第9章平面機(jī)構(gòu)的力分析

1、了解作用在機(jī)構(gòu)上的力及機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法；了解作用在機(jī)構(gòu)上的力及機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法；掌握構(gòu)件慣性力的確定方法和機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的方法；掌握構(gòu)件慣性力的確定方法和機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析的方法；能對幾種最常見的運(yùn)動副中的摩擦力進(jìn)行分析和計(jì)算。能對幾種最常見的運(yùn)動副中的摩擦力進(jìn)行分析和計(jì)算。本章教學(xué)目的本章教學(xué)目的第第9 9章章 平面機(jī)構(gòu)力分析平面機(jī)構(gòu)力分析機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定運(yùn)動副中的摩擦運(yùn)動副中的摩擦不考慮摩擦和考慮摩擦?xí)r不考慮摩擦和考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析機(jī)構(gòu)的受力分析本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 構(gòu)件慣性力的確定及質(zhì)量

2、代換法構(gòu)件慣性力的確定及質(zhì)量代換法 圖解法作平面機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析圖解法作平面機(jī)構(gòu)動態(tài)靜力分析 考慮摩擦?xí)r平面機(jī)構(gòu)的力分析考慮摩擦?xí)r平面機(jī)構(gòu)的力分析本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）及機(jī)構(gòu)的平衡力（或平衡力矩）及構(gòu)件的質(zhì)量代換兩個(gè)概念。構(gòu)件的質(zhì)量代換兩個(gè)概念。 一、作用在機(jī)械上的力一、作用在機(jī)械上的力1. 按作用在機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)外分：按作用在機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)外分：1） 外力：外力：如原動力、生產(chǎn)阻力、介質(zhì)阻力和重力；如原動力、生產(chǎn)阻力、介質(zhì)阻力和重力；2） 內(nèi)力：內(nèi)力：運(yùn)動副中的反力（運(yùn)動副中的反力（也包括運(yùn)動副中的摩擦力也包括運(yùn)動副中的摩擦力和和慣性力引起的附加動壓力慣性力引起的附加動壓

3、力 ）2、按作功的正負(fù)分：、按作功的正負(fù)分：1） 驅(qū)動力：驅(qū)動力：驅(qū)使機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動的力。驅(qū)使機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動的力。2） 阻抗力：阻抗力：阻止機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動的力。阻止機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動的力。 90vf ,特征特征：（m， 同向同向），作正功。），作正功。稱驅(qū)動稱驅(qū)動功或輸入功。功或輸入功。 90vf,特征特征：（m， 反向反向），作負(fù)功。），作負(fù)功。9-1 9-1 機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法v阻抗力又可分為有效阻力和有害阻力。阻抗力又可分為有效阻力和有害阻力。（1）有效阻力有效阻力生產(chǎn)阻力（工作阻力），如切削力。生產(chǎn)阻力（工作阻力），如切削力。（2）有害阻力有害阻力非生產(chǎn)阻力，如摩擦力、介

4、質(zhì)阻力。非生產(chǎn)阻力，如摩擦力、介質(zhì)阻力。注意注意摩擦力摩擦力和和重力重力既可作為既可作為作正功的作正功的驅(qū)動力驅(qū)動力，也可成為，也可成為作負(fù)功的作負(fù)功的阻力阻力。有效功（輸出功）有效功（輸出功）：克服有效阻力所作的功。：克服有效阻力所作的功。損耗功（輸出功）損耗功（輸出功）：克服有害阻力所作的功。：克服有害阻力所作的功。1. 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)1）確定運(yùn)動副中的反力及各構(gòu)件的受力；）確定運(yùn)動副中的反力及各構(gòu)件的受力；2） 確定為了使機(jī)構(gòu)原動件按給定規(guī)律運(yùn)動時(shí)需加于機(jī)確定為了使機(jī)構(gòu)原動件按給定規(guī)律運(yùn)動時(shí)需加于機(jī)械上的平衡力。械上的平衡力。設(shè)計(jì)構(gòu)件的尺寸、形狀、強(qiáng)度及整機(jī)效率等。設(shè)計(jì)

5、構(gòu)件的尺寸、形狀、強(qiáng)度及整機(jī)效率等。驅(qū)動力驅(qū)動力阻抗力阻抗力確定機(jī)構(gòu)所能克服的最大阻確定機(jī)構(gòu)所能克服的最大阻力（即機(jī)器的工作能力）。力（即機(jī)器的工作能力）。驅(qū)動力驅(qū)動力阻抗力阻抗力確定原動機(jī)的功率。確定原動機(jī)的功率。二、機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法二、機(jī)構(gòu)力分析的目的和方法2. 機(jī)構(gòu)力分析的方法機(jī)構(gòu)力分析的方法具體方法：利用達(dá)朗伯原理。有圖解法和解析法具體方法：利用達(dá)朗伯原理。有圖解法和解析法。靜力分析靜力分析(static force analysis) 用于用于低速，慣性力的影響不大。低速，慣性力的影響不大。動態(tài)靜力分析動態(tài)靜力分析(dynamic force analysis)用于用于高速，重

6、載，慣性力很大高速，重載，慣性力很大。9-2 9-2 構(gòu)件慣性力的確定構(gòu)件慣性力的確定一、一、一般力學(xué)方法一般力學(xué)方法1. 作平面復(fù)合運(yùn)動的構(gòu)件作平面復(fù)合運(yùn)動的構(gòu)件v作平面復(fù)合運(yùn)作平面復(fù)合運(yùn)動的構(gòu)件上的慣動的構(gòu)件上的慣性力系可簡化為：性力系可簡化為：加于構(gòu)件質(zhì)心上加于構(gòu)件質(zhì)心上s的的慣性力慣性力fi和一和一個(gè)個(gè)慣性力偶慣性力偶mi。 sasimiflhif sisijmamf繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量用一個(gè)力簡化之用一個(gè)力簡化之 ssiihsimajfmlamf 2. 作平面移動的構(gòu)件作平面移動的構(gòu)件v變速運(yùn)動：變速運(yùn)動：v等速運(yùn)動：等速運(yùn)動：0;0 iimf0; isimamfbcsa

