第4講 第4章 平面機(jī)構(gòu)的力分析

1、 本章目錄： 4-1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與與方法；方法； 4-2 構(gòu)件慣性力的確定； 4-3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定； 1、 2、 4-1 機(jī)構(gòu)力分析機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與的任務(wù)、目的與方法方法 4-1 機(jī)構(gòu)力分析機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與的任務(wù)、目的與方法方法 4-1 機(jī)構(gòu)力分析機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與的任務(wù)、目的與方法方法 4-1 機(jī)構(gòu)力分析機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的與的任務(wù)、目的與方法方法 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 G F v12 1 2 G 鉛垂載荷 F 水平力 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 G FN2

2、1 2 FN21 2 G FN21 FN21 = GFN21= G / sin Ff21 = f FN21 = f G Ff21 = f FN21 = f G /2sin 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 F G 1 2 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 考慮摩擦?xí)r斜面機(jī)構(gòu)的力分析 )tan( GF)tan(GF 若 ， F 為阻抗力 若 ， F 為驅(qū)動(dòng)力 G為驅(qū)動(dòng)力 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 Mf = Ff21r = fv G r 則：F

3、R21 = G （ =fv r ） Md 12 FN21 Ff21 Ff21 = fv Gfv = (1 / 2) f G 故可作摩擦圓。故可作摩擦圓。 v 結(jié)論：只要軸頸相對(duì)于軸 承滑動(dòng)，軸承對(duì)軸頸的總 反力FR21將始終與摩擦圓 相切，且與G大小相等， 方向相反 FR21 Mf 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 根據(jù)力的平衡條件，確定不計(jì)摩擦?xí)r總反力的方向；根據(jù)力的平衡條件，確定不計(jì)摩擦?xí)r總反力的方向； 計(jì)摩擦計(jì)摩擦?xí)r的總反力應(yīng)與摩擦圓相切；時(shí)的總反力應(yīng)與摩擦圓相切； 軸承軸承2對(duì)軸頸對(duì)軸頸1的總反力的總反力FR21對(duì)軸頸中心之矩的方向必與對(duì)軸頸中心之矩的方向必與 軸頸軸頸

4、1相對(duì)軸承相對(duì)軸承2的相對(duì)角速度的相對(duì)角速度 12 的方向相反。的方向相反。 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 2r 2R G M 1 2 Mf 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 d 總摩擦力矩 Mf 為： Mf =r f p ds = 2f r p 2 d R r 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 1 2 t t n n v12 12 Mf Ff21 FN21 FR21 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 v 螺旋線的形成 v 螺紋的形成 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺

5、紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 30 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 v 螺紋基本參數(shù) 2/ 12 ddd 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 螺距 p ： 導(dǎo)程 l ： 線數(shù) z ： 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 螺紋升角 ： 牙形角 ： 牙形斜角 ： 22 /tandzpdl 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 F M d2 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 )tan( GF )tan(GF 2/ )tan( 2 GdM 2/ )tan( 2 GdM M F M d2 d2 F 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的

6、中摩擦力的確定確定 2/ )tan( v2 GdM 2/ )tan( v2 GdM )90sin(/ v ff cos/f 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 4-3 考慮考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析分析 Fr 21 3 A B C 4 Fb A B C D 1 2 3 4 Md 14 4-3 考慮考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析分析 F 2 3 B 1 A O 1 C 3 4-3 考慮考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析分析 O 1 3 23 2 3 B 1 O 1 C FR31 A F 4-3 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的中摩擦力的確定確定 2 1 3 A

7、B C 4 FMr 14 Mr F 21 23 FR23 FR21 FR41 v34 9090+ + FR43 FR12 FR32 4-3 考慮考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析分析 Fr 21 3 A B C 4 Fb v34 F FR R43 + F FR R23 +Fr = 0 F FR R41 + F FR R21 +Fb = 0 4-3 考慮考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析分析 43 4-4 例題例題 F G 解：確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向 1 2 3 4 41 v 21 v 34 32 取構(gòu)件3為分離體 構(gòu)件3為二力桿，受壓。 0 43R F 0 23R F 43R F 23R

8、 F 4323 0 RR FF 取構(gòu)件2為分離體 32R F32R FG 12R F 12R F 1232 0 RR GFF 大小 方向 G ？ 32R F ？ 取構(gòu)件4為分離體 34R F 34R F F 14R F 14R F 3414 0 RR FFF 大小 方向 34R F ？ ？ 14R F F 12R F 作業(yè) 作業(yè) 習(xí)題4-13： （a） FR32 21 23 FR12 作業(yè) 習(xí)題4-13： 23 21FR12 O A 2 3 B 1 4 4 M F FR32 （b） 作業(yè) 習(xí)題4-13： 23 21 （c） FR12 2 1 O A 3 B 4 4 F M FR32 4-4 例

9、題例題 Q 1 2 3 4 解：確定各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 構(gòu)件2為二力桿，受壓。 34 v 14 21 23 分析各構(gòu)件的受力 0 32 R 0 12 R 32 R 12 R 32120RR 構(gòu)件3受三個(gè)力： 23 R 43 R 23430QRR Q 23 R 43 R 構(gòu)件1受三個(gè)力： 21 R 41 R 21 R F ？ ？ 大小 方向 21410RFR 大小 方向 ？ F 41 R 23 RQ 43 R 21 RF 41 R F 4-4 例題例題 Q 1 2 3 4 34 v 14 21 23 32 R 12 R 23 R 43 R Q 23 R 43 R 21 R 41 R 21 R F

10、 F 41 R F 小結(jié)受力分析步驟 u確定不計(jì)摩擦?xí)r反力的方向； u確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向； u確定反力的方向（與相對(duì)運(yùn) 動(dòng)相反）； u根據(jù)構(gòu)件力平衡條件作出反 力方向線。 若驅(qū)動(dòng)力不是F，而是驅(qū) 動(dòng)力矩M，如何求？ M 41 R h 12 MRh 4-4 例題例題 F G 1 2 3 13 v 12 v 23 v 31R F 21R F 0 2131 RR FFF F 31R F 21R F 90 90（） 32R F 12R F 32 R G 12R F 290 90 )90sin()2sin( 21 R FF 0 3212 GFF RR )90sin()290sin( 12 R FG 1221RR FF )2tan(GF 4-4 例題例題 1 2 3 Q 13 23 21 v 12R F 21R F 32R F 32R F Q 12R F h b M 解： 確定相對(duì)運(yùn)動(dòng) 分析構(gòu)件2的受