第4章平面机构的力分析ppt课件.ppt

《第4章平面机构的力分析ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章平面机构的力分析ppt课件.ppt（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第4 4章章 平面机构的力分析平面机构的力分析第一节第一节 机构力分析的任务、目的和方法机构力分析的任务、目的和方法第二节第二节 构件惯性力的确定构件惯性力的确定 第三节第三节 运动副中摩擦力的确定运动副中摩擦力的确定第四节第四节 不考虑摩擦时机构的力分析不考虑摩擦时机构的力分析第五节第五节 考虑摩擦力时机构的力分析考虑摩擦力时机构的力分析机械原理机械原理Northwest A&F University第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证

2、实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第一节第一节 机构力分析的任务、目的和方法机构力分析的任务、目的和方法一、作用在机构上的力：一、作用在机构上的力：1. 驱动力驱动力：驱使机械运动的力。：驱使机械运动的力。 其特征是其特征是该力与其作用点速度的方向相同或成锐角，所作该力与其作用点速度的方向相同或成锐角，所作的功为正功，称为的功为正功，称为驱动功或输入功驱动功或输入功。2. 阻抗力阻抗力：阻止机械产生运动的力。：阻止机械产生运动的力。 其特征是其特征是该力与其作用点速度的方向相反或成钝角，所作该力与其作用点速度的方向相反或成钝角，所作的功为负值，称为的功为负值，称为阻抗功阻抗功。v阻抗力又可

3、分为阻抗力又可分为有效阻力有效阻力和和有害阻力有害阻力。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、作用在机构上的力：一、作用在机构上的力： （1）有效阻力（工作阻力、生产阻力有效阻力（工作阻力、生产阻力）：机械在生产过程）：机械在生产过程中受到的因改变工作物的外形、位置或状态等所受到的阻力。中受到的因改变工作物的外形、位置或状态等所受到的阻力。比如车床的切削阻力、起重机所起吊重物的重力。比如车床的切削阻力

4、、起重机所起吊重物的重力。有效功（输出功）：有效功（输出功）：克服有效阻力所作的功。克服有效阻力所作的功。 （2）有害阻力有害阻力：是指机械在生产过程中所受到的非生产阻力，：是指机械在生产过程中所受到的非生产阻力，如有害摩擦力、介质阻力等。如有害摩擦力、介质阻力等。损失功（输出功）：损失功（输出功）：克服有害阻力所作的功。克服有害阻力所作的功。比如摩擦力、介质阻力等一般为有害阻力。比如摩擦力、介质阻力等一般为有害阻力。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我

5、也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物注意注意摩擦力和介质阻力在某些情况下也可能是摩擦力和介质阻力在某些情况下也可能是有效阻力有效阻力，甚至为甚至为驱动力驱动力。比如磨床砂轮受到工件给与的摩擦力，。比如磨床砂轮受到工件给与的摩擦力，搅拌机叶轮所受到的被搅拌物质的阻力等等均为有效搅拌机叶轮所受到的被搅拌物质的阻力等等均为有效阻力。阻力。一、作用在机构上的力：一、作用在机构上的力：3.3.重力：重力：地心对构件的引力。地心对构件的引力。 其特征其特征是机构的重心向下运动时重力为是机构的重心向下运动时重力为驱动力驱动力，重力所作，重力所作 的功是的功是正功正功；机构的重心向上运动时重力

6、为；机构的重心向上运动时重力为阻抗阻抗 力力，重力所作的功是，重力所作的功是负功负功；重力在物体的一个运动循环过程中所做的功的总和为零。重力在物体的一个运动循环过程中所做的功的总和为零。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.4.惯性力：惯性力：是研究机械中的构件在是研究机械中的构件在变速变速运动时所引进的运动时所引进的虚拟虚拟 力力，但是它起着与真实力同样的作用。，但是它起着与真实力同样的作用。 其特

7、征为：其特征为：当构件作加速运动时，惯性力是当构件作加速运动时，惯性力是阻抗力阻抗力，惯性，惯性力所作的功是力所作的功是负功负功；当构件作减速运动时，惯性力是；当构件作减速运动时，惯性力是驱动力驱动力，惯性力所作的功是惯性力所作的功是正功正功。一、作用在机构上的力：一、作用在机构上的力：在机械正常工作的一个运动循环中惯性力作功为零。在机械正常工作的一个运动循环中惯性力作功为零。5.5.运动副反力运动副反力（约束反力）：约束反力）：当机构受到外力作用时，在运当机构受到外力作用时，在运 动副中产生的反作用力。动副中产生的反作用力。 其特征是对于整个机构表现为内力，而对于单个构件则表现为其特征是对于

