第7节机械动力学Word文档格式.docx

1、讨论：总反力R21恒与相对速度V12成90+ 当，PX F21，滑块作加速运动；当=，PX= F21，动则恒动，静则恒静；当，PX F21，原来运动，作减速运动， 原来静止，永远静止，称自锁。 自锁条件：=，条件自锁（静止）； ，P为平衡力 ，P为负，成为驱动力的一部分，该条件下，若无P，则无论Q多大，滑块不下滑，称自锁，自锁条件：。3. 槽面摩擦， 令：，当量摩擦系数当量摩擦角 0 u，槽面摩擦 平面摩擦，故槽面摩擦用于要增大摩擦的场合，如三角带传动、三角螺纹联接。 槽面摩擦增大的原因是法向反力增大。3 引入u0是为简化计算，槽面摩擦的计算与平面摩擦的计算完全相同，仅用u0代替u。（二）转动

2、副中的摩擦转动副：径向轴颈承受径向载荷轴向轴颈（止推轴颈）承受轴向载荷1径向轴颈的摩擦F21=uN21，F21N21平衡时，Y=0 ，R21=Q，故设轴颈半径为r，摩擦力矩，当量摩擦系数再令：，摩擦园半径摩擦力矩： 总反力R21与载荷Q大小相等、方向相反。 总反力R21与摩擦园相切。总反力R21对轴颈中心O1之矩为摩擦力矩Mf21。 Mf21与12（轴颈相对轴承的角速度）方向相反。 将M1与Q合成为一个力Q， Q的移距为h= M1/Q当h，Q在摩擦园外，M1 Mf21，加速运动；当h=，Q切于摩擦园，M1Mf21，匀速或静止；当h，Q割于摩擦园，M10，故功率之比表示机构效率2效率以力或力矩的

3、形式表达作匀速运动的机械，机械效率可用力之比或力矩之比表示P驱动力，Q工作阻力，Vp=r1P，VQ=r2Q机械效率: （*）理想机械，无摩擦阻力等有害阻力，Nf=0，0=1设Po为对应与Q的理想驱动力或Qo为对应与P的理想工作阻力，则：理想机械：有，代入式（*），也可用力矩比表达图示压榨机。Q为阻力，P为驱动力，为斜面升角，摩擦角为。求：1 P与Q的关系；2 正行程机械效率；3 不加P后被压物不松开时的值（反行程自锁）。1P与Q的关系滑块3：Q +R13+R23=0, 滑块2：P +R12+R32=0因：（*）2正行程机械效率理想驱动力：不自锁：， ，即3反行程自锁条件反行程时，Q为驱动力，利

4、用式（*） ，以-代，有：反行程效率：令，有反行程自锁条件为：图示摩擦停止机构，已知Q、r0、r1及轴径半径rO1、rO2,1与2间摩擦角，回转副系数f。求1） 楔紧角2） 作机构力分析解1）构件2摩擦园半径2=frO2，=sin-1（LO2P/2）为保证能楔紧，应使及构成的力偶矩沿方向，有：+，即-解2）取1，作力多边形，求得、螺旋副的受力分析、效率和自锁受力分析、和自锁螺旋副螺纹沿中径展开，可得一滑块沿斜面做匀速运动。拧紧螺母，Ft -驱动力，FQ-阻力，滑块上升正行程。放松螺母，Ft -阻力，FQ-驱动力，滑块下降反行程。拧紧螺母正行程FQ-阻力（轴向力）Ft -水平力，Ft =2T/d

5、2，T-螺母拧紧力矩（克服FQ的转矩）N-正压力，Ff -摩擦力，Ff =fN，f-摩擦系数-摩擦角，=tg-1（Ff /N）= tg-1（f）由力多变形：tg（+）=Ft/FQ有驱动力Ft = FQ tg（+）驱动力矩 T=Ft（d2/2）= FQ tg（+）d2/2放松螺母反行程tg（-）=Ft/FQ 阻力 Ft =FQ tg（-）阻力矩 T=FQ tg（-）d2/2（1）、Ft，、Ft，当，Ft为负，与图示反向，成为驱动力的一部分。若无Ft，则无论作用多大的FQ，滑块不下滑，即螺母不会自动松脱，称自锁。自锁条件：无条件自锁= 条件自锁（2）欲求反行程的平衡力Ft，只需在求得的正行程计算式

