第四章--平面机构的力分析课件.ppt

第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析ABC驱动力驱动力生产阻力生产阻力摩擦力摩擦力以空气压缩机受力情况分析以空气压缩机受力情况分析重力重力G2G3惯性力惯性力1、作用在机构中的力、作用在机构中的力运动副反力运动副反力第一节第一节 平面机构的力分析概述平面机构的力分析概述 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析2 2、生产阻力：、生产阻力：机械克服生产阻力才能作有用机械克服生产阻力才能作有用 功，其功为有用的输出功功，其功为有用的输出功 。 机械只有在克服生产阻力的时候机械只有在克服生产阻力的时候才会做有用功；才会做有用功；1、驱动力：、驱动力：使机械运转的动力，由原动机提使机械运转的动力，由原动机提 供。为机械提供输入功。供。为机械提供输入功。作用在机构中的力的说明作用在机构中的力的说明第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析3、摩擦力、摩擦力：一般情况下为有害阻力，其功为机一般情况下为有害阻力，其功为机械的械的损耗功损耗功。当使用摩擦力作为主动力时，其。当使用摩擦力作为主动力时，其作功为作功为有用功有用功。作用在机构中的力的说明作用在机构中的力的说明第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析4、重力：、重力：构件质心上移时为阻力；质心下降构件质心上移时为阻力；质心下降 时为驱动力。在一个运动循环中重时为驱动力。在一个运动循环中重 力功为零。力功为零。5、惯性力、惯性力：机械加速运动，惯性力为阻力；机机械加速运动，惯性力为阻力；机 械减速运动，惯性力为驱动力。在械减速运动，惯性力为驱动力。在 一个运动循环中惯性力作功为零。一个运动循环中惯性力作功为零。 （电风扇）（电风扇）作用在机构中的力的说明作用在机构中的力的说明第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析ABC43216 6、运动副中反力、运动副中反力: :对整个机械而言对整个机械而言, ,是内力。对是内力。对 单个构件而言，是外力。单个构件而言，是外力。F12XF12YF23XF23YF41XF41YF43F12XF12YF32XF32YG2Fi作用在机构中的力的说明作用在机构中的力的说明第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析2、机构力分析的目的、机构力分析的目的 4.4.为设计自锁机构奠定理论基础为设计自锁机构奠定理论基础1、根据机构所受的已知外力，确定各运动副、根据机构所受的已知外力，确定各运动副 中的反力。中的反力。2. 根据作用在机构上的外力和原动件运动规律，根据作用在机构上的外力和原动件运动规律， 确定需要加在机构上的平衡力或平衡力矩。确定需要加在机构上的平衡力或平衡力矩。3. 为效率计算提供服务（运动副的摩擦影响效率）为效率计算提供服务（运动副的摩擦影响效率）第一节第一节 平面机构的力分析概述平面机构的力分析概述第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析3、机构力分析的方法、机构力分析的方法1、静力分析、静力分析: （理论力学已经解决）（理论力学已经解决）机械低速运转机械低速运转，忽略惯性力，可进行静力分析。忽略惯性力，可进行静力分析。力分析时，考虑力分析时，考虑惯性力惯性力的作用，不计的作用，不计摩擦力摩擦力的影响。的影响。 在考虑在考虑摩擦摩擦的力分析时则不计的力分析时则不计惯性力惯性力的影响。的影响。2、动态静力分析：、动态静力分析：把惯性力看作外力，加在产生惯性力的构件上，该把惯性力看作外力，加在产生惯性力的构件上，该构件处于力平衡状态，称之为构件处于力平衡状态，称之为动态静力分析动态静力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析3、机构力分析的方法、机构力分析的方法 1 1、图解法：把构件作为分离体，根据受力平、图解法：把构件作为分离体，根据受力平 衡原理，利用衡原理，利用作力图作力图的方法求解的方法求解 未知力未知力 。 2 2、解析法：把构件作为分离体，列出力平衡、解析法：把构件作为分离体，列出力平衡 方程，利用方程，利用数学的方法数学的方法求解未知求解未知 力力 。 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第二节第二节 机构的动态静力分析机构的动态静力分析 把惯性力看作外力，加在产生惯性力的构件上，把惯性力看作外力，加在产生惯性力的构件上，该构件处于平衡状态，把运动中的构件的力分析转该构件处于平衡状态，把运动中的构件的力分析转化为静力分析的过程，称为化为静力分析的过程，称为动态静力分析动态静力分析。