8、整个机构表现为内力，而对于单个构件则表现为外力。外力。 整个运动副反力可分解为沿着运动副两元素接触处的法向反力整个运动副反力可分解为沿着运动副两元素接触处的法向反力（正压力）和切向反力（摩擦力）。（正压力）和切向反力（摩擦力）。它起着阻止运动副两元素作它起着阻止运动副两元素作相对运动作用。相对运动作用。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、作用在机构上的力：一、作用在机构上的力：6.6.附加动压力：附

9、加动压力：在运动副反力中，由惯性力引起的部分，称为在运动副反力中，由惯性力引起的部分，称为 附加动压力。附加动压力。对于高速机械来讲，其值比较大。对于高速机械来讲，其值比较大。 而机械在静态时对应的是静态附加动压力。而机械在静态时对应的是静态附加动压力。注意注意1、小型低速机械可以不考虑重力、惯性力的影响；、小型低速机械可以不考虑重力、惯性力的影响；2、一般在进行力分析时，可以不考虑摩擦力，但对、一般在进行力分析时，可以不考虑摩擦力，但对于摩擦力影响比较大，特别是依靠摩擦力来作功时于摩擦力影响比较大，特别是依靠摩擦力来作功时则必须考虑；则必须考虑；3、高速、重载的情况下由于惯性力远大于重力，可

10、、高速、重载的情况下由于惯性力远大于重力，可以不考虑重力。以不考虑重力。总的来说作用在机械上的力可以归并为两大类：总的来说作用在机械上的力可以归并为两大类：驱动力和阻抗力驱动力和阻抗力。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构力分析的目的和任务二、机构力分析的目的和任务1. 确定运动副中的反力；确定运动副中的反力； 作用在机械上的力不仅影响机械的运动和动力性能，而且作用在机械上的力不仅影响机械的运动

11、和动力性能，而且是进行机械设计决定结构和尺寸的重要依据，无论分析现有机是进行机械设计决定结构和尺寸的重要依据，无论分析现有机还是设计新机械，都必须进行力分析。还是设计新机械，都必须进行力分析。计算机构中各零件的强度；计算机构中各零件的强度；确定机构中的摩擦力和磨损；确定机构中的摩擦力和磨损；确定机构的效率和选定轴承的类型等。确定机构的效率和选定轴承的类型等。2. 确定机械上的平衡力。确定机械上的平衡力。平衡力平衡力是指与作用在机械上的已知外力及当该机械按给定运是指与作用在机械上的已知外力及当该机械按给定运动规律运动时其各构件的惯性力相平衡的未知外力。动规律运动时其各构件的惯性力相平衡的未知外力

12、。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、机构力分析的方法三、机构力分析的方法1.静力分析静力分析：在低速度时，机构的惯性力小，故忽略不计。此：在低速度时，机构的惯性力小，故忽略不计。此 时采用静力分析方法；时采用静力分析方法； 不考虑构件惯性力的受力分析。不考虑构件惯性力的受力分析。2.动力分析动力分析：在高速及重载的情况下，机构的惯性力很大，故：在高速及重载的情况下，机构的惯性力很大，故 必须计及惯

13、性力。此时对机构进行动力分析法。必须计及惯性力。此时对机构进行动力分析法。考虑构件惯性力的受力分析。考虑构件惯性力的受力分析。3.3.动态静力分析动态静力分析：是将惯性力根据达朗伯原理视为外力加于相：是将惯性力根据达朗伯原理视为外力加于相 应构件上，再按照静力学的方法进行力分析的方法。应构件上，再按照静力学的方法进行力分析的方法。 质点的达郎伯原理质点的达郎伯原理当非自由质点运动时，作用于当非自由质点运动时，作用于质点的所有力和惯性力在形式上形成一平衡力系。质点的所有力和惯性力在形式上形成一平衡力系。机构的力分析法具体包括图解法和解析法，本章采用图解法。机构的力分析法具体包括图解法和解析法，本