7、sfi1 1）繞通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件）繞通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件3. 繞定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件繞定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件ssiijmp ;02 2）繞不通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動）繞不通過質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動v等速轉(zhuǎn)動：等速轉(zhuǎn)動：v等速轉(zhuǎn)動：等速轉(zhuǎn)動：產(chǎn)生離心慣性力產(chǎn)生離心慣性力v變速轉(zhuǎn)動：變速轉(zhuǎn)動：可以用總慣性力可以用總慣性力fi來代替來代替fi和和mi ，fi = fi，作用線由質(zhì)心，作用線由質(zhì)心s 偏移偏移 lhiihfml 0;0 iimf0; isimamf sisijmamf ;if ifv變速運(yùn)動：變速運(yùn)動：只有慣性力偶只有慣性力偶二、二、質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法1. 1. 質(zhì)量代換法質(zhì)量代換法 按一定條件，按

8、一定條件，把構(gòu)件的質(zhì)量假想地用集中于某幾個(gè)把構(gòu)件的質(zhì)量假想地用集中于某幾個(gè)上的上的來代替的方法。來代替的方法。2. 2. 代換點(diǎn)和代換質(zhì)量代換點(diǎn)和代換質(zhì)量v代換點(diǎn)：代換點(diǎn)：上述的選定點(diǎn)。上述的選定點(diǎn)。v代換質(zhì)量：代換質(zhì)量：集中于代換點(diǎn)上的假想質(zhì)量。集中于代換點(diǎn)上的假想質(zhì)量。在確定構(gòu)件慣性力時(shí)，如用一般的力學(xué)方法，就需先求出在確定構(gòu)件慣性力時(shí)，如用一般的力學(xué)方法，就需先求出構(gòu)件質(zhì)心的加速度和角加速度，如對一系列位置分析非常繁瑣，構(gòu)件質(zhì)心的加速度和角加速度，如對一系列位置分析非常繁瑣，為簡化，可采用質(zhì)量代換法。為簡化，可采用質(zhì)量代換法。 2）代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；

9、3）代換前后構(gòu)件對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量不變。代換前后構(gòu)件對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量不變。 0011iniiiniiymxm siiniijyxm 221v以原構(gòu)件的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足：以原構(gòu)件的質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足：3. 3. 質(zhì)量代換條件質(zhì)量代換條件mmnii11）代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變； 靜靜代代換換動動代代換換bcbcsu動代換：動代換：用集中在用集中在通過構(gòu)件質(zhì)心通過構(gòu)件質(zhì)心s 的直線的直線上的上的b、k 兩點(diǎn)的代換兩點(diǎn)的代換質(zhì)量質(zhì)量mb 和和 mk 來代換作平面來代換作平面運(yùn)動的構(gòu)件的質(zhì)量。運(yùn)動的構(gòu)件的質(zhì)量。bcbskkmbmk skbkbkbjkmbmkmbmmm

10、m22 mbjkkbmbmkbmkmskb依據(jù)上述原則，有依據(jù)上述原則，有優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：代換精確。代換精確。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)其中一個(gè)代換點(diǎn)確定之后，另一個(gè)代換點(diǎn)亦隨之確定，不能任意當(dāng)其中一個(gè)代換點(diǎn)確定之后，另一個(gè)代換點(diǎn)亦隨之確定，不能任意選取。工程計(jì)算不便。選取。工程計(jì)算不便。代換后慣性力：代換后慣性力： kbbkbbbkbkkbbkbiakbbamaakbbakbkmakbbakbkmamamppp由加速度影像得：sbkbkbsbaakbbkbbaa 代換后慣性力矩：代換后慣性力矩：asbakbbcbskkmbmkbcbscbcbcsu靜代換：靜代換：在一般工程計(jì)算中，為在一般工程計(jì)算中，為方便

11、計(jì)算而進(jìn)行的僅滿足前方便計(jì)算而進(jìn)行的僅滿足前兩個(gè)代換條件的質(zhì)量代換方兩個(gè)代換條件的質(zhì)量代換方法。取通過構(gòu)件質(zhì)心法。取通過構(gòu)件質(zhì)心 s 的直的直線上的兩線上的兩已知點(diǎn)已知點(diǎn)b、c為代換為代換點(diǎn)，有：點(diǎn)，有：bcbskkmbmk cmbmmmmcbcb cbbmmcbcmmcb動代換動代換mcmb靜代換靜代換優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：b及及c可同時(shí)任意選擇，為工程計(jì)算提供了方便和條件；可同時(shí)任意選擇，為工程計(jì)算提供了方便和條件；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：代換前后轉(zhuǎn)動慣量代換前后轉(zhuǎn)動慣量 js有誤差，將產(chǎn)生慣性力偶矩的誤差。有誤差，將產(chǎn)生慣性力偶矩的誤差。 sscbijmbcjcmbmm 22適用于角加速適用于角加速度較小的場

12、合。度較小的場合。這個(gè)誤差的影響，對于一般不這個(gè)誤差的影響，對于一般不是很精確的計(jì)算的情況是可以是很精確的計(jì)算的情況是可以允許的，所以靜代換方法得到允許的，所以靜代換方法得到了較動代換更為廣泛的應(yīng)用。了較動代換更為廣泛的應(yīng)用。 93 93 運(yùn)動副中的摩擦運(yùn)動副中的摩擦一、一、研究摩擦的目的研究摩擦的目的1. 摩擦對機(jī)器的不利影響摩擦對機(jī)器的不利影響1 1）造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動力浪費(fèi)）造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動力浪費(fèi) 機(jī)械效率機(jī)械效率 2 2）使運(yùn)動副元素受到磨損）使運(yùn)動副元素受到磨損零件的強(qiáng)度零件的強(qiáng)度 、機(jī)器的精度、機(jī)器的精度和工作可靠性和工作可靠性 機(jī)器的使用壽命機(jī)器的使用壽命 3 3）使運(yùn)動副元素

