機(jī)械原理力分析第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月§8-1作用在構(gòu)件上的力

1）驅(qū)動(dòng)力

——正功（輸入功）

2）阻力：

有效阻力

有害阻力

——有效功（輸出功）

3）重力

——重心下降作正功

重心上升作負(fù)功

4）運(yùn)動(dòng)副反力：

正壓力

摩擦力

——不作功

——負(fù)功

5）慣性力（虛擬力）：

加速運(yùn)動(dòng)

——阻力

減速運(yùn)動(dòng)

——驅(qū)動(dòng)力

第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月§8-2運(yùn)動(dòng)副反力的確定

一、移動(dòng)副中的反力

1、平面移動(dòng)副反力

根據(jù)滑快A的平衡，

Ff與VAB相反，大小根據(jù)滑動(dòng)摩擦定律

ψ——摩擦角

f——摩擦系數(shù)（材料、光滑度、潤(rùn)滑）

第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月確定RBA

（力的三要素：點(diǎn)、方向、大?。?/p>

①方向：RBA與VAB成90+ψ

②大小

（1）

A加速運(yùn)動(dòng)

（2）

A減速直至靜止，若A原來不動(dòng)，自鎖

（3）

A勻速或靜止

第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月F作用線作用在接觸面之外，確定RBA如果材料很硬，可近似認(rèn)為兩反力集中在b、c兩點(diǎn)

第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2、楔形面移動(dòng)副反力

xoy面

yoz面

fΔ——當(dāng)量摩擦系數(shù)ψΔ——當(dāng)量摩擦角第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月與平滑塊相同，楔形滑塊所受的運(yùn)動(dòng)副總反力RBA與VAB成90+ψΔ角

RBA：大小由平衡方程求得。

第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月二、轉(zhuǎn)動(dòng)副中的運(yùn)動(dòng)副反力

1、徑向軸頸，止推軸頸

2、徑向軸頸的反力

由實(shí)驗(yàn)測(cè)量得：

f0——徑向軸頸的當(dāng)量摩擦系數(shù)

（與材料、粗糙度、潤(rùn)滑條件有關(guān)）

確定RBA：

RBA與y方向成α角第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月其中：

（f為滑動(dòng)摩擦系數(shù)）

（該式當(dāng)A、B間存在間隙時(shí)成立）

若A、B間沒有間隙：

對(duì)于A、B間沒有摩損或磨損極少的非跑合者，

f0=1.56f對(duì)于接觸面經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，其表面被磨成平滑，接觸更加完善的跑合者，

f0=1.27f

第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月由式知：

ρ只與f0，r有關(guān)，P變向時(shí)，RBA變向，但相對(duì)軸心O始終偏移一個(gè)距離ρ，

即RAB與以O(shè)為圓心，以為半徑的圓相切，與摩擦角作用相同，此圓決定了總反力作用線的位置，稱摩擦圓

由于摩擦力矩阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)，∴RBA相對(duì)軸心O的力矩為ωAB相反。

RBA：大小

RBA=Q

方向

與Q相反

作用線

與摩擦圓相切，對(duì)O的矩與WAB相反

第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)力偶等效定律，M和Q合并成——合力Q’

（1）

A作減速至靜止，原來靜止，自鎖

（2）

（3）

A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，或保持靜止

A加速運(yùn)動(dòng)

第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3、止推軸頸的摩擦力

r’——當(dāng)量摩擦半徑

非跑合：

跑合：

第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月例：已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑r，fo，F(xiàn)求，R41，R21，R23，R45，M3的方向，R14，R12，R32，R34（不計(jì)各構(gòu)件的重力和慣性力）

第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月§8-3構(gòu)件慣性力的確定

作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件FiMi平面移動(dòng)

-mas0平面一般運(yùn)動(dòng)

-mas-Jsε定軸轉(zhuǎn)動(dòng)

軸線通過質(zhì)心

勻速

00變速

0-Jsε軸線不通過質(zhì)心

勻速

-mas0變速

-mas-Jsε第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月§8-4機(jī)構(gòu)的力分析

一、目的

1、確定運(yùn)動(dòng)副反力

2、確定機(jī)械的平衡力（力矩）

（為保證機(jī)構(gòu)按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，必須施加驅(qū)動(dòng)力（力矩）與已知外力相平衡，這種未知力（力矩）稱為平衡力）

二、算法

靜力計(jì)算：

動(dòng)力計(jì)算：

（低速）不考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng)

（高速）考慮慣性力，看成平衡系統(tǒng)

第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月三、計(jì)算理論：動(dòng)態(tài)靜力法

（根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，假想地將慣性力加在產(chǎn)生該力的構(gòu)件上，構(gòu)件在慣性力和其他外力的作用下，認(rèn)為是處于平衡狀態(tài)，因此可以用靜力計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算）

四、分析步驟

1、運(yùn)動(dòng)分析（假設(shè)原動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)）

2、計(jì)算慣性力

3、考慮反力、慣性力、重力、驅(qū)動(dòng)力、生產(chǎn)阻力的平衡

4、解方程（圖解法，力多邊形）

第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月例：鄂式破碎機(jī)中，已知各構(gòu)件的尺寸、重力及其對(duì)本身質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以及礦石加于活動(dòng)鄂板2上的壓力Ft。設(shè)構(gòu)件1以等角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，其重力可以忽略不計(jì)，求作用在其上E點(diǎn)沿已知方向x-x的平衡力以及各運(yùn)動(dòng)副中的反力。第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月§8-5速度多邊形杠桿法

一、力學(xué)原理：虛位移原理

對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)由虛位移原理得

從P點(diǎn)到力Fj的距離

力Fj的功率：

（作用在構(gòu)件