14、章采用图解法。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第二节第二节 构件惯性力的确定构件惯性力的确定构件惯性力的确定有一般力学方法和质量代换法两种。构件惯性力的确定有一般力学方法和质量代换法两种。一、一、一般力学方法一般力学方法例：已知一曲柄滑快机构各构件的尺寸、质量、质心及例：已知一曲柄滑快机构各构件的尺寸、质量、质心及1、11 1p pc cb bPPn n1 1CCn n2 2bbS S2 2S S1

15、 11IF1IFM MI1I12IFM MI2I22IF2 2第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、一、一般力学方法一般力学方法1.1.绕定轴旋转的构件（曲柄绕定轴旋转的构件（曲柄1 1）1 1）质心与轴不重合：）质心与轴不重合：相反。之矩的方向与对质心偏离质心的距离其中总惯性力的作用线可转化为一个总惯性力将此惯性力和惯性力矩1111111111111111111111,) (SFulhFMlFFFJ

16、MuspmamFamFILhIIhIIIsIasIsI第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、一、一般力学方法一般力学方法2 2）质心与轴重合时：）质心与轴重合时：11110sIsJMa2.2.作平面复合运动的构件作平面复合运动的构件( (连杆连杆2):2):相反。之矩的方向与对质心偏离质心的距离其中总惯性力的作用线222222222222222222222222,2SFulhFMlFFlcnJlaJM

17、JMuspmamFamFIlhIIhIIBCasBCCBsIsIasIsIt第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、一、一般力学方法一般力学方法3.3.作平面移动的构件作平面移动的构件( (滑快滑快3):3):aIIucpmFamF33333二、二、质量代换法质量代换法(课程设计中讲课程设计中讲)1. 质量代换法质量代换法 按一定条件，按一定条件，把构件的质量假想地用集中于某几个选把构件的质量假想地用集

18、中于某几个选定的点上的集中质量来代替的方法。定的点上的集中质量来代替的方法。2. 代换点和代换质量代换点和代换质量v代换点：代换点：上述的选定点上述的选定点。v代换质量：代换质量：集中于代换点上的假想质量集中于代换点上的假想质量。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、二、质量代换法质量代换法(课程设计中讲课程设计中讲)2）代换前后构件的质心位置不变；代换前后构件的质心位置不变；3）代换前后构件对质心的

19、转动惯量不变。代换前后构件对质心的转动惯量不变。 0011iniiiniiymxm siiniiJyxm 221v以原构件的质心为坐标原点时，应满足：以原构件的质心为坐标原点时，应满足：3. 质量代换时必须满足的三个条件：质量代换时必须满足的三个条件：1）代换前后构件的质量不变；代换前后构件的质量不变； 第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 用集中在通过构件质心用集中在通过构件质心S 的直线上的的直线上

20、的B、K 两点的代两点的代换质量换质量mB 和和 mK 来代换作平面运动的构件的质量的代换来代换作平面运动的构件的质量的代换法。法。4. 两个代换质量的代换法两个代换质量的代换法 sKBkBKBJkmbmkmbmmmm22 mbJkkbmbmkbmkmskB5. 静代换和动代换静代换和动代换1）动代换：要求同时满足三个代换条件的代换方法。）动代换：要求同时满足三个代换条件的代换方法。二、二、质量代换法质量代换法(课程设计中讲课程设计中讲)第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美

21、丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、二、质量代换法质量代换法(课程设计中讲课程设计中讲)2）静代换：在一般工程计算中，为方便计算而进行的仅）静代换：在一般工程计算中，为方便计算而进行的仅满足前两个代换条件的质量代换方法。满足前两个代换条件的质量代换方法。cmbmmmmCBCB cbbmmcbcmmCBv取通过构件质心取通过构件质心 S 的直线上的直线上的两点的两点B、C为代换点，有：为代换点，有：vB及及C可同时任意选择，为工程计算提供了方便和条件；可同时任意选择，为工程计算提供了方便和条件；v代换前后转动惯量代换前后转动惯量 Js有误差，将产生惯性力偶