6、中 -, Ft Ft即可。螺旋副的效率效率计算式：=输出功/输入功正行程：拧紧螺母W1=2T=FQ tg（+）d2输出功：W2=FQS= FQd2 tg （S=d2 tg）故螺旋副效率：= W2/W1= tg/ tg（+）反行程：放松螺母= W2/W1= tg（-）/tg, 由0，可得自锁条件：习题：7-2、7-4、7-57.3 机构的动态静力分析由达朗贝尔原理，将构件运动时产生的惯性力作为已知外力加在相应的构件上，将动态受力系统转化为瞬时静力平衡系统，用静力学的方法对机构进行受力分析。这种受力分析称为机构的动态静力分析。不考虑构件惯性力、惯性力矩对机构受力的影响，这种受力分析称为机构的静力分

7、析。为什么要作机构的动态静力分析：中、高速运动的机械其构件在运动时产生的惯性力往往很大，在对机构进行受力分析时，如果机构中的惯性力达到或超过驱动力或生产阻力的1/10就必须在分析中计入惯性力。1. 机构的动态静力分析的内容：1）确定运动副中的约束反力；2）确定在按给定的运动规律条件下需加在原动件上的平衡 （力矩），以选择维持机器正常运转所需原动机的型号、功率。构件惯性力的确定S构件质心，asi质心加速度i构件角加速度si构件惯性力，构件质量si构件惯性力矩，构件绕质心转动惯量将惯性力、惯性力矩加于机构构件，用静力分析方法求出各运动副反力和平衡力（力矩）。2. 杆组的静定条件理论力学中，对所取每

8、个隔离体（构件）可建立3个静力平衡方程，即：X=0，Y=0，M=0当 未知量个数=平衡方程数，有唯一解。当 未知量个数平衡方程数，只有通过变形连续条件，建立补充方程，方可获得唯一解，此为超静定问题。机构静力分析中，如何取隔离体，使之满足未知量个数=平衡方程数，讨论如下：力的三要素：大小、方向、作用点回转副 移动副 高副大小: 未知 未知 未知方向: 未知 已知（导路） 已知（公法线）作用点: 已知（O点） 未知 已知（C点）未知量： 2 2 1设构件组由n个构件、PL个低副和Ph个高副组成平衡方程数 3n，低副未知量个数 2PL，高副未知量个数 Ph有唯一解，3n=2PL + Ph全低副机构：

9、3n=2PL（基本杆组）结论：作力分析取基本杆组即为静定杆组。机构分析示例插床主执行机构设计分析插床结构插床主执行机构已知参数：行程速比系数 K=1.8，插刀行程 H=200mm,曲柄长：LAB=60 mm，=5 1/s，连杆长 LDE=160 mm确定 导杆长LCD，中心距 LAC，导路距离 Le1. 极位夹角2. 中心距 LAC: LAC= LAB/sin（0.5）=138.28 mm3. 导杆长LCD: LCD= 0.5H/sin（0.5）=230.48 mm4. 导路距离 Le机架长Le的确定，应使最大压力角最小分析:Le太大，LeLAC+LCD，出现在机构的极限位置Le太小，LeLA

10、C+LCD cos（0.5），出现在曲柄水平位置时的机构位置使最小的Le为最大压力角 5机构运动分析（图解法）6机构动态静力分析切削阻力：Q=1000N，构件4质量: m4构件3质量: m3，绕质心S3转动惯量 JS3拆组：II级组 原动件1、构件2-3、构件4-5分析思路：II级组4-5 II级组2-3 原动件1计算构件惯性力、构件惯性力矩构件3：构件：、可利用力平移定理合成为一个力II级组4-5力平衡方程大 小： ？ ？方 向： 构件4对E点取矩，求得：选力比例尺P作构件组4-5力多边形,求得II级组2-3力平衡方程 ？ 构件3对C点取矩，求得：作构件组2-3力多边形,求得求作用在构件1的平衡力矩Md1 作用在构件1的瞬时功率 7.4 机械的平衡机械平衡的目的消除或减小惯性力和惯性力矩对机械的不良影响。不利影响：机械振动、产生附加动反力，磨损加剧、联结松动等。平衡