13、發(fā)熱膨脹）使運(yùn)動副元素發(fā)熱膨脹 導(dǎo)致運(yùn)動副咬緊卡死導(dǎo)致運(yùn)動副咬緊卡死機(jī)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活；器運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活； 4 4）使機(jī)器的潤滑情況惡化）使機(jī)器的潤滑情況惡化機(jī)器的磨損機(jī)器的磨損 機(jī)器毀壞。機(jī)器毀壞。2. 摩擦的有用的方面：摩擦的有用的方面：有不少機(jī)器，是利用摩擦來工作的。有不少機(jī)器，是利用摩擦來工作的。如帶傳動、摩擦離如帶傳動、摩擦離合器和制動器等合器和制動器等。二、移動副中的摩擦二、移動副中的摩擦1. 1. 移動副中摩擦力的確定移動副中摩擦力的確定ff21=f fn21v當(dāng)外載一定時(shí)，運(yùn)動副兩元素間法向反力當(dāng)外載一定時(shí)，運(yùn)動副兩元素間法向反力的大小與運(yùn)動副兩元素的幾何形狀有關(guān)：的大小與運(yùn)動副兩元

14、素的幾何形狀有關(guān)：1 1）兩構(gòu)件沿單一平面接觸兩構(gòu)件沿單一平面接觸 fn21= -gff21=f fn21=f g2）兩構(gòu)件沿一槽形角為兩構(gòu)件沿一槽形角為2q q 的槽面接觸的槽面接觸fn21sinq q = -ggfgffffnfq qq qsinsin2121 gffffvnf 2121vff q qsin令令v1212gffn21ff2112q qq qgfn21/2fn21/23）兩構(gòu)件沿圓柱面接觸兩構(gòu)件沿圓柱面接觸fn21是沿整個(gè)接觸面各處反力是沿整個(gè)接觸面各處反力 fn21的總和的總和。（k 11.57）gffvf 21kfgfffnf 2121vfkf 令令gffffvnf 21

15、21v -當(dāng)量擦系數(shù)當(dāng)量擦系數(shù)4 4）標(biāo)準(zhǔn)式標(biāo)準(zhǔn)式 不論兩運(yùn)動副元素的幾何形狀如何，兩元素間產(chǎn)生的滑動摩不論兩運(yùn)動副元素的幾何形狀如何，兩元素間產(chǎn)生的滑動摩擦力均可用通式擦力均可用通式：來計(jì)算。來計(jì)算。12gfn21kgdggdffnn q qq q 002121)(q q dffnn 02121q q fn21設(shè)：設(shè)：)(21ggfn 5 5）槽面接觸效應(yīng)槽面接觸效應(yīng)因?yàn)橐驗(yàn)?f v f ，所以在所以在其它條件相同的情況下其它條件相同的情況下，槽面、圓柱槽面、圓柱面的摩擦力大于平面摩擦力面的摩擦力大于平面摩擦力。2. 2. 移動副中總反力方向的確定移動副中總反力方向的確定1 1）總反力和摩擦

16、角總反力和摩擦角v總反力總反力fr21 ：法向反力：法向反力fn21和摩擦力和摩擦力ff21的合力。的合力。v摩擦角摩擦角 ：總反力和法向反力之間的夾角。：總反力和法向反力之間的夾角。fffffftgnnnf 21212121 v1212gffn21ff21 fr21或：或：ftg1 2 2）總反力的方向總反力的方向vfr21與移動副兩元素接觸面的公法線偏與移動副兩元素接觸面的公法線偏斜一摩擦角斜一摩擦角 ；vfr21與公法線偏斜的方向與構(gòu)件與公法線偏斜的方向與構(gòu)件1相對相對于構(gòu)件于構(gòu)件2 的相對速度方向的相對速度方向v12的方向相反的方向相反 90,jiijrvf)( tggf3. 3. 斜

17、面滑塊驅(qū)動力的確定斜面滑塊驅(qū)動力的確定 1）求使滑塊）求使滑塊1沿斜面沿斜面2等速等速上行時(shí)所需的水平驅(qū)動上行時(shí)所需的水平驅(qū)動力力f正行程正行程根據(jù)力的平衡條件根據(jù)力的平衡條件021 gffrv1212gffn21ff2190+ fr21v1212ffn21ff21 fr21 gffr21 + g 如果如果，f為負(fù)值，成為驅(qū)動力的一部分，作用為促為負(fù)值，成為驅(qū)動力的一部分，作用為促使滑塊使滑塊1沿斜面等速下滑。沿斜面等速下滑。2）求保持滑塊）求保持滑塊1 1沿斜面沿斜面2 2等速下滑等速下滑所需的水平力所需的水平力 f 反行程反行程根據(jù)力的平衡條件根據(jù)力的平衡條件注意注意 當(dāng)滑塊當(dāng)滑塊1下滑時(shí)

18、，下滑時(shí)，g為驅(qū)動力，為驅(qū)動力，f為阻抗力，其作用為為阻抗力，其作用為阻止滑塊阻止滑塊1 加速下滑。加速下滑。v1212ffn21ff21 fr21 gffr21 - g021 gffr)( tggfv 將螺紋沿中徑將螺紋沿中徑d2 圓柱面展開，其螺紋將展成為一個(gè)斜面，該斜面圓柱面展開，其螺紋將展成為一個(gè)斜面，該斜面的升角的升角 等于螺旋在其中徑等于螺旋在其中徑d2上的螺紋升角上的螺紋升角。22dzpdltg 三、螺旋副中的摩擦三、螺旋副中的摩擦l-導(dǎo)程導(dǎo)程z-螺紋頭數(shù)螺紋頭數(shù) p-螺距螺距1. 矩形螺紋螺旋副中的摩擦矩形螺紋螺旋副中的摩擦1 1）矩形螺紋螺旋副的簡化）矩形螺紋螺旋副的簡化v