22、矩的误差：有误差，将产生惯性力偶矩的误差： ssCBIJmbcJcmbmM 22第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第四节第四节 不考虑摩擦时机构的受力分析不考虑摩擦时机构的受力分析 当机构中各个构件的惯性力确定后，即可根据机构所受的当机构中各个构件的惯性力确定后，即可根据机构所受的外力（包括惯性力）来确定各个运动副中的反力和需要加在该外力（包括惯性力）来确定各个运动副中的反力和需要加在该机构上的平衡力

23、。因为运动副中的反力对整个机构是内力，因机构上的平衡力。因为运动副中的反力对整个机构是内力，因此必须把机构拆成若干杆组进行逐个分析，最终获得机构力分此必须把机构拆成若干杆组进行逐个分析，最终获得机构力分析的结果。但为了使得所有的未知因素都可以求出，必须使得析的结果。但为了使得所有的未知因素都可以求出，必须使得所拆得的杆组必须是所拆得的杆组必须是静定静定的。的。一、构件组的静定条件一、构件组的静定条件 对构件列出的独立的平衡方程数目等于所有力的未知要对构件列出的独立的平衡方程数目等于所有力的未知要素数目。显然构件组的静定特性与构件的数目、运动副的类素数目。显然构件组的静定特性与构件的数目、运动副

24、的类型和数目有关。型和数目有关。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、构件组的静定条件一、构件组的静定条件1、平面运动副中的反力所涉及的未知要素（不考虑摩擦）：、平面运动副中的反力所涉及的未知要素（不考虑摩擦）：R （不计摩擦）（不计摩擦）ROnnCR（第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这

25、样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物总结以上分析的情况：总结以上分析的情况：转动副反力转动副反力两个未知量两个未知量移动副反力移动副反力两个未知量两个未知量低副反力低副反力两个未知量两个未知量平面高副反力平面高副反力一个未知量一个未知量一、构件组的静定条件一、构件组的静定条件 假设一个由假设一个由n个构件组成的杆组中有个构件组成的杆组中有PL个低副，有个低副，有Ph个高副，那么总的未知量数目为：个高副，那么总的未知量数目为：2PL+Phn个构件可列出个构件可列出3n个平衡方程个平衡方程构件组静定的条件为：构件组静定的条件为：2、构件组静定的条件：、构

26、件组静定的条件：基本杆组是静定杆组基本杆组是静定杆组第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:1.1.解题步骤解题步骤: :1)1)计算机构在已知位置时其各构件的惯性力和惯性力矩计算机构在已知位置时其各构件的惯性力和惯性力矩, , 并将它们及其已知外力和力偶一并加在机构上并将它们及其已知外力和力偶一并加在机构上; ;2)2)根据静定条件将机构分解成若干个构件组和平

27、衡力作用根据静定条件将机构分解成若干个构件组和平衡力作用的构件的构件; ;3)3)从外力全部已知的构件开始从外力全部已知的构件开始, ,用力图法对全部外力已知用力图法对全部外力已知的一个构件或构件组计算其运动副反力的一个构件或构件组计算其运动副反力, ,通过力多边形计通过力多边形计算构件的平衡力及其所作用的构件的运动副中的反力算构件的平衡力及其所作用的构件的运动副中的反力. .第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一

28、个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:2.2.解题依据解题依据: :1)1)当一个或一组构件处于平衡状态时当一个或一组构件处于平衡状态时, ,作用在其上的所有作用在其上的所有外力的向量和为零外力的向量和为零; ;2)2)当一个或一组构件处于平衡状态时当一个或一组构件处于平衡状态时, ,作用在其上的所有作用在其上的所有外力对任意点之矩的和为零。外力对任意点之矩的和为零。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表

29、里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:例题例题1:1:在如图所示的曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸，曲在如图所示的曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸，曲 柄柄1 1绕其转动中心绕其转动中心A A的转动惯量为的转动惯量为J JA A（质心（质心S S1 1与与A A点重合），点重合）， 连杆连杆2 2的重量的重量G G2 2，转动惯量，转动惯量J JS2S2（质心（质心S S2 2在杆在杆BCBC的的1/21/2处），处）， 滑块滑块3 3的重量的重量G G3 3（质心（质心S S3 3在在C C处）。原动件处）。原动件1 1以角速度以角速度1 1和和 角加速度角加速