FFi作圆周运动的球，受绳索拉力作圆周运动的球，受绳索拉力小球产生离心惯性力，把惯性小球产生离心惯性力，把惯性力加在球上，小球处于平衡状态力加在球上，小球处于平衡状态第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析A 1Cs2Bas2 s2Fs2Ms22iFh2ac3Fc3曲柄滑块机构曲柄滑块机构做平面复合运动的构件做平面复合运动的构件iSiisiiiJMamF一、构件惯性力的确定一、构件惯性力的确定第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析222222SssIJMamF连杆连杆2 2质心处的惯性力和惯性力矩质心处的惯性力和惯性力矩h2用力偶用力偶F Fi2i2.h.h2 2代替原惯性力矩代替原惯性力矩MsMs2 2，构件质心构件质心S2上的惯性力上的惯性力和惯性力矩可简化为一个力和惯性力矩可简化为一个力,平移距离为平移距离为222ISFMh 2sB C Fi2Ms2Fi2(1)做平面复合运动的构件做平面复合运动的构件第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析（2 2）作平面移动的构件）作平面移动的构件33mFI一、构件惯性力的确定一、构件惯性力的确定如上图的滑块，仅有一个加在质心如上图的滑块，仅有一个加在质心C3上的惯性力：上的惯性力：A 1Cs2Bas2 s2Fs2Ms22iFh2ac3Fc33C第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析（2 2）绕定轴转动的构件）绕定轴转动的构件一、构件惯性力的确定一、构件惯性力的确定曲柄（曲柄（AB杆），若回转轴线通过质心：杆），若回转轴线通过质心：A 1Cs2B111SIJM若回转轴线不通过质心：若回转轴线不通过质心：111111SIsIJMmF第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析3 3、逐一求解未知的运动副反力及平衡力。可、逐一求解未知的运动副反力及平衡力。可 用图解法或解析法用图解法或解析法 1、求出各构件的惯性力求出各构件的惯性力，并把它们视为外力，并把它们视为外力 加在产生这些惯性力的构件上；加在产生这些惯性力的构件上；2、将机构分解为若干个、将机构分解为若干个构件组构件组，分别列出它，分别列出它 们的力平衡方程；们的力平衡方程；机构动态静力分析的步骤机构动态静力分析的步骤二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析1. 1. 优先考虑带有优先考虑带有已知驱动力已知驱动力或或生产阻力生产阻力作用的作用的 构件组为示力体。构件组为示力体。机构动态静力分析的关键机构动态静力分析的关键2. 示力体中所含示力体中所含未知力未知力的数目应该等于所能列的数目应该等于所能列 出的独立的出的独立的力平衡方程力平衡方程的数目，以保证这些的数目，以保证这些 未知力能够顺利求解。未知力能够顺利求解。二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析（一）用图解法进行机构的动态静力分析（一）用图解法进行机构的动态静力分析 例：例：在牛头刨床机构中，各构件的尺寸及原在牛头刨床机构中，各构件的尺寸及原动件的角速度及其生产阻力、滑枕重力均为动件的角速度及其生产阻力、滑枕重力均为已知。求机构各运动副中的反力及需要加在已知。求机构各运动副中的反力及需要加在原动件上的平衡力矩。原动件上的平衡力矩。 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析ABC132645DEhrFrhqG5Fi i5h65R65牛头刨床机构简图牛头刨床机构简图重力重力G5及位置及位置hq，生产阻力生产阻力Fr及位置及位置hr已知，滑枕惯性力已知，滑枕惯性力Fi5可求出来。可求出来。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析解解 ：R54R34（1 1）选构件）选构件4 4为示力体为示力体5434RR构件构件4为二力杆为二力杆DE4ABC132645DEh65hqhrR65FrG5Fi i5（2 2）选构件）选构件5 5为示力体为示力体0456555RRFGFirde65FRea45FRRhFhGhrrc65565R45FrR65Fi i545DEh65hqhrR65G5R45G5Fi i5Fracbde（3 3）选构件）选构件2 2、3 3为示力体为示力体0634323RRRBCLhRR434323R43R23R63BCDh43h23R43R23R63R32R12C231第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析（4 4）取构件）取构件1 1为示力体为示力体2121hRMb2161RRh21MbR61R21ACABC132645DEh65hqhrR65FrG5Fi i5第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析（二）用解析法进行机构的动态静力分析（二）用解析法进行机构的动态静力分析1、矩阵法：、矩阵法：在直角坐标系中，各力分解为在直角坐标系中，各力分解为Fx、Fy，再写力系平，再写力系平衡方程的矩阵形式并求解。