19、螺旋副可以化為斜面機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析螺旋副可以化為斜面機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析。12g/2g/2)( tggf)(2222 tggddfm2 2）擰緊和放松力矩?cái)Q緊和放松力矩v擰緊擰緊螺母在力矩螺母在力矩m作用下作用下逆著逆著g力等速向上運(yùn)動力等速向上運(yùn)動，相當(dāng)于在相當(dāng)于在滑塊滑塊2 2上加上加一水平力一水平力f，使滑塊使滑塊2 2沿著斜面等速向上滑動沿著斜面等速向上滑動。v 放松放松螺母螺母順著順著g力的方向等力的方向等速向下運(yùn)動，相速向下運(yùn)動，相當(dāng)于滑塊當(dāng)于滑塊 2 2 沿著沿著斜面等速向下滑斜面等速向下滑。)( tggf12g/2g/2當(dāng))000同驅(qū)動力（與運(yùn)動方向相時(shí)，時(shí)，反）阻力矩（與運(yùn)動方向相時(shí)

20、，mmm)(2222 tggddfm矩形螺紋：矩形螺紋： gfn 三角形螺紋：三角形螺紋： cosgfn 2. 三角形螺紋螺旋副中的摩擦三角形螺紋螺旋副中的摩擦 1 1） 三角形螺紋與矩形螺紋的異同點(diǎn)三角形螺紋與矩形螺紋的異同點(diǎn)v運(yùn)動副元素的幾何形狀不同運(yùn)動副元素的幾何形狀不同在軸向載荷完全相同的情在軸向載荷完全相同的情況下，兩者在運(yùn)動副元素間的法向反力不同況下，兩者在運(yùn)動副元素間的法向反力不同接觸面間產(chǎn)接觸面間產(chǎn)生的摩擦力不同。生的摩擦力不同。v螺母和螺旋的相對運(yùn)動關(guān)系完全螺母和螺旋的相對運(yùn)動關(guān)系完全相同相同兩者受力分析的方法一致。兩者受力分析的方法一致。gfn fn gfncos2 2）當(dāng)

21、量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角）當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角 cosffv vvfarctg 3 3）擰緊和放松力矩）擰緊和放松力矩)(2222vtggddfm )(2222vtggddfm gfgffffnf coscos 三角形螺紋宜用于聯(lián)接緊固；矩形螺紋宜用于傳遞動力。三角形螺紋宜用于聯(lián)接緊固；矩形螺紋宜用于傳遞動力。ffvmmffv cosffvgfn fn 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角1. 軸頸摩擦軸頸摩擦四、轉(zhuǎn)動副中的摩擦四、轉(zhuǎn)動副中的摩擦軸頸軸頸軸放在軸承中的部分軸放在軸承中的部分當(dāng)軸當(dāng)軸頸頸在軸在軸承承中轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動副兩元素中轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動副兩元素間產(chǎn)生的摩擦力將阻止軸間產(chǎn)生

22、的摩擦力將阻止軸頸頸相對于軸承運(yùn)動。相對于軸承運(yùn)動。 2md 121rog總摩擦力：總摩擦力：fn21 ff21gfffffffvnnff 02102102121對于新軸頸：壓力分布均勻，對于新軸頸：壓力分布均勻，fffv57. 12 對于跑合軸頸：點(diǎn)、線接觸，對于跑合軸頸：點(diǎn)、線接觸，ffv 2md 121rog fr21fn21ff21用總反力用總反力fr21來表示來表示fn21及及ff211 1）摩擦力矩和摩擦圓）摩擦力矩和摩擦圓摩擦力摩擦力ff21對軸頸形成的摩擦力矩對軸頸形成的摩擦力矩 2121rrvvffrffgrfm rffmvrf 21 摩擦圓摩擦圓：以：以 為半徑所作的圓。為

23、半徑所作的圓。grfrfmvff 21由由 frdrmfmgf 2121由力平衡條件由力平衡條件2 2） 轉(zhuǎn)動副中總反力轉(zhuǎn)動副中總反力fr21的確定的確定（1 1）根據(jù)力平衡條件，根據(jù)力平衡條件，fr21g（2 2）總反力總反力fr21必切于摩擦圓。必切于摩擦圓。（3 3）總反力總反力fr21對軸頸軸心對軸頸軸心o之之矩的方向必與軸頸矩的方向必與軸頸1相對于軸承相對于軸承2的角速度的角速度 1212的方向的方向相反相反。注意注意2md 121rog fr21fn21ff21 fr21是構(gòu)件是構(gòu)件2作用到構(gòu)件作用到構(gòu)件1上的力，是構(gòu)件上的力，是構(gòu)件1所受的力。所受的力。 12是構(gòu)件是構(gòu)件1相對于

24、構(gòu)件相對于構(gòu)件2的角速度。的角速度。 方向相反。方向相反。 1221 rofm例例 : 圖示為一四桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件圖示為一四桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件1 1為主動件，為主動件，不計(jì)構(gòu)件的重量和慣不計(jì)構(gòu)件的重量和慣性力。性力。求轉(zhuǎn)動副求轉(zhuǎn)動副b b及及c c中作用力的方向線的位置。中作用力的方向線的位置。 構(gòu)件構(gòu)件2 2為二力構(gòu)件為二力構(gòu)件受拉狀態(tài)受拉狀態(tài)m1 1bcda1234 21 23 fr12 fr322. 軸端摩擦軸端摩擦環(huán)面正壓力環(huán)面正壓力環(huán)面摩擦力環(huán)面摩擦力環(huán)形微面積上產(chǎn)生的摩擦力環(huán)形微面積上產(chǎn)生的摩擦力dff對回轉(zhuǎn)軸線的摩擦力矩對回轉(zhuǎn)軸線的摩擦力矩dmf為為: 軸端所受的總摩擦力矩軸端所受的總摩擦

25、力矩mf為為 rrrrfdpfdsfpm 2222 dds2 dfpdfpdsfpdfdmff 222g 從軸端取環(huán)形微面積從軸端取環(huán)形微面積ds并設(shè)并設(shè)ds上的壓強(qiáng)上的壓強(qiáng)p為常數(shù)，則有為常數(shù)，則有pdsdfn dspfdffdfnf rrrrfdpfdsfpm 2222上式的求解可分兩種情況來討論：上式的求解可分兩種情況來討論： （1）新軸端新軸端假定整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)假定整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)p處處相等，處處相等，即即p = 常數(shù)，則常數(shù)，則 rrfrrfpdsfpm332322 ）22(/rrgp 222rrfpdfpmrrf ）rrpdspgrr (2 2233/32rrrrfg

