【正文】 2）以桿組為示力體時(shí)，其上不應(yīng)包含未知外力，否則，將不是靜定的。 一、構(gòu)件組的靜定條件 未知量的數(shù)目 = 平衡方程的數(shù)目 可見(jiàn)：低副 → 兩個(gè)未知數(shù)；高副 → 一個(gè)未知數(shù) 構(gòu)件組中： n 個(gè)構(gòu)件， Pl個(gè)低幅， Ph個(gè)高副 2Pl+ Ph= 3n 僅有低副時(shí)： 3n – 2Pl = 0 結(jié)論：桿組是靜定結(jié)構(gòu) （注：所取出的構(gòu)件組不包含除運(yùn)動(dòng)副反力外的其它未知外力） 運(yùn)動(dòng)副中支反力的未知數(shù) （不計(jì)摩擦） 力的三要素 大小 方向 作用點(diǎn) 轉(zhuǎn)動(dòng)副 ？ ？ 過(guò)軸心 移動(dòng)副 ？ ?導(dǎo)路 ？ 高 副 ？ 公法線 高副點(diǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 不及摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)力的分析 運(yùn)動(dòng)分析 把外力（包括慣性力）加在機(jī)構(gòu)上 把機(jī)構(gòu)看成為靜力平衡系統(tǒng)加以研究 從外力已知構(gòu)件開(kāi)始，取桿組為示力體分析 求運(yùn)動(dòng)副反力、平衡力（力矩） 繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 二、用圖解法作機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 不及摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)力的分析 p(a,d) e f c b b? p?(a?,d?) c? f? e? s2 ? n2 ? n4? n3? 例 已知各構(gòu)件尺寸、連桿 2的 G S JS2，滑塊 5的 G S5（ F），生產(chǎn)阻力 Fr，求運(yùn)動(dòng)副反力及需加在原動(dòng)件 1上 G點(diǎn) xx方向的平衡力 P b? 運(yùn)動(dòng)分析 作運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、速度圖、加速度圖 確定慣性力和慣性力矩 39。 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)中力分析 例：如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 。 Q P Q θ θ 1 2 N′ N′ Q N′ N′ 2θ 176。 同時(shí)滿足上述三個(gè)代換條件的質(zhì)量代換。 圖解法和解析法。 克服此阻力所做的功稱為 有效功 或 輸出功 。這時(shí)在 K處兩構(gòu)件的速度方向不可能相同，從而 K不可能成為構(gòu)件 1與 2的速度瞬心。構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面是無(wú)限大的。 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 大篩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析舉例 ： 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 大篩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析舉例 ： 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 目的： 對(duì)位置，軌跡，位移的分析可以知道從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的形成和 各構(gòu)件所需的運(yùn)動(dòng)空間 (在已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的前提下： 確定從動(dòng)件的位置、角速度和角加速度； 確定構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡、位移、速度和加速度。 但對(duì)受力有好處，即改善受力。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。 運(yùn)動(dòng)鏈 → 機(jī)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)架 主動(dòng)件 從動(dòng)件 從動(dòng)件 四桿機(jī)構(gòu) 平面機(jī)構(gòu)實(shí)例 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 ：用規(guī)定 簡(jiǎn)單符號(hào)和線條 代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，按比例繪制的表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的簡(jiǎn)明圖形。 構(gòu)件的自由度： 構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，空間有 6個(gè)自由度， 3個(gè)平動(dòng)， 3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。 其中： 理論考核占 50%， 課外設(shè)計(jì)實(shí)踐占 30%， 平時(shí)考勤和作業(yè)完成情況占 20% 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)器 \機(jī)構(gòu)基本概念 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 4 移動(dòng)副 2 5 6 導(dǎo)路 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)器 \機(jī)構(gòu) 機(jī)器： 凡同時(shí)具備以下 3個(gè)特征的實(shí)物組合體就稱為機(jī)器： (1)它們都是一種人為的實(shí)物 (機(jī)件 )的組合體。 