系統(tǒng)中力和運動的相互作用決定了機械的工作狀態(tài) 。 研究機械中的摩擦及其對機械運行和效率的影響 ， 通過合理設計 ， 改善機械運轉(zhuǎn)性能 ， 提高機械效率 ， 是機械動力學分析的重要內(nèi)容 。 這種假定對于低速 、 輕載的機械是允許的 。 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 本章討論的問題 ● 機構(gòu)的 摩擦 (friction)與 效率 (efficiency) ● 機械的平衡 (balancing of machinery) ● 機械的 真實運動 (actual motion)規(guī)律分析與 速度波動調(diào) 節(jié) (speed fluctuation regulation) 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 二、機械中作用的力 按力對機械的影響分類 驅(qū)動力 (driving force)— 驅(qū)使機械運動，力作用線與構(gòu)件運動速度方向夾角為銳角。 工作阻力類型舉例 常數(shù) 起重機 、 車床的工作阻力 執(zhí)行構(gòu)件位置的函數(shù) 曲柄壓力機 、 活塞式壓縮機的工作阻力 執(zhí)行構(gòu)件速度的函數(shù) 鼓風機、離心泵的工作阻力 時間的函數(shù) 揉面機、球磨機的工作阻力 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 作用在運動副中的力 約束反力 (constrained force)— 作用在運動副元素上的力。 切向力 (tangential ponent force)— 切于運動副元素表面的摩擦力。 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 (一 )移動副中的摩擦 1 ? 2 n n 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 (一 )移動副中的摩擦 v12 Ｑ P N21 F21 R21 ? 斜面摩擦 1. 滑塊等速上升 總反力 R21 Q ? R21 ? P ? 0 水平驅(qū)動力 P ? Qtan(???) Q R21 P ??? 1 ? 2 Ｑ 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 (一 )移動副中的摩擦 v?12 F?21 R?21 ? Q R?21 P? n n P? ??? 2. 滑塊等速下降 總反力 R?21 Q ? R?21 ? P ?? 0 水平阻力 P ?? Qtan(???) 斜面摩擦 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 (二 )螺旋副中的摩擦 螺旋副為一種空間運動副，其接觸面為螺旋面。擰緊螺母所需的驅(qū)動力矩為 Md?P?d/2?Qtan(???)?d/2 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 2 1 Q/2 Q/2 d d2 ? d1 v21 2 P ?d ? R12 l 1 ? Q n n 當螺母順著力 Q的方向等速向下運動時 ， 即放松螺母 ，則應在螺旋中徑處施加的維持螺母等速下滑的圓周力為P??Qtan(???)。 ? ? ? ? Q N? N? 速度波動的有害影響 (三 )轉(zhuǎn)動副中的摩擦 (1)徑向軸頸中的摩擦 速度波動的有害影響 (三 )轉(zhuǎn)動副中的摩擦 (2)止推軸頸中的摩擦 速度波動的有害影響 (四 )高副中的摩擦 速度波動的有害影響 (五 )考慮摩擦的機構(gòu)靜力分析 對機構(gòu)進行靜力分析考慮摩擦時 ， 轉(zhuǎn)動副中的反力不是通過回轉(zhuǎn)中心 ， 而是切于摩擦圓；移動副中的反力不是與移動方向垂直 ， 而是與接觸面的法向偏斜一個摩擦角 。 解 (2)作二力桿反力的作用線 ?14 ? ? ?21 ?23 R12 R32 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 1 例 1 已知機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸 、 各轉(zhuǎn)動副的半徑 r和當量摩擦系