26、mf （2）跑合軸端跑合軸端整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)整個(gè)軸端接觸面上的壓強(qiáng)p已不再處處相等，已不再處處相等，而滿足而滿足p =常數(shù)，則常數(shù)，則 2/rrfgmf 五、高副中的摩擦五、高副中的摩擦12 12ff21fn21fr21 12v12fn21fr21 ff21對于純滑動狀態(tài)：對于純滑動狀態(tài)：總反力的分析方法同平面移動副；總反力的分析方法同平面移動副；對于純滾動狀態(tài)：對于純滾動狀態(tài)：總反力分析見下圖?？偡戳Ψ治鲆娤聢D。純滑動狀態(tài)純滑動狀態(tài)純滾動狀態(tài)純滾動狀態(tài)小結(jié)小結(jié)移動副中移動副中的 摩 擦的 摩 擦gffffvnfijij 90,jiijrvf轉(zhuǎn)動副中轉(zhuǎn)動副中的 摩 擦的 摩 擦rfv 2

27、233/32rrrrfgmf 2/rrfgmf 移動副中的摩擦力移動副中的摩擦力移動副中總反力方向移動副中總反力方向斜面滑塊驅(qū)動力的確定斜面滑塊驅(qū)動力的確定軸頸摩擦軸頸摩擦軸端摩擦軸端摩擦摩擦力矩摩擦力矩摩擦圓摩擦圓 21rffm 方向相反方向相反1221 rofm新軸端新軸端跑合軸端跑合軸端總反力總反力fr21切于切于摩擦圓摩擦圓9-4 不計(jì)摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析不計(jì)摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的受力分析根據(jù)機(jī)構(gòu)所受根據(jù)機(jī)構(gòu)所受已知外力已知外力（包括慣性力）來確定個(gè)（包括慣性力）來確定個(gè)運(yùn)動副中的運(yùn)動副中的反力反力和需加于該機(jī)構(gòu)上的和需加于該機(jī)構(gòu)上的平衡力平衡力。由于運(yùn)動副反力對機(jī)構(gòu)來說是。由于運(yùn)動副反力對機(jī)構(gòu)

28、來說是內(nèi)力，必須將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)桿組，然后依次分析。內(nèi)力，必須將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)桿組，然后依次分析。 平衡力（矩）平衡力（矩）與作用于機(jī)構(gòu)構(gòu)件上的已知外力和慣性力與作用于機(jī)構(gòu)構(gòu)件上的已知外力和慣性力相平衡的未知外力（矩）相平衡的未知外力（矩）已知生產(chǎn)阻力已知生產(chǎn)阻力平衡力（矩）平衡力（矩）求解保證原動件按預(yù)定運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動時(shí)所需要的驅(qū)動力（矩）求解保證原動件按預(yù)定運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動時(shí)所需要的驅(qū)動力（矩）已知驅(qū)動力（矩）已知驅(qū)動力（矩）平衡力（矩）平衡力（矩）求解機(jī)構(gòu)所能克服的生產(chǎn)阻力求解機(jī)構(gòu)所能克服的生產(chǎn)阻力一一. . 構(gòu)件組的靜定條件構(gòu)件組的靜定條件該構(gòu)件組所能列出的該構(gòu)件組所能列出的獨(dú)立的獨(dú)立的

29、力平衡方程式的數(shù)目，力平衡方程式的數(shù)目，應(yīng)等于構(gòu)件組中所有力的未知要素的數(shù)目。應(yīng)等于構(gòu)件組中所有力的未知要素的數(shù)目。 獨(dú)立的力平衡方程式的數(shù)目獨(dú)立的力平衡方程式的數(shù)目=所有力的未知要素的數(shù)目。所有力的未知要素的數(shù)目。 1. 1. 運(yùn)動副中反力的未知要素運(yùn)動副中反力的未知要素1）轉(zhuǎn)動副）轉(zhuǎn)動副ofr方向方向？大小大?。孔饔命c(diǎn)作用點(diǎn)轉(zhuǎn)動副中心轉(zhuǎn)動副中心rf（2個(gè)）個(gè)）frk2）移動副）移動副方向方向垂直移動導(dǎo)路垂直移動導(dǎo)路大小大??？作用點(diǎn)作用點(diǎn)？rffrcnn3）平面高副）平面高副方向方向公法線公法線大小大??？作用點(diǎn)作用點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸點(diǎn)rf（1個(gè)）個(gè)）（2個(gè)）個(gè)）2. 2. 構(gòu)件組的靜定條件構(gòu)件組的

30、靜定條件 3n = 2pl+ ph 而當(dāng)構(gòu)件組僅有低副時(shí)，則為：而當(dāng)構(gòu)件組僅有低副時(shí)，則為： 3n = 2pl設(shè)某構(gòu)件組共有設(shè)某構(gòu)件組共有n個(gè)構(gòu)件、個(gè)構(gòu)件、pl個(gè)低副、個(gè)低副、 ph個(gè)高副個(gè)高副一一個(gè)構(gòu)件可以列出個(gè)構(gòu)件可以列出3個(gè)個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的力平衡方程，力平衡方程，n個(gè)構(gòu)件共有個(gè)構(gòu)件共有3n個(gè)力平衡方程個(gè)力平衡方程 一一個(gè)平面低副引入個(gè)平面低副引入2個(gè)力的未知數(shù)，個(gè)力的未知數(shù)， pl個(gè)低副共引入個(gè)低副共引入2pl個(gè)力個(gè)力的未知數(shù)的未知數(shù)一一個(gè)平面高副引入個(gè)平面高副引入1個(gè)力的未知數(shù)，個(gè)力的未知數(shù)， ph個(gè)低副共引入個(gè)低副共引入 ph個(gè)力個(gè)力的未知數(shù)的未知數(shù) 構(gòu)件組的靜定條件構(gòu)件組的靜定條件