衡方程的矩阵形式并求解。2、复数法：、复数法：用复数建立力平衡方程并求解用复数建立力平衡方程并求解根据力学模型根据力学模型,可选择不同的数学方法可选择不同的数学方法:第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析例例 题（采用矩阵法）题（采用矩阵法）已知生产阻力已知生产阻力F3，对图示机构进行力分析，对图示机构进行力分析以构件以构件1 1、2 2、3 3为示力体，按力系平衡条件列为示力体，按力系平衡条件列出力的平衡方程：出力的平衡方程： 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析0)(cos)(sin)(cossin0)(0)(1111111111112111211112141112141sysxsyxysyyxsxxJramramLFLFMamFFamFF对于图示的构件对于图示的构件1 1000AyxMFFxy第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析对于图示的构件对于图示的构件2 20)(cos)(sin)(cossin0)(0)(222222222222322232223212223212sysxsyxysyyxsxxJramramLFLFamFFamFFxy000ByxMFF第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析对于图示的构件对于图示的构件3 3 00)(3432333323yyyxcxxFFFamFFxy000CyxMFF写成矩阵形式写成矩阵形式 1y43x43y41x41y23x23y12x1222221111MFFFFFFFF.00000000001000100000000010000000cosLsinL000000010100000001011000000cosLsinL000100010000010001 0sinFcosFamJcosramsinramamamJcosramsinramamam.33x3c322s22y2s2222s2y2s2x2s211s11y1s111x1s1y1s1x1s1 矩阵简写为：矩阵简写为： BFAij.第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第三节第三节 考虑摩擦的机构力分析考虑摩擦的机构力分析在考虑在考虑摩擦摩擦的机构力分析时的机构力分析时,一般不再考虑一般不再考虑惯性力惯性力的影响。摩擦主要发生在机构的运动的影响。摩擦主要发生在机构的运动副之中。副之中。在考虑在考虑惯性力惯性力的机构力分析时的机构力分析时,一般不再虑一般不再虑摩擦力摩擦力的影响的影响.第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析一、运动副中的摩擦一、运动副中的摩擦 3 3、螺旋副中的摩擦、螺旋副中的摩擦平面移动副平面移动副斜面移动副斜面移动副槽面移动副槽面移动副径向轴承径向轴承止推轴承止推轴承三角螺纹三角螺纹矩形螺纹矩形螺纹1、移动副中的摩擦移动副中的摩擦2、转动副中的摩擦、转动副中的摩擦第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析1.1. 移动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力的确定 滑块滑块1 1在总驱动力在总驱动力F Fd d力的作用下，相对平面力的作用下，相对平面2 2以速度以速度 V V1212 等速移动。平面等速移动。平面2 2给滑块给滑块1 1的作用力有法向反力的作用力有法向反力 F FN21N21 和摩擦力和摩擦力F F2121，二者的合力，二者的合力F FR21R21为平面为平面2 2给滑块给滑块1 1的总反力，的总反力，与法线方向的夹角为与法线方向的夹角为 。 2F21FN21FR211Fd12V112GF21FN21FdFR2112V21212121tanNNfFFFFffarctantan2给给1的总反力的总反力FR21恒与恒与1相对相对2的相对速度的相对速度V12成成90+ 角角1FxFyFR21以以FN21为轴线旋转后的圆锥为轴线旋转后的圆锥,称摩擦锥。称摩擦锥。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 ,加速运动加速运动 ,减速运动或自锁减速运动或自锁 = ,匀速运动或自锁匀速运动或自锁自锁自锁:无论多么大的驱动力无论多么大的驱动力,都不能使机构运动的现象都不能使机构运动的现象.12F21FN21FdFR2112V1tantantantantan212121FfFFFFNyxFyFx2121NfFF第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析GFdFR21+ + (2)(2)斜面移动副中的摩擦斜面移动副中的摩擦( (上升上升) )tan( GFd12V12GFdFR21Ff第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析(2)(2)斜面移动副中的摩擦斜面移动副中的摩擦( (匀速下降匀速下降) )G12VFR2112FfFN21FGFFR21- -)tan(GF第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析(2)(2)斜面移动副中的摩擦斜面移动副中的摩擦( (下降下降) )sinG重力重力G为驱动力为驱动力，G12VFR2112F21FN21摩擦力为：摩擦力为：tancos21GfFN有效驱动力为：有效驱动力为：滑块沿斜面下滑的条件为：滑块沿斜面下滑的条件为：tancossinGGtantan不会发生自锁不会发生自锁自锁条件自锁条件第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析G12FN212(3) (3) 槽面移动副的摩擦槽面移动副的摩擦GfGffGfFFvNsinsin2/2221FN21GFN21FN21楔形增压，导致产生较大摩擦力楔形增压，导致产生较大摩擦力第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析2 2、转动副中的摩擦、转动副中的摩擦 （1 1）径向轴承）径向轴承（2 2）止推轴承）止推轴承轴径轴径轴承座轴承座第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 ( (1)1)径向轴颈与轴承的摩擦径向轴颈与轴承的摩擦GGABO1O2122O1O2FN21MdMdFR21F21112F21静止时静止时 FN21=G刚开始旋转时刚开始旋转时 A点摩擦力的点摩擦力的阻碍，接触点阻碍，接触点爬行到爬行到B点，点，处于稳定运转处于稳定运转rr第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析GB2O1O2MdFR21F21112r2121RFrFrfvGrfrFMv21摩擦力对轴颈的摩擦力矩：摩擦力对轴颈的摩擦力矩： FN21GFR21GGrfv摩擦圆半径是定值！摩擦圆半径是定值！ ( (1)1)径向轴颈与轴承的摩擦径向轴颈与轴承的摩擦第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析GB2O1O2112FR21 为摩擦圆的半径为摩擦圆的半径轴承轴承2给轴径给轴径1总反力总反力 FR21对轴心之矩恒与轴径对轴心之矩恒与轴径1相对相对与轴承与轴承2的角速度的角速度 12相反相反.运动状态的判别：运动状态的判别： 1、外力、外力G作用与摩擦圆之内作用与摩擦圆之内2、外力、外力G作用与摩擦圆之外作用与摩擦圆之外总反力总反力FR21的方向判别：的方向判别： ( (1)1)径向轴颈与轴承的摩擦径向轴颈与轴承的摩擦第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 （2 2）止推轴承的摩擦）止推轴承的摩擦122r22r1Gpp d 小圆环面积上的正压力小圆环面积上的正压力dds2dppdsdFN2小圆环面积上的摩擦力小圆环面积上的摩擦力小圆环面积小圆环面积dfpfdFdFNf2第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析dfpdfpdFdMff222212122rrrrffdfpdMM2122313232rrrrfGMf)(2112rrfGMf小圆环面积上的摩擦力矩小圆环面积上的摩擦力矩摩擦力矩摩擦力矩未经跑合，未经跑合，p=c经过跑合，经过跑合，cp止推轴承是设计摩擦离合器的理论基础止推轴承是设计摩擦离合器的理论基础 （2 2）止推轴承的摩擦）止推轴承的摩擦第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析3 3、螺旋副中的摩擦、螺旋副中的摩擦(1).(1).矩形牙螺旋副中的摩擦矩形牙螺旋副中的摩擦r rr rf f2rfFGFR21相当于滑块沿斜面运动相当于滑块沿斜面运动螺旋相当于斜面缠绕在螺旋相当于斜面缠绕在圆柱体上形成。圆柱体上形成。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析2rfFGFR21拧紧螺母：拧紧螺母：相当于滑块沿斜面上升相当于滑块沿斜面上升自锁条件：自锁条件： 自锁条件同斜面摩擦自锁条件同斜面摩擦放松螺母：放松螺母：相当于滑块沿斜面下降相当于滑块沿斜面下降)tan( GFd)tan(GF3 3、螺旋副中的摩擦、螺旋副中的摩擦第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析(2) (2) 三角牙螺旋副中的摩擦三角牙螺旋副中的摩擦2 2 槽角：槽角：牙型角：牙型角：22第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析(2) (2) 三角牙螺旋副中的摩擦三角牙螺旋副中的摩擦2 2相当槽面副相当槽面副cos)90sin(sinffffv自锁条件自锁条件v 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析三角螺纹的当量摩擦角较大，反行程容易发生自锁，主要用于连接；方牙螺纹用于传动；第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析二、考虑摩擦的静力分析二、考虑摩擦的静力分析 当考虑到运动副中的摩擦时，当考虑到运动副中的摩擦时，移动副移动副中的中的总反力与相对运动方向成总反力与相对运动方向成 角。