構(gòu)件： 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體。 運(yùn)動(dòng)副符號(hào)的型式 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)構(gòu) ： 運(yùn)動(dòng)鏈中將某一構(gòu)件加以固定，而讓另一個(gè)(或幾個(gè) )構(gòu)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)該固定構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)鏈中其余各構(gòu)件都能得到確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)。通常可選擇機(jī)械中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面為視圖平面。 A B C D 1 2 E F AB // CD // EF AB=CD=EF EF在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中 距離始終不變 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design （ 2） 二構(gòu)件形成若干個(gè)移動(dòng)副，其導(dǎo)路一致或平行，只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余移動(dòng)副是虛約束（只算一個(gè)移動(dòng)副）。 ３．計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，確定原動(dòng)件，然后從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開(kāi)始拆分桿組。圖中所示Ｐ 21點(diǎn)即為速度瞬心。 ，運(yùn)動(dòng)平面上的各點(diǎn)的相對(duì)速度方向互相平行，從而速度瞬心在無(wú)窮遠(yuǎn)處 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 2)1( ??nnNN－瞬心數(shù) n－構(gòu)件數(shù) 瞬心數(shù)目 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 機(jī)構(gòu)中瞬心的位置確定 機(jī)構(gòu)中各瞬心的位置 （ 1）以運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心位置 以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)：瞬心 在轉(zhuǎn)動(dòng)中心 以移動(dòng)副相聯(lián)：瞬心 在垂直于導(dǎo)路的無(wú)窮遠(yuǎn)處 以純滾動(dòng)的高副相聯(lián)：瞬心 在高副接觸點(diǎn)處 以一般高副相聯(lián)：瞬心 在高副接觸點(diǎn)的公法線 (2) 不以運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心位置 用 三心定理 （證明） 確定 —— 常需借助於瞬心多邊形。 ◆ 阻抗力：阻礙機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力 特點(diǎn)： 與作用點(diǎn)的速度方向相反 、 或成鈍角 —— 作負(fù)功 —— 阻抗功 。 2. 確定機(jī)械上的平衡力 (或平衡力偶 ) ◆ 定義： 指 與作用在 機(jī)械 上的 已知外力 ，以及當(dāng) 該機(jī)械按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng) 時(shí)其構(gòu)件的慣性力相平衡的 未知外力 (或外力矩 )。 假想的集中質(zhì)量稱為 代換質(zhì)量 ，代換質(zhì)量所在的位置稱為 代換點(diǎn) 。 結(jié)論： (1) 摩擦角與摩擦系數(shù)一一對(duì)應(yīng)， j =arctgf； (2) 總支反力 永遠(yuǎn)與運(yùn)動(dòng)方向成 90176。 于是： N =ΣNi (標(biāo)量 ) F =ΣFi = Σf*Ni= f * N=f*ΣNi 因?yàn)椋?Q = ΣNiy 然而： ΣNiy ≤ ΣNi 所以： N (=ΣNi) ≥ Q (= ΣNiy) 令： N=KQ K≈ 1~ 所以： F = f * N = K * f * Q = fv * Q ， fv—— 當(dāng)量摩擦系數(shù) 于是： M = F * r = fv * r * Q 2 Q ω12 Md r 1 0 N1 Ni F1 Fi Q N 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 運(yùn)動(dòng)副中摩擦 (Friction)力分析 顯然： R21 = Q， Mf = R21*ρ ∴ Md=Mf= Q*ρ= R21*ρ= fv * r * Q ∴ ρ= fv *r —— 摩擦圓半徑 結(jié)論： A. 總反力始終切于摩擦圓； B. 總支反力方向與作用點(diǎn)速度方向相反 。 F R32 4 1 2 3 ω Q v R12 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)中力分析 (2) 判定構(gòu)件間的相對(duì)轉(zhuǎn)向； (3) 判定作用力在摩擦圓上切點(diǎn)位置； (4) 依據(jù)力平衡條件求解。 2IIII FMhFF ???39。 機(jī)械設(shè)計(jì) Machine design 二 . 基本技能 （一）考慮摩擦?xí)r的運(yùn)動(dòng)副總反力的確定 （二）用 矢量方程圖解法 作機(jī)構(gòu)的 動(dòng)態(tài)靜 力分析 （三）考慮摩擦?xí)r用 矢量方程圖解法 作簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的靜力分析