【正文】 的結(jié)構(gòu)形狀 、 剖面尺寸 、 構(gòu)件的質(zhì)量 、 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)心位置均未確定 。 分析步驟 ● 求出各構(gòu)件的慣性力，并把它們視為外力加于產(chǎn)生這些慣性力的構(gòu)件上； ● 根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)構(gòu)件組和平衡力作用的構(gòu)件； ● 由外力全部為已知的構(gòu)件組開始進(jìn)行分析，逐步分析到平衡力作用的構(gòu)件。 圖解法概念清楚 ， 也有一定的精度 ， 但圖解過程比較繁瑣 。 對(duì)于中 、 高速機(jī)械 ， 可以根據(jù)達(dá)朗貝爾原理將構(gòu)件運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力作為已知外力加在相應(yīng)的構(gòu)件上 ， 將動(dòng)態(tài)受力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)靜力平衡系統(tǒng) ， 用靜力學(xué)的方法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析 ， 即 動(dòng)態(tài)靜力分析 (kiostatics analysis)。 (2)確定機(jī)構(gòu)在按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律條件下需要加在原動(dòng)件上的 平衡力 (balance force)或 平衡力矩 (trimming moment)。 s s1 自鎖條件 s ?s1 ? ? s1?AC ?rsin? 在直角 ?ABC中 R23 B C B A C ? ? E e 在直角 ?OEA中 s ?OE E O ??? ?esin(??? ) ?稱為楔緊角 。 斜面壓榨機(jī) 例 3 已知偏心夾具的幾何尺寸 ， 偏心軸頸的摩擦圓半徑為?， 摩擦角為 ?， 分析該夾具反行程的自鎖條件 。 各種夾具 、 螺栓連接 、 起重裝置 、 壓榨機(jī)等機(jī)械都具有自鎖特性 。 反行程 ， 根據(jù)使用場合既可使其機(jī)械效率大于零 ， 也可使其機(jī)械效率小于零 。 機(jī)械正行程和反行程的機(jī)械效率一般并不相等 。 正行程 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力作用在原動(dòng)件上 ， 而運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力從原動(dòng)件到從動(dòng)件傳遞時(shí)的行程 。機(jī)械發(fā)生自鎖的條件可以表述為： ? ? 0 自鎖的工程意義 自鎖的工程意義 設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，應(yīng)避免在運(yùn)動(dòng)方向出現(xiàn)自鎖，而有些機(jī)械要利用自鎖進(jìn)行工作。 如果 AdAf， ?0，表明機(jī)械的輸入功不足以克服有害阻力所需的功，所以不論機(jī)械原來的運(yùn)動(dòng)情況如何，最終必將減速直至運(yùn)動(dòng)停止；原來是靜止不動(dòng)的機(jī)械，肯定不能再運(yùn)動(dòng)。這時(shí)的機(jī)械如果原來在運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在仍將維持原狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)但不能對(duì)外做功，機(jī)械的這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為 空轉(zhuǎn) (free running)。 質(zhì)量不變的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期 Ad=Ar+Af 機(jī)械效率 ?? ?1? Ar Ad Af Ad Q F F0 速度波動(dòng)的有害影響 ?F vF r1 r2 Q0 ?Q vQ 用瞬時(shí)功率表示機(jī)械效率 ??Pr/Pd?QvQ/FvF 沒有摩擦的理想機(jī)械 ??100% ??Q0vQ/FvF?1 或 vQ/vF?F/Q0 ??QvQ/F0vF?1 或 vQ/vF?F0/Q ??F0/F?Q/Q01 速度波動(dòng)的有害影響 機(jī)械正常工作時(shí)， 0?1。 速度波動(dòng)的有害影響 二 、 機(jī)械的效率 (一 )機(jī)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(jī)械效率 (mechanical efficiency)。 解 (2)作二力桿反力的作用線 ? ?14 ? ?21 ?23 R32 R12 考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦的靜力學(xué)分析例題 2 (3)分析其它構(gòu)件的受力狀況 3 C Fr R23 1 A B Fb ?14 R21 R41 v34 ? R43 例 2 已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸 、 各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑 r和當(dāng)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(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力 )。 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(yùn)動(dòng)副摩擦的靜力學(xué)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(yùn)動(dòng)副摩擦的靜力學(xué)分析例題 1 R23 ? ?F bc， R21? ? R23 Md??F bc?l l R43 G a b R23 c 考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦的靜力學(xué)分析例題 2 例 2 已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸 、 各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑 r和當(dāng)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(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力 )。 解 (1)根據(jù)已知條件作摩擦圓 A 2 3 G C B D 4 1 Md A 2 3 G C B D 4 1 Md 考慮運(yùn)動(dòng)副摩擦的靜力學(xué)分析例題 1 例 1 已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸 、 各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑 r和當(dāng)量摩擦系數(shù) fv、 作用在構(gòu)件 3上的工作阻力 G及其作用位置 ， 求作用在曲柄 1上的驅(qū)動(dòng)力矩 Md(不計(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力 )。 對(duì)于受力比較簡單的平面連桿機(jī)構(gòu) ， 掌握了轉(zhuǎn)動(dòng)副 、 移動(dòng)副中總反力的確定方法 ， 就不難對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)作計(jì)及摩擦?xí)r的靜力分析 。 當(dāng)量摩擦系數(shù) fv?f/sin(90???)?f/cos? 當(dāng)量摩擦角 ??arctanfv?arctan(f/cos?) ? ? ? ? Q N? N? 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 擰緊力矩 Md?P?d/2?Qtan(???v)?d/2 擰松力矩 M?d?P?d/2?Qtan(???v)?d/2 由于 ?v?，故三角形螺紋的摩擦力矩較矩形螺紋的大，宜用于連接緊固，而矩形螺紋摩擦力矩較小，效率較高，宜用于傳遞動(dòng)力的場合。 松開螺母時(shí)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(dāng) ??時(shí) ， M?d為負(fù)值 ， 意味著要想使滑塊下滑 ， 必須施加一個(gè)反向力矩 M?d， 此時(shí)的 M?d稱為擰松力矩 。 2 1 考慮構(gòu)件慣性力的重要性 1. 矩形螺紋螺旋副中的摩擦 Q/2 Q/2 d d2 ? d1 v21 2 P ?d ? R12 l 1 ? Q n n tan??l/?d?zp/?d 擰緊螺母時(shí)應(yīng)在螺旋中徑處施加的圓周力為 P?Qtan(???)。當(dāng)螺桿和螺母的螺紋之間作用有軸向載荷 Q時(shí)，擰動(dòng)螺桿或螺母，螺旋面之間將產(chǎn)生摩擦力。摩擦力是運(yùn)動(dòng)副反力的