1、第四章第四章 平面機(jī)構(gòu)的力分析平面機(jī)構(gòu)的力分析4-1 機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)、目的和方法一、作用在機(jī)械上的力一、作用在機(jī)械上的力工作阻力工作阻力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 1、驅(qū)動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力稱為驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度驅(qū)使機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力稱為驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)力與其作用點(diǎn)的速度方向相同或成銳角，其所作的功為正功，稱為驅(qū)動(dòng)功。方向相同或成銳角，其所作的功為正功，稱為驅(qū)動(dòng)功。 2、阻抗力、阻抗力 阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力稱為阻抗力。阻抗力與其作用點(diǎn)的阻止機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力稱為阻抗力。阻抗力與其作用點(diǎn)的速度方向相反或成鈍角，其所作的功為負(fù)功，稱為阻抗功。速度方向相反或成鈍角，其所作的功為負(fù)功

2、，稱為阻抗功。 阻抗功又可分為以下兩種：阻抗功又可分為以下兩種：1）有效阻抗力、即工作阻力）有效阻抗力、即工作阻力 克服有效阻抗力所完成的功稱為有效功或輸出功克服有效阻抗力所完成的功稱為有效功或輸出功2）有害阻力（非生產(chǎn)阻力）有害阻力（非生產(chǎn)阻力） 如摩擦力、介質(zhì)阻力等，所作的功稱為損失功如摩擦力、介質(zhì)阻力等，所作的功稱為損失功二、機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)和目的二、機(jī)構(gòu)力分析的任務(wù)和目的1、確定運(yùn)動(dòng)副中的反力、確定運(yùn)動(dòng)副中的反力 運(yùn)動(dòng)副反力是運(yùn)動(dòng)副兩元素接觸處彼此作運(yùn)動(dòng)副反力是運(yùn)動(dòng)副兩元素接觸處彼此作用的正壓力和摩擦力的合力。用的正壓力和摩擦力的合力。2、確定機(jī)械上的平衡力（平衡力偶）、確定機(jī)械上的平

3、衡力（平衡力偶） 所謂平衡力（平衡力偶）是指機(jī)械在已知所謂平衡力（平衡力偶）是指機(jī)械在已知外力的作用下，為使該機(jī)械能按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)外力的作用下，為使該機(jī)械能按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，還必須加于機(jī)械上的未知外力。律運(yùn)動(dòng)，還必須加于機(jī)械上的未知外力。三、機(jī)構(gòu)力分析的方法低速機(jī)械：靜力分析高速機(jī)械：動(dòng)態(tài)靜力分析（考慮慣性力4-3 運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定運(yùn)動(dòng)副中摩擦力的確定1、移動(dòng)副中摩擦力的確定圖a中：FR21=F f 21+FN21 、F f 21 = f*FN21 、 f為摩擦系數(shù)圖b中： FN21=G/sin、 F f 21 = f /sin * G=fv*G圖c中： F f 21 = =k*f*G

4、= fv*G （k=/21） fv為當(dāng)量摩擦系數(shù)運(yùn)動(dòng)副總反力運(yùn)動(dòng)副總反力FR21 是 運(yùn)動(dòng)副兩元素接觸處彼此作用的正壓力和摩擦力的合力，其與法向反力 的 夾角為摩擦角 =arctan f n總反力的方向可如下確定：總反力的方向可如下確定：1、總反力與法向偏斜一摩擦角總反力與法向偏斜一摩擦角；2、總反力、總反力FR21與法向反力偏斜的方向與構(gòu)與法向反力偏斜的方向與構(gòu)件件1相對于構(gòu)件相對于構(gòu)件2的相對速度的相對速度V21的方向相反的方向相反 例例:求圖示斜面機(jī)構(gòu)使滑塊等速上升（下降） 所需的水平驅(qū)動(dòng)力F。1）等速上升 F=G*tg（+ ） (F為驅(qū)動(dòng)力)2）等速下滑（反行程） F=G*tg（- ）

5、（G為驅(qū)動(dòng)力), F0, F, M 0 其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反 (阻抗力矩阻抗力矩) , M 0 其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反同其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反同(驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)力矩)2.三角形螺旋副這的摩擦三角形螺旋副這的摩擦引入當(dāng)量摩擦系數(shù)的概念引入當(dāng)量摩擦系數(shù)的概念fv=f/sin（90-）=f/cos 螺紋工作面的牙形半角螺紋工作面的牙形半角v=arctan fv擰緊和放松螺母所需的力矩?cái)Q緊和放松螺母所需的力矩M= G*tg（+ v）*d2/2M= G*tg（- v）*d2 /22、轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的確定、轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦力的確定 1）軸徑的摩擦）軸徑的摩擦 F f 21 = f

6、v*G 式中式中fv =（/21）f摩擦力摩擦力F f 21 對軸徑的摩擦力矩為：對軸徑的摩擦力矩為： Mf= F f 21*r = fv*G* r =FR21*，（，（力矩平衡）力矩平衡）又又FR21 = G （力平衡）力平衡）故：故： = fv* r 為摩擦圓為摩擦圓 半徑，半徑， 在對機(jī)械進(jìn)行受力分析時(shí)，需要求出轉(zhuǎn)動(dòng)在對機(jī)械進(jìn)行受力分析時(shí)，需要求出轉(zhuǎn)動(dòng)副中的總反力，總反力的方位可根據(jù)如下三副中的總反力，總反力的方位可根據(jù)如下三點(diǎn)來確定：點(diǎn)來確定：1）在不考慮摩擦的情況下，根據(jù)力的平衡條件，）在不考慮摩擦的情況下，根據(jù)力的平衡條件，確定不計(jì)摩擦?xí)r總反力的方向；確定不計(jì)摩擦?xí)r總反力的方向；2

7、）計(jì)摩擦?xí)r的總反力應(yīng)與摩擦圓相切；）計(jì)摩擦?xí)r的總反力應(yīng)與摩擦圓相切；3）軸承）軸承2對軸徑對軸徑1的總反力的總反力FR21對軸徑中心之矩對軸徑中心之矩的方向必須與軸徑的方向必須與軸徑1相對軸承相對軸承2的相對角速度的相對角速度12的方向相反。的方向相反。例：例：2）軸端摩擦）軸端摩擦n軸用以承受軸向力的部分稱為軸端。軸用以承受軸向力的部分稱為軸端。環(huán)形微面積：環(huán)形微面積：ds=2 d ，設(shè)設(shè)ds上的壓強(qiáng)上的壓強(qiáng)p為常數(shù)為常數(shù)所受正壓力：所受正壓力：dFN=pds 摩擦力：摩擦力： dFf =f dFN =fpds 對回轉(zhuǎn)軸線的摩擦力矩：對回轉(zhuǎn)軸線的摩擦力矩：dMf= dFf= fpds軸端所受總摩擦力矩：軸端所受總摩擦力矩：Mf=Rr fpds= 2 fRrp ds1）新軸端（）新軸端（p為常數(shù)）為常數(shù)）Mf=（2/3）*fG（R3-r3）/（R2-r2）2）跑合軸端（）跑合軸端（ p 為常數(shù)）為常數(shù)）Mf=f