30、度1 1顺时针方向回转顺时针方向回转, ,作用于滑块作用于滑块3 3上上C C点的生产阻点的生产阻 力为力为F,F,各运动副的摩擦忽略不计。求机构在图示位置时各各运动副的摩擦忽略不计。求机构在图示位置时各 运动副中的反力以及需要加在构件运动副中的反力以及需要加在构件1 1上的平衡力矩上的平衡力矩M Mb b。1 1G G2 2G G3 3F Fr r第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力

31、分析二、机构的动态静力分析:解解:1.:1.对机构进行运动分析对机构进行运动分析: : 选定选定L L、vv、aa作机构简图、速度图、加速度图。分别作机构简图、速度图、加速度图。分别如如a a、b b、c c所示。所示。p pc cb bppccn n2 2bbs s2 21 1第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:2.2.确定各构件的惯性力及惯性力矩（并在图

32、中标出）：确定各构件的惯性力及惯性力矩（并在图中标出）：2 2）作用在连杆）作用在连杆2 2上的惯性力及惯性力矩为：上的惯性力及惯性力矩为：相反。点之矩的方向与对之矩偏离质心总惯性力2,/)/(2222222222222222222222SFulhFMlSFFluaJJMgspGamFagGamFIlhIIhIICBatCBssIasIssI1 1）作用在曲柄）作用在曲柄1 1上的惯性力矩为：上的惯性力矩为：)(11逆时针AIJM第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界

33、里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:2 2）作用在滑块）作用在滑块3 3上的惯性力为：上的惯性力为：gcpGcpgGamFamFaasIsI/33333333）（1 1G G2 2G G3 3F Fr rM MI1I1ppccn n2 2bbs s2 2F FI2I2F FI3I3第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态

34、静力分析二、机构的动态静力分析:3.3.机构的动态静力分析：机构的动态静力分析： 由构件组静定的条件知，基本杆组都静定。因此将机构分由构件组静定的条件知，基本杆组都静定。因此将机构分解为构件组解为构件组2 2、3 3和原动件和原动件1 1进行分析。进行分析。1 1）构件组）构件组2 2、3 3：G G2 2G G3 3F Fr rF FI2I2F FI3I3F FR43R43nRF12tRF1202CM0 2222212hGhFlFItRh h2 2h h2 201212223343tRnRIIrRFFFGFGFFd dtRF12g gnRF12h hF FR43R43a ab bFrFrc

35、cG G3 3e eF FI3I3G G2 2f fF FI2I2第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:为了求出为了求出F FR23R23, ,取构件为分离体，得取构件为分离体，得0233343RIrRFFGFFhdFFR43d dtRF12g gnRF12h hF FR43R43a ab bFrFrc cG G3 3e eF FI3I3G G2 2f fF

36、FI2I22 2）原动件）原动件1 1：A AF FR21R21M MI1I1F FR41R41hFMMRIb211M Mb b( (顺时针顺时针) )F FR41R41=F=FR21R21第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:3.3.例题例题: :如图所示为一六杆机构的运动简图。设已知各构件的尺如图所示为一六杆机构的运动简图。设已知各构件的尺 寸，连杆寸，连

37、杆2 2的质量的质量G G2 2，转动惯量，转动惯量JsJs2 2( (质心质心S S2 2在杆在杆2 2的中点的中点) )， 滑块滑块5 5的质量的质量G G5 5（质心在（质心在F F处），其他构件的质量和转动处），其他构件的质量和转动 惯量忽略不计。原动件的角速度惯量忽略不计。原动件的角速度1 1等速回转等速回转; ;作用于滑作用于滑 块块5 5上上F F点的生产阻力点的生产阻力Fr.Fr.求在图示位置时各运动副的反力求在图示位置时各运动副的反力, , 以及需要加在构件以及需要加在构件1 1上上G G点处沿点处沿xxxx方向的平衡力方向的平衡力Fb.Fb.123456xx1G2G5FAD

38、FECB第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:解解:1.:1.对机构进行运动分析对机构进行运动分析: : 选定选定L L、vv、aa作机构简图、速度图、加速度图。分别作机构简图、速度图、加速度图。分别如如a a、b b、c c所示。所示。123456xx1G2G5FADFECB(a)(a)P(a,d)P(a,d)c cb be ef f(b)(b)P(a,P(