31、：結(jié)論：結(jié)論：基本桿組都滿足靜定條件基本桿組都滿足靜定條件二二用圖解法作機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析用圖解法作機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 步驟：步驟：1) 對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，求出個(gè)構(gòu)件的對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，求出個(gè)構(gòu)件的 及其質(zhì)心的及其質(zhì)心的as；2) 求出各構(gòu)件的慣性力，并把它們視為外力加于構(gòu)件上；求出各構(gòu)件的慣性力，并把它們視為外力加于構(gòu)件上；3) 根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)構(gòu)件組根據(jù)靜定條件將機(jī)構(gòu)分解為若干個(gè)構(gòu)件組 和平衡力作用和平衡力作用的構(gòu)件；的構(gòu)件；4) 對機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，從有已知力的構(gòu)件開始對機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，從有已知力的構(gòu)件開始，對各構(gòu)件，對各構(gòu)件組進(jìn)行力分析；組進(jìn)行力分析；5) 對平衡力作用

32、的構(gòu)件作力分析。對平衡力作用的構(gòu)件作力分析。abcdef123456xxgg2s2g5s5fr 1 例例 如圖如圖所示為一往復(fù)式所示為一往復(fù)式運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。已已知各構(gòu)件尺寸、知各構(gòu)件尺寸、g2、js2、g5、1、fr。不計(jì)其他構(gòu)件的重不計(jì)其他構(gòu)件的重量和慣性力。求各運(yùn)動副反量和慣性力。求各運(yùn)動副反力及需加于構(gòu)件力及需加于構(gòu)件1 1上上g點(diǎn)點(diǎn)的平的平衡力衡力fb（沿（沿xx方向）。方向）。 解：解：（1 1）運(yùn)動分析：）運(yùn)動分析： 選比例尺選比例尺l、v、a ，作，作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡、 速度圖（圖速度圖（圖b）、加速度圖（圖）、加速度圖（圖c）。）。（2 2）

33、確定各構(gòu)件的慣性力）確定各構(gòu)件的慣性力及慣性力偶矩：及慣性力偶矩：速度圖速度圖加速度圖加速度圖abcdef123456xxgg2s2g5s5fr 1affi5h2 2fi2構(gòu)件構(gòu)件2：f i2 ； h2=mi2/fi2構(gòu)件構(gòu)件5：fpggamfafi )/(555（fi5與與af反向反向） 222222222/)/(2222lcnjlajjmspggamfastcbssiasi （fi2與與as2反向反向,mi2與與 2反向反向）（3 3）機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析：）機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析：1）將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為）將各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力視為外力加于相應(yīng)的構(gòu)外力加于相應(yīng)的構(gòu) 件上。件上。2）分解桿組：

34、）分解桿組：4-5、2-3bcd23ef453）進(jìn)行力分析：）進(jìn)行力分析：先從構(gòu)件組先從構(gòu)件組5-45-4開始，開始，由于不考慮由于不考慮構(gòu)件構(gòu)件4 4的重量及慣的重量及慣性力，故構(gòu)件性力，故構(gòu)件4 4為為二力桿，且二力桿，且有：有：bcde23g2s2h2 2fi2nrf63trf63nrf12trf1243rf3h 2h 1h f5g5s5frfi545rf65rf3454rrff 此時(shí)可取滑塊此時(shí)可取滑塊5 5為分離體，列方程為分離體，列方程0654555 rrirffffg方向：方向： 大?。捍笮。?？ ？ e方向：方向： 0654555 rrirffffg大?。捍笮。?？ ？ abg

35、5cfrdfi5fr45取力比例尺取力比例尺f（n / mm）作力多邊形作力多邊形 defeaffrfr 6545由力多邊形得：由力多邊形得：abcdef123456xxgg2s2g5s5fr 1affi5h2 2fi2f5g5s5frfi545rf65rfbcde23g2s2h2 2fi2nrf63trf63nrf12trf1243rf3h 2h 1h fr65再分析桿組再分析桿組2 2、3 3mc = 0 構(gòu)件構(gòu)件2：01222212 hfhglfitr構(gòu)件構(gòu)件3：034363 hflfrcdtrcabeg5frfi5fr65fr45gf i2hg2f f tr12f tr63f nr63

36、方向方向 : 0012122243636332 nrtrirtrnrffgfffff、大小大小 : ？ ？fr12f nr12fr63fr32fr43按按 f作力多邊形作力多邊形由力多邊形得：由力多邊形得：feffafhfffrfrfr326312f fbcde23g2s2h2 2fi2nrf63trf63nrf12trf1243rf3h 2h 1h f5g5s5frfi545rf65rf222212/ )(lhfhgfitr cdrtrlhff/34363 桿組桿組2、3：cabeg5frfi5fr65fr45gf i2hg2f f tr12f tr63f nr63fr12f nr12fr6

37、3fr32fr43f fabcdef123456xxgg2s2g5s5fr 1affi5h2 2fi2bcde23g2s2h2 2fi2nrf63trf63nrf12trf1243rf3h 2h 1h f5g5s5frfi545rf65rfab1xxgfr21fbfr61最后取構(gòu)件最后取構(gòu)件1 1為分離體為分離體0061211 rbrffff方向方向 : 大小大小 : ？ ？由力多邊形得：由力多邊形得：按按 f作力多邊形作力多邊形hififffrfb 61ihf r21fr61fb三、三、 用解析法作機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析用解析法作機(jī)構(gòu)的動態(tài)靜力分析 1. 矢量方程解析法矢量方程解析法 在圖4 6

