【正文】 造成系統(tǒng)主軸周期性波動的重要原因 等效構件的等效轉動慣量 (等效質(zhì)量 )和作用在等效構件上的等效力矩 (等效力 )的 周期性變化 。 將此式代入 ，可以得到等效構件的角速度函數(shù) ??? (t)。 三、機械運動方程及其求解 (二 )機械運動方程的求解 機械運動方程式建立后 ， 可以求解在已知外力作用下機械系統(tǒng)的真實運動規(guī)律 。 等效動力學參數(shù)例題 1 例 6 圖示機床工作臺傳動系統(tǒng) ， 已知各齒輪的齒數(shù)分別為： z1=20， z2?60， z2??20， z3?80。 (3)等效力 、 等效力矩可能是正值 ， 也可能為負值 。 等效構件具有的動能等于原機械系統(tǒng)所有構件動能之和 。 曲柄轉角為廣義坐標 選曲柄 1為等效構件，曲柄轉角 ?1為獨立的廣義坐標，改寫公式 tvFMvmvmJJ d)]([]})()()([2d{133112133212S22122S121??????? ?????具有轉動慣量的量綱 ? Je 具有力矩的量綱 ? Me tMJ d]2d[ 1e21e ?? ?定義 Je? 等效轉動慣量， Je?Je(?1) Me ? 等效力矩， Me? Me(?1， ?1， t) 結論 結論 對一個單自由度機械系統(tǒng)的研究 ， 可以簡化為對一個具有等效轉動慣量 Je(?1)， 在其上作用有等效力矩 Me (?1， ?1，t)的假想構件的運動的研究 。 為了便于研究機械的運轉過程 ， 通常將重力 、 慣性力以及摩擦力等忽略 ， 而主要考慮作用在機械上的驅動力和工作阻力的變化規(guī)律 。 機構動態(tài)靜力分析方程組的表示 設已知力列陣為 {F}， 待求力列陣為 {R}， 待求力系數(shù)矩陣為 [A]， 機構動態(tài)靜力分析方程組可以統(tǒng)一表示為 [A]{R}?{F} 四、考慮運動副摩擦的受力分析 220 )( yijxij RRr ?）（? 轉動副中的摩擦力偶矩 將切于半徑為 ???0r的摩擦圓的約束反力 Rij向轉動副中心簡化 ， 得到大小和方向與 Rij相同的總反力 R?ij和一個摩擦力偶矩 ?0rRij， 其方向與 ?ij方向相同 。 因此 ， 在對機構進行動態(tài)靜力分析前 ，只能憑借經(jīng)驗或對機構作簡單的靜力分析的基礎上對構件的結構和剖面尺寸作出初略的估算 ， 由此定出各構件的質(zhì)量 、轉動慣量和質(zhì)心位置 ， 在此基礎上 ， 假定機構原動件按某種運動規(guī)律運動 (一般按勻速運動規(guī)律 )， 通過對機構進行運動分析 ， 計算質(zhì)心的加速度和構件的角加速度 ， 從而算出各構件的慣性力和慣性力矩 。 分析內(nèi)容 對于低速機械 ， 可以在不計慣性力的條件下對機構進行受力分析 ， 即 靜力分析 (statics analysis)。 自鎖機械 — 反行程能自鎖的機械 。機械出現(xiàn)上述狀態(tài)稱為機械 自鎖 (selflocking)。 解 2 1 3 A B C 4 Fr Fb ? ?14 ? ?21 ?23 R32 R12 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 2 (4)列力平衡矢量方程 Fr ? R43 ? R23 ? 0 大小 √ ？ ？ 方向 √ √ √ 選力比例尺 ?F(N?mm)作圖 Fr a b c R43 R23 3 C Fr R23 1 A B Fb ?14 R21 R41 v34 ? R43 2 1 3 A B C 4 Fr Fb ? ?14 ? ?21 ?23 R32 R12 考慮運動副摩擦的靜力學分析例題 2 (4)列力平衡矢量方程 R21 ? R41 ? Fb?0 大小 √ ？ ？ 方向 √ √ √ Fb= ?F da R21 d R41 Fb Fr a b c R43 R23 3 C Fr R23 1 A B Fb ?14 R21 R41 v34 ? R43 2 1 3 A B C 4 Fr Fb ? ?14 ? ?21 ?23 R32 R12 力分析圖解法解題步驟 機構力分析圖解法解題步驟小結 (1)準確畫出機構運動簡圖及各基本桿組圖； (2)從 二力構件入手 ， 判斷其受力狀況； (3)判斷構件之間的相對速度 、 相對角速度； (4)根據(jù)考慮摩擦時運動副總反力的判定準則 ， 確定構件之間的作用力方向；利用 三力平衡條件或 力偶平衡條件 ，確定相關構件的受力方向； (5)選擇合適的力比例尺 ?F(N?mm)， 列出力平衡矢量方程 ， 并根據(jù)該方程 作構件受力的力封閉多邊形 ， 確定未知力的大小和方向 。 ? ? ? ? Q N? N? 速度波動的有害影響 (三 )轉動副中的摩擦 (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 )考慮摩擦的機構靜力分析 對機構進行靜力分析考慮摩擦時 ， 轉動副中的反力不是通過回轉中心 ， 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 。 考慮構件慣性力的重要性 (一 )移動副中的摩擦 1 ? 2 n n 考慮構件慣性力的重要性 (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 水平驅動力 P ? Qtan(???) Q R21 P ??? 1 ? 2 Ｑ 考慮構件慣性力的重要性 (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。 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。 這種假定對于低速 、 輕載的機械是允許的 。 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) 。 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 。 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 。對機構而言，約束反力是 內(nèi)力 (internal force)；對構件而言，約束反力是 外力 (external force)。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。 對于受力比較簡單的平面連桿機構 ， 掌握了轉動副 、 移動副中總反力的確定方法 ， 就不難對平面連桿機構作計及摩擦時的靜力分析 。 速度波動的有害影響 二 、 機械的效率