39、a,d)d)n n3 3n n2 2bbcceeffn n4 4SS2 2(c)(c)第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:2.2.确定各构件的惯性力及惯性力矩（并在图中标出）：确定各构件的惯性力及惯性力矩（并在图中标出）：1 1）作用在连杆）作用在连杆2 2上的惯性力及惯性力矩为：上的惯性力及惯性力矩为：相反。点之矩的方向与对之矩偏离质心总惯性力2,/ 2)

40、/(222222222222222222222SFulhFMlSFFluaJJMgspGamFagGamFIlhIIhIICBatCBssIasIssI2 2）作用在构件）作用在构件5 5上的惯性力为：上的惯性力为：gfpGfpgGamFamFaasIsI/555555）（第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:123456xx1G2G5FADFECB(a)(a

41、)P(a,d)P(a,d)c cb be ef f(b)(b)P(a,P(a,d)d)n n3 3n n2 2bbcceeffn n4 4SS2 2(c)(c)F FI2I2M MI2I2F FI2I2F FI5I5第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:3.3.机构的动态静力分析：机构的动态静力分析： 由构件组静定的条件知，基本杆组都静定。因此将六杆机由构件组

42、静定的条件知，基本杆组都静定。因此将六杆机构分解为构件组构分解为构件组4 4、5 5和构件组和构件组2 2、3 3及原动件及原动件1 1进行分析。进行分析。1 1）构件组）构件组4 4、5 5： 由于不考虑构件由于不考虑构件4 4的质量及转动惯量，故构件的质量及转动惯量，故构件4 4为二力杆。为二力杆。即即F FR54R54=-F=-FR45R45，且沿构件，且沿构件4 4的方向。此时取构件的方向。此时取构件5 5为分离体分析其为分离体分析其受力情况，如图受力情况，如图d.d.G G5 5FrFrF FI5I5F FR65R65F FR45R45(d)(d)0456555RRIrFFFFG大小

43、大小方向方向？ ？第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:选定选定u u，作力多边形，作力多边形. .。，故deuFeauFFRFR6545a ab bc cd de erF45RF5IF65RF5G54RF(e)(e)2 2）构件组）构件组2 2、3 3：23DECB(f)(f)F FI2I2h h2 2G2h h1 1h h3 3F FR43R43nRF63

44、tRF63nRF12tRF1202CM122212hhIBCtRlGlFlF03CMCDhRtRllFF34363第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:由于构件组由于构件组2 2、3 3处于平衡状态，故处于平衡状态，故0212122636343ItRnRnRtRRFFFGFFF大小大小方向方向？a ab bc cd de erF45RF5IF65RF5G54R

45、F(e)(e)有有2 2个未知量，故可用力个未知量，故可用力多边形求解。如图多边形求解。如图e e所示。所示。hhhhh h12RF63RFG G2 2g g2IFf fghFhaFFRFR1263第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:再取构件再取构件2 2为分离体，求为分离体，求F FR32R32。由于构件由于构件2 2处于平衡状态，故处于平衡状态，故F=0

46、F=00322212RIRFFGF即a ab bc cd de erF45RF5IF65RF5G54RF(e)(e)hhhhh h12RF63RFG G2 2g g2IFf f2CB(g)(g)F FI2I2G232RF12RF32RFheFFR32第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3 3）原动件）原动件1 1：二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析: 作用在原动件作用在原动件1 1上的力有上的

47、力有F FR21R21、F Fb b、及、及F FR61R61，根据构件，根据构件1 1处处于平衡状态，故于平衡状态，故06121RbRFFF 其中其中F FR21R21=-F=-FR12R12，F Fb b方向线已知，沿方向线已知，沿xxxx线。根据构件平线。根据构件平衡时三力汇交于衡时三力汇交于1 1点的条件可知，点的条件可知，F FR61R61的方向线。的方向线。12xAB(h)(h)F FR21R21F Fb bF FR61R61故可用力图法求故可用力图法求解出解出F FR61R61及及F Fb b。第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析Northwest A&F University我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、机构的动态静力分析二、机构的动态静力分析:a ab bc cd de erF45RF5IF65RF5G54RF(e)(e)hhhhh h12RF63RFG G2 2g g2IFf f32RF用力图法求解用力图法求解F FR61R61及及F Fb b。i iF Fb bF FR61R61ihFbgiFFFR61思考：若不求思考：若不求Fb,Fb,而而求所需的平衡力矩求所需的平衡力矩时该如何做？时该如何做？