38、中,設(shè)為剛體上a點(diǎn)的作用力，當(dāng)該力對剛體上任意點(diǎn)0取矩時(shí)，則 故 以圖4 7所示機(jī)構(gòu)為例，確定各運(yùn)動副中的反力及需加于主動件1上的平衡力矩mb。 (1)首先建立一直角坐標(biāo)系，并將各首先建立一直角坐標(biāo)系，并將各構(gòu)件的桿矢量及方位角示出，如圖構(gòu)件的桿矢量及方位角示出，如圖所示。然后再設(shè)各運(yùn)動副中的反力所示。然后再設(shè)各運(yùn)動副中的反力為為(2)(2)首解運(yùn)動副：首解運(yùn)動副：機(jī)構(gòu)中首解副的條件是：組成該運(yùn)動副的兩個(gè)構(gòu)件上的作用機(jī)構(gòu)中首解副的條件是：組成該運(yùn)動副的兩個(gè)構(gòu)件上的作用外力和力矩均為已知者外力和力矩均為已知者。在本實(shí)例中，運(yùn)動副。在本實(shí)例中，運(yùn)動副c為應(yīng)為首解副。為應(yīng)為首解副。 (3)求求rc取

39、構(gòu)件取構(gòu)件3為分離體，并取該構(gòu)件上的諸力對為分離體，并取該構(gòu)件上的諸力對d點(diǎn)取矩點(diǎn)取矩(規(guī)定力矩的方向逆時(shí)針規(guī)定力矩的方向逆時(shí)針者為正，順時(shí)針者為負(fù)者為正，順時(shí)針者為負(fù)) ,則則 于是得于是得 同理，取構(gòu)件同理，取構(gòu)件2 2為分離體，并取諸力對為分離體，并取諸力對b b點(diǎn)取矩，則點(diǎn)取矩，則 因此可得因此可得 (3) 求求rd根據(jù)構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件3上的諸力平衡條件上的諸力平衡條件 (4)求求rb根據(jù)構(gòu)件根據(jù)構(gòu)件2上的諸力平衡條件上的諸力平衡條件 (5)求求ra同理，根據(jù)構(gòu)件同理，根據(jù)構(gòu)件1的平衡條件的平衡條件 得得 至此，機(jī)構(gòu)的受力分析進(jìn)行完畢。至此，機(jī)構(gòu)的受力分析進(jìn)行完畢。2 矩陣法矩陣法 如圖為

40、一四桿機(jī)構(gòu)，圖中如圖為一四桿機(jī)構(gòu)，圖中1、2、3分別為作用于質(zhì)心分別為作用于質(zhì)心s1、s2、s3處的已知處的已知外力（含慣性力），外力（含慣性力），m1、m2、m3為作為作用于各構(gòu)件上的已知外力偶矩（含慣性用于各構(gòu)件上的已知外力偶矩（含慣性力偶矩），另外，在從動件上還受著一力偶矩），另外，在從動件上還受著一個(gè)已知的生產(chǎn)阻力矩個(gè)已知的生產(chǎn)阻力矩mr?，F(xiàn)需確定各運(yùn)?，F(xiàn)需確定各運(yùn)動副中的反力及需加于原動件動副中的反力及需加于原動件1上的平上的平衡力偶矩衡力偶矩mb。 如圖所示先建立一直角坐標(biāo)系，如圖所示先建立一直角坐標(biāo)系，以便將各力都分解為沿兩坐標(biāo)軸以便將各力都分解為沿兩坐標(biāo)軸的兩個(gè)分力，然后再分別

41、就構(gòu)件的兩個(gè)分力，然后再分別就構(gòu)件1 1、2 2及及3 3列出它們的力的平衡方程式。列出它們的力的平衡方程式。又為便于列矩陣方程，又為便于列矩陣方程，1)可解性分析：可解性分析：在四桿機(jī)構(gòu)中，共有四個(gè)低副，在四桿機(jī)構(gòu)中，共有四個(gè)低副，每個(gè)低副中的反力都有兩個(gè)每個(gè)低副中的反力都有兩個(gè)未知要素未知要素(即即反力的大小及方向反力的大小及方向)，此外，此外，平衡力平衡力尚尚有一個(gè)力的未知要素有一個(gè)力的未知要素，所以在此機(jī)構(gòu)中共有九個(gè)未知要素待定；而另一方面，在此機(jī)構(gòu)中，對三所以在此機(jī)構(gòu)中共有九個(gè)未知要素待定；而另一方面，在此機(jī)構(gòu)中，對三個(gè)活動構(gòu)件共可列出九個(gè)平衡方程，故此機(jī)構(gòu)中所有的力的未知要素都是個(gè)

42、活動構(gòu)件共可列出九個(gè)平衡方程，故此機(jī)構(gòu)中所有的力的未知要素都是可解的?？山獾?。2)反力的統(tǒng)一表示：反力的統(tǒng)一表示：用運(yùn)動副中反力用運(yùn)動副中反力rij，表示構(gòu)件，表示構(gòu)件i作用于構(gòu)件作用于構(gòu)件j上的反力，而上的反力，而rji=-rij, 所以各運(yùn)動副中的反力統(tǒng)一寫成所以各運(yùn)動副中的反力統(tǒng)一寫成rij的形式的形式(即反力即反力rji用用-rij表示之表示之)。式中式中 xi, yi力作用點(diǎn)力作用點(diǎn)i的坐標(biāo)，的坐標(biāo)， xk, yk取矩點(diǎn)取矩點(diǎn)k的坐標(biāo)。的坐標(biāo)。 3)力矩的統(tǒng)一表達(dá)式：力矩的統(tǒng)一表達(dá)式：作用于構(gòu)件上任一點(diǎn)作用于構(gòu)件上任一點(diǎn)i上的力上的力pi對該構(gòu)件上另一點(diǎn)對該構(gòu)件上另一點(diǎn)k之矩之矩(規(guī)

43、定規(guī)定逆時(shí)逆時(shí)針方向時(shí)為正針方向時(shí)為正，順時(shí)針方向時(shí)為負(fù)順時(shí)針方向時(shí)為負(fù))，可表，可表示為下列統(tǒng)一的形式示為下列統(tǒng)一的形式4)各構(gòu)件的力平衡方程式各構(gòu)件的力平衡方程式 對于構(gòu)件對于構(gòu)件1分別根據(jù)分別根據(jù) 可得可得對于構(gòu)件對于構(gòu)件2有有 對于構(gòu)件對于構(gòu)件3有有 以上共列出九個(gè)方程式，故可解出上述各運(yùn)動副反力和平衡力的九個(gè)力以上共列出九個(gè)方程式，故可解出上述各運(yùn)動副反力和平衡力的九個(gè)力的未知要素。又因?yàn)橐陨暇攀綖橐痪€性方程組，因此可按構(gòu)件的未知要素。又因?yàn)橐陨暇攀綖橐痪€性方程組，因此可按構(gòu)件1、2、3上待上待定的未知力定的未知力mb, r41x, r41y, r12x, r12y, r23x, r