角。090 转动副转动副中的总反力要切于中的总反力要切于摩擦圆摩擦圆。其方向。其方向判别原则是判别原则是对轴心之矩与相对角速度方向相反对轴心之矩与相对角速度方向相反。明确总反力的方向后，可按理论力学方法求解。明确总反力的方向后，可按理论力学方法求解。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析运动副总反力判别方法运动副总反力判别方法1. 判断杆件是受压还是受拉判断杆件是受压还是受拉 （确定总反力方向）（确定总反力方向）2. 判断杆件相对转动方向判断杆件相对转动方向 （确定总反力与摩擦圆相切位置）（确定总反力与摩擦圆相切位置）第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 图示的曲柄滑块机构中，已知各构件尺寸和原动件图示的曲柄滑块机构中，已知各构件尺寸和原动件曲柄的位置，作用在滑块曲柄的位置，作用在滑块3 3上的水平阻力上的水平阻力 以及各运以及各运动副中的摩擦系数动副中的摩擦系数f f，忽略各构件质量和惯性力，求加，忽略各构件质量和惯性力，求加在在B B点与曲柄垂直的平衡力矩点与曲柄垂直的平衡力矩F Fb b。rF例例1324Fr4 14A AB BC C第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析分析：分析：2、考虑摩擦，根据轴径尺寸和摩擦系数，画出摩擦圆考虑摩擦，根据轴径尺寸和摩擦系数，画出摩擦圆3、在图上标出各构件受力方向如图在图上标出各构件受力方向如图。1324Fr4 141、不考虑摩擦时的受力情况不考虑摩擦时的受力情况第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析不考虑摩擦的静力分析不考虑摩擦的静力分析FrFR32FR12FR4313244不考虑摩擦的静力分析：与理论力学相同。不考虑摩擦的静力分析：与理论力学相同。注意二力共线，三力汇交的原则。注意二力共线，三力汇交的原则。FR41FR21FR23第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析13244FrFR32FR12FR43V34 21 23 14FR411、V34判别判别FR432、 21判别判别FR123、 23判别判别FR324、 14判别判别FR415、 FR12= - FR216、 FR41= - FR21考虑摩擦的静力分析考虑摩擦的静力分析 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析求各运动副处的反作用力及作用在凸轮上的平衡力矩求各运动副处的反作用力及作用在凸轮上的平衡力矩已知构件已知构件1、2间摩擦系数和各转动副摩擦圆半径。间摩擦系数和各转动副摩擦圆半径。例题例题 4-24-25、 FR13=-FR311、V12判别判别FR212、 23判别判别FR323、 FR12=-FR214、 13判别判别FR31第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 1FrB2CA331v12FR21 23FR32FR31利用二力共线，三力汇交等力学规则，作力图。利用二力共线，三力汇交等力学规则，作力图。FrFR12FR32FR12第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析本章作业：本章作业： 4-1，4-2，4-3，4-4第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 运动副中存在两种力，使构件运动的驱动力运动副中存在两种力，使构件运动的驱动力和阻碍构件运动的摩擦力。如果驱动力无论多和阻碍构件运动的摩擦力。如果驱动力无论多么大，都不能使构件运动，称这种现象为么大，都不能使构件运动，称这种现象为自锁自锁 一、运动副中自锁现象分析一、运动副中自锁现象分析第四节第四节 自锁机构的分析与设计自锁机构的分析与设计第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析21 F21R对移动副而言，当外力合力作用在对移动副而言，当外力合力作用在摩擦锥摩擦锥之内，则移之内，则移动副发生自锁；动副发生自锁；F运动副的自锁条件运动副的自锁条件第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析滑块沿斜面滑块沿斜面上升上升中的自锁条件为中的自锁条件为滑块沿斜面滑块沿斜面下降下降中的自锁条件为中的自锁条件为090 对于斜面移动副而言，经常用斜面倾角与摩擦角的关对于斜面移动副而言，经常用斜面倾角与摩擦角的关系判断自锁。