最新四章平面机构的力分析及机械效率精品课件.ppt

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1、四章平面机构的力分析及机械四章平面机构的力分析及机械效率效率41 41 概述概述一一机械中的作用力：机械中的作用力： 1驱动力： 驱使机件运动的力。其功为正，叫输入功。 2阻 力： 阻碍机构运动的力。其功为负。 1）工作阻力：机器完成生产过程而受到的阻力。其功叫输出功。 2）有害阻力：工作阻力以外的阻力。 3重 力： 质心上升时为阻力，反之为驱动力。较小，常不计。 4惯性力： 构件变速运动而产生的力。 二力分析的种类：二力分析的种类：1 静 力 分 析： 不计惯性力引起的动载荷的力分析。 2 动 力 分 析： 同时考虑动、静载荷的力分析。 3动态静力分析： 把惯性力作为外力加在机构上后，机构处

2、于静力平衡，可用静力分析法对其分析，此法叫动态静力分析。 原动件力分析： ）求R41 : 对杆： F = R41 + R21 + Fi1 = 0 R41 = -( R21 + Fi1 ) ）求M1： M1 = 0 M1 = R21e 44用极力法作平面机用极力法作平面机构的力分析构的力分析 一极力法基本原理 设：F1、F2、F3和V1、V2、V3分别是构件1、2、3上的作 用力和力作用点的速度；1、2、3是Fi与Vi的夹角，P14 等是机构的瞬心 PPPPPPhrrrvvvFRRRRFF11223311314342412233232232333211hhabc132231212341基本原理：

3、虚位移原理，即： FiVicosi= 0 2应用公式： 记， i.i为Fi的作用点至i构件绝对瞬心的距离和i构件的 角速度。 hi为Fi到i构件绝对瞬心的距离。 则： FiVicosi=Fiiicosi=Fihii= 0 式中， i90时，“”处即“-”，否则，取“+”. 如对上例: F1h11- F2h22+ F3h33= 0 或 M11- M22+ M33=Mii= 0或013341314331224121422111333122211PPPPhFPPPPhFhFhFhFhF若F1. F2. F3中二力已知，一力未知，未知力即可由上式求出 二含弹簧机构的力分析二含弹簧机构的力分析 若上述、

4、杆以拉簧相连，则F= -F1，已知F3时，它们可 求出如下： 31212241231334131421)/()/(14FhhPPPPhPPPPFF三气液动平面机构的力分析三气液动平面机构的力分析 48. 略略 式中 Mi = Fihi 第i杆上的作用力Fi对i构件绝对瞬心的矩四用极力法间接求运动副反力四用极力法间接求运动副反力 极力法中不含运动副反力，但求出外力后，有时极易求反力， 以下以R23为例说明其方法： 将R23沿海、杆分解成R23,R23如图 求R23： 取为分离件，对P12取矩得 R23= F2a/b 求R23： 取为分离件，对P34取矩得 R23= F3h3/c 求R23： R2

5、3 = R23+ R23 44用茹可夫斯基杠杆用茹可夫斯基杠杆法作平面机构的力分析法作平面机构的力分析一一 基本原理基本原理 基本原理： 即上节讲的虚位移原理： FiVicosi= 0 （） AIvFpiiiiiFi(a)图4-5(b) 计算公式：（）式使用不便，简化如下：点的绝对速度Vi在速度图中对应于线段 Pi，将Fi转90（顺逆时针均可）后移至速度图中的i点，再过点作转向 后的Fi作用线的垂线，其长度为hi显然： hi = Picosi= (Vi/v)cosi 于是： FiVicosi=FivPicosi=Fihi= 0 （） 速度多边形杠杆法： （）式的实质是：将机构上的作用力Fi（含

6、惯性力）沿同一方向转90后移到速度图中的对应点，然后将速度多边形视作杠杆，各力Fi对极点 求矩，故茹氏杠杆法也叫速度速度多边形杠杆法多边形杠杆法 二解题步骤：二解题步骤： 以下举例说明之： 例：（49）AAFFBC12341M1233FF33h =h +b bhbbp121212F1F23FF3BBC123）以任意长度Pb1表示VB1作速度图（右图），按，左图 等效于中图。于是： VB2 = VB1 + VB2B1 大小 ？ Pb1 ？ 方向 BC AB BB ）将已知力矩M3分解成等值反向的两个力F3 ）将各力逆时针转90,移到速度图中的对应点 ）各力对极点取矩： F2 = -F1 F2h2- F1h1- F3Pb2= 0 F1= F2= F3Pb2/b1b2 44机构的机械效益机构的机械效益 一一 定义：定义： 机械的输出力Fo（矩）与输入力Fi（矩）之比叫机构的机械效益记为： 即 ioioMMFF二铰器机构的机械效益二铰器机构的机械效益：PA(P )D(P )EBFC1234MM1133131434 M 杆上的输入力矩 M 杆上的输入力矩，与阻力矩等值反向。 按极力法： M1- M33= 0 sinABsinCDAEDFPPPPMM131413343113 三摆动液压缸机构的转移矩：三摆动液压缸机构的转移矩： 自学 18 结束语结束语