44、23y, r34x, r34y的次序整理成以下的的次序整理成以下的矩陣形式：矩陣形式：上式可以簡化為上式可以簡化為 c r =d p 式中式中 p 已知力的列陣；已知力的列陣； r 未知力的列陣；未知力的列陣； d 已知力的系數(shù)矩陣；已知力的系數(shù)矩陣； c 未知力的系數(shù)矩列陣。未知力的系數(shù)矩列陣。 對于各種具體機(jī)構(gòu)，都不難按上述的步驟進(jìn)行分析，即按順序?qū)τ诟鞣N具體機(jī)構(gòu)，都不難按上述的步驟進(jìn)行分析，即按順序?qū)C(jī)構(gòu)的每一活動構(gòu)件寫出其力平衡方程式，然后整理成為一個(gè)線性方機(jī)構(gòu)的每一活動構(gòu)件寫出其力平衡方程式，然后整理成為一個(gè)線性方程，并寫成矩陣方程式。利用上述形式的矩陣方程式，可以同時(shí)求出程，并寫

45、成矩陣方程式。利用上述形式的矩陣方程式，可以同時(shí)求出各運(yùn)動副中的反力和所需的平衡力，而不必按靜定桿組逐一進(jìn)行推算，各運(yùn)動副中的反力和所需的平衡力，而不必按靜定桿組逐一進(jìn)行推算，而且根據(jù)這種矩陣方程式便于利用標(biāo)準(zhǔn)程序且計(jì)算機(jī)解算。而且根據(jù)這種矩陣方程式便于利用標(biāo)準(zhǔn)程序且計(jì)算機(jī)解算。 4-5 考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的力分析考慮摩擦?xí)r，機(jī)構(gòu)受力分析的步驟為：考慮摩擦?xí)r，機(jī)構(gòu)受力分析的步驟為：1 1）計(jì)算出）計(jì)算出摩擦角摩擦角和和摩擦圓半徑摩擦圓半徑，并，并畫出摩擦圓畫出摩擦圓；2 2）從二力桿著手分析從二力桿著手分析，根據(jù)桿件受拉或受壓及該桿相對于另一，根據(jù)桿件受拉或受壓及該桿相對于另

46、一桿件的轉(zhuǎn)動方向，求得作用在該構(gòu)件上的二力方向；桿件的轉(zhuǎn)動方向，求得作用在該構(gòu)件上的二力方向；3 3）對有已知力作用的構(gòu)件作力分析；）對有已知力作用的構(gòu)件作力分析；4 4）對要求的力所在構(gòu)件作力分析。）對要求的力所在構(gòu)件作力分析。掌握了對運(yùn)動副中的摩擦分析的方法后，就不難在考慮有掌握了對運(yùn)動副中的摩擦分析的方法后，就不難在考慮有摩擦的條件下，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的分析了，下面我們舉兩個(gè)例子摩擦的條件下，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行力的分析了，下面我們舉兩個(gè)例子加以說明。加以說明。 fr12 fr322123 m3m111234abcd例例 : 圖示為一四桿機(jī)構(gòu)，圖示為一四桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件構(gòu)件1為主動件，已知驅(qū)為主動件，已知

47、驅(qū)動力矩動力矩m1，不計(jì)構(gòu)件的，不計(jì)構(gòu)件的重量和慣性力。重量和慣性力。求各求各運(yùn)動運(yùn)動副中的反力副中的反力及作用在構(gòu)件及作用在構(gòu)件3上的平衡力矩上的平衡力矩m3。 解：解：1 1）. .求構(gòu)件求構(gòu)件2 2所受的兩力所受的兩力f fr12r12、f fr32r32的方位。的方位。2 2）. .取曲柄取曲柄1 1為分離體為分離體其上作用有：其上作用有：f fr21r21、f fr41r41、 mm1 11abm11fr21fr41l由力平衡條件得：由力平衡條件得： fr41= - fr21且有：且有：m1 = fr21lfr21= m1/l 3 3）. .取構(gòu)件取構(gòu)件2 2為分離體為分離體其上作用

48、有：其上作用有：f fr12r12、 f fr32r32fr32= - fr12= fr213 3）. .取構(gòu)件取構(gòu)件3 3為分離體為分離體其上作用有：其上作用有：f fr23r23、 f fr43r43、 mm3 3由力平衡條件得：由力平衡條件得： fr43= - fr23= fr21m3 = fr23l 3cd1m31fr23fr43l 例例如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)各構(gòu)件的尺寸如圖所示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)各構(gòu)件的尺寸(包括轉(zhuǎn)動包括轉(zhuǎn)動副的半徑副的半徑)已知，各運(yùn)動副中的摩擦系數(shù)均為已知，各運(yùn)動副中的摩擦系數(shù)均為f，作用在滑，作用在滑塊上的水平阻力為塊上的水平阻力為q，試對該機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)進(jìn)行力分，試對該機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)進(jìn)行力分析析(設(shè)各構(gòu)件的重力及慣性力均略而不計(jì)設(shè)各構(gòu)件的重力及慣性力均略而不計(jì))，并確定加于點(diǎn)，并確定加于點(diǎn)b與曲柄與曲柄ab垂直的平衡力垂直的平衡力pb的大小。的大小。解解 :1）根據(jù)已知條件作）根據(jù)已知條件作出各轉(zhuǎn)動副處的摩擦出各轉(zhuǎn)動副處的摩擦圓圓(如圖中虛線小圓如圖中虛線小圓所示所示)。2）取二力桿連桿）取二力桿連桿3為研究對象為研究對象v構(gòu)件構(gòu)件3在在b、c兩運(yùn)動副處分別受到兩運(yùn)動副處分別受