系判断自锁。 2v12GF1FR21 GFR2112v12 运动副的自锁条件运动副的自锁条件第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析对转动副而言，当外力合力作用在摩擦圆之内，则转对转动副而言，当外力合力作用在摩擦圆之内，则转动副发生自锁。动副发生自锁。GB2O1O2112 原来转动，作减速运动。原来转动，作减速运动。原来静止，不动！原来静止，不动！ 运动副的自锁条件运动副的自锁条件第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析机构的工作行程：机构的工作行程：1. 1. 机构的正行程机构的正行程：当驱动力作用在机械的原动件：当驱动力作用在机械的原动件A A上，从动件上，从动件B B克服生产阻力作功，称该行程为正行程。克服生产阻力作功，称该行程为正行程。2. 2. 机构的反行程机构的反行程：当正行程的生产阻力为驱动力，：当正行程的生产阻力为驱动力，作用在机械的从动件作用在机械的从动件B B上，原动件上，原动件A A则为从动件，该过则为从动件，该过程称为机构的反行程。程称为机构的反行程。二、自锁机构二、自锁机构第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析当正行程的生产阻力为驱动力，当正行程的生产阻力为驱动力，作用在原机械的从动件作用在原机械的从动件B上，上，原动件原动件A则为从动件，该过程则为从动件，该过程称为机构的反行程。称为机构的反行程。二、自锁机构二、自锁机构第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析 所有机械都有正反两个行程所有机械都有正反两个行程,一般情况下正反行程一般情况下正反行程的机械效率是不相同的。的机械效率是不相同的。图示凸轮机构中：图示凸轮机构中：凸轮主动，驱动推杆移动为凸轮主动，驱动推杆移动为正行程正行程推杆主动，驱动凸轮转动为推杆主动，驱动凸轮转动为反行程反行程自锁机构：自锁机构：反行程不能运动的机构，称反行程不能运动的机构，称自锁机构自锁机构二、自锁机构二、自锁机构第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析三、自锁机构的分析与设计三、自锁机构的分析与设计 去掉作用在楔块去掉作用在楔块2 2上的作上的作用力用力F F后，在后，在FrFr的作用下，的作用下，滑块滑块2 2不会自动松脱。不会自动松脱。分析斜面压榨机的自锁条件。分析斜面压榨机的自锁条件。FG432111第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析G+R13+R23=0GR23R13 - 90 - 90 - +2 FR32R12 - 2 90 + 90 - + 构件构件3为示力体为示力体F+FR12+FR32=0构件构件2为示力体为示力体2F=Gtan( -2 )F 0FG432111V31V21V32FR12 FR23 FR13 FR32第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析去掉作用在楔块去掉作用在楔块2 2上的上的作用力作用力F F后，在后，在G G力的作力的作用下，滑块用下，滑块2 2不会自动不会自动松脱。松脱。另一种方法另一种方法 分析斜面压榨机的自锁条件分析斜面压榨机的自锁条件G上述解决办法上述解决办法缺点缺点是去掉是去掉F力后，在分析中仍然考虑力后，在分析中仍然考虑只是令其为负值来判断机构自锁只是令其为负值来判断机构自锁第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析V21 2V21nnnnV23FR12 FR32 以滑块以滑块2 2为分离体为分离体 外力合力外力合力F FR32R32作用在作用在F FR12R12的摩擦锥内的摩擦锥内 v v2121为松脱方向，为松脱方向，F FR12R12与之成与之成090 F FR32R32与与V V2323成成090 2 该方法最科学该方法最科学方法简单、概念清楚方法简单、概念清楚第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析自锁夹具的设计自锁夹具的设计求去掉手柄力求去掉手柄力F后，工件后，工件2不会松脱，销轴不会松脱，销轴O位置位置0点位置由点位置由 、e的值的值确定确定设计思路设计思路:FR31和和FR21共线共线, FR31对轴心对轴心O之矩之矩与与 13反向反向,且交于摩擦圆且交于摩擦圆.自锁条件：自锁条件：总反力总反力FR21应穿过摩擦圆应穿过摩擦圆第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析o321F 12= 13V12 er1 resin)sin(1resin)sin(1FR213FR31S1ACOES1SSB自锁夹具的设计自锁夹具的设计第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析本章结束本章结束