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苹果手机下米乐体育:机械组织规划_ 日期:2021-09-07 00:31:52     浏览次数:27     来源:米乐体育网址登录 作者:米乐体育客户端登录

  机械组织规划 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机器\组织根本概念 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 4 2 移 动 副 5 导路 6 机械规划 Machine design 机器\组织 机器:凡一起具有以下3个特征的什物组合体就称为机器: (1)它们都是一种人为的什物(机件)的组合体。 (2)组成它们的各部分之间都具有确认的相对运动。 (3)能够完结有用的机械功或转化机械能。 履行机械运动的设备,其用处是改换、传递能量、物 料和信息 机 作业机器:完结有用功的机器;包括加工机器和运送机器; 器 动力机器:原动机,将其他能转化为机械能,如电动机、内燃机; 分 信息机器:完结信息的传递和改动,如照相机、传真机、打印机; 类 机械是机器和组织的总称。 机械规划 Machine design 组织的概念 组织:传递运动和动力的构件体系,各运动单元之 间具有确认的相对运动。 构件:独立运动的单元体。 零件:制作的单元。 机械规划 Machine design 机械运动简图及组织的自在度 平面组织的组成 平面组织运动简图 运动链成为组织的条件 机械规划 Machine design 平面组织的组成 运动副:两构件直触摸摸构成的可动衔接为运动副。 构件的自在度:构件所具有的独立运动的数目,空间 有6个自在度,3个平动,3个翻滚。平面有3 个自在度,x y 和翻滚。 束缚:运动副使构件独立运动受束缚称束缚,构件自在 度削减。 平面运动副分类: 翻滚副 移动副 高副 机械规划 Machine design 运动副的束缚特色 翻滚副 移动副 y 束缚特色 束缚数目 2 1 y x X,y方向移动 2 2 1 Y方向移动 2 x z方向翻滚 y 2 高副 x y2 x Y方向移动 1 1 1 机械规划 Machine design 运动副符号的型式 翻滚副 移动副 高副 面触摸的运动副称为低副。 点、线触摸的运动副称为高副。 机械规划 Machine design 运动链 → 组织 组织:运动链中将某一构件加以固定,而让另一个 (或几个)构件按给定运动规则相对该固定构 件运动,若运动链中其他各构件都能得到确 定的相对运动,则此运动链成为组织。 组织中固定不动的构件称为机架,依照结定运动规 律独立运动的构件称为原动件(或自动件),而其他活动构 件称为从动件。 组成组织的各构件的相对运动均在同一平面内或在 彼此平行的平面内,则此组织称为平面组织;组织各构 件的相对运动不在同一平面或平行平面内,则此组织称 为空间组织。 机械规划 Machine design 四杆组织 从动件 自动件 机械规划 Machine design 机架 平面组织实例 从动件 平面组织运动简图 1. 组织运动简图:用规则简略符号和线条代表运 动副和构件,按份额制作的表达组织运动特性的 简明图形。 组织运动简图不考虑构件结构外形、尺度等。 运动简图中常用符号(p5) 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 组成: 6‘、6为一个构 件 1‘、1为一个构 件 共有9个构件 9为机架 1‘—1 原动件 8—作业部分 其他为传动部分 机械规划 Machine design 小型 压力 机运 动简 图: 机械规划 Machine design 具有两个运动副元素的构件 具有三个运动副元素的构件 机械规划 Machine design 齿轮组织中的齿轮 机械规划 Machine design 凸轮组织中的凸轮和滚子 机械规划 Machine design 组织运动简图的制作办法(过程): 难点内容 (1)剖析机械的动作原理、组成状况和运动状况,确认其组成 的各构件,何为原动件、机架、履行部分相传动部分。 (2)沿着运动传递路途,逐个剖析每两个构件间相对运动的性 质,以确认运动副的类型和数目。 (3)恰当地挑选运动简图的视图平面。一般可挑选机械中大都 构件的运动平面为视图平面。 (4)挑选恰当的份额尺,定出各运动副的相对方位,并用各运 动副的代表符号、常用组织的运动简图符号和简略线条, 制作组织运动简图。从原动件开端,按传动次序标出各 构件的编号和运动副的代号。在原动件上标出箭头以表 示其运动方向。 画组织运动简图 挑选适宜的长度份额尺 l 图 实示 际长 长(m 度 度 mm) : 机械规划 Machine design 例:制作液压泵的组织运动简图 机械规划 Machine design 例:制作液压泵的组织运动简图 机械规划 Machine design 例:制作液压泵的组织运动简图 机械规划 Machine design 例:制作液压泵的组织运动简图 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 例:制作液压泵的组织运动简图 1B A 2 D 3 C 4 运动链的概念 两个以上的构件通过运动副联接而成的体系称为运动链。 闭式运动链(闭链) (首尾关闭的运动链) 开式运动链(开链) (首尾不关闭的运动链) 机械规划 Machine design 运动链成为组织的条件 原动件数=运动链的自在度数0 原动件数目 F, 构件运动干与、损坏; 原动件数目 F,运动不确认。 2 14 F=1 原动件= 1 组织运动确认 3 原动件= 2 杆2被拉断 2 原动件=2 运 1 4 动确认 5 原动件=1 运动 不确认 F=2 机械规划 Machine design 运动链成为组织的条件 运动链的自在度:运动链中各购件相对于机架所 能所具有的独立运动的数目。 F3n2pl ph 核算平面组织自在度时应留意的几个问题: 复合铰链 部分自在度 虚束缚 机械规划 Machine design 例:核算自在度 F33241 F33241 F3 22 30 F 3 4 2 52 机械规划 Machine design 例:核算自在度 F 3 4 2 6 0 F 3 2 2 2 1 1 机械规划 Machine design 复合铰链 1 21 2 12 3 3 3 两个以上构件一起在一处以翻滚副相联接 就构成了复合铰链 机械规划 Machine design 复合铰链 例:核算组织自在度 1 2 2 2 1 1 1 1 2 F 3 n 2 p l p h 3 7 2 1 0 0 1 机械规划 Machine design 2 1 1 部分自在度 1.单个构件所具有的,不影响其他构件运动的自在度称为部分自在度 2.(1)核算自在度时,除掉该自在度不计,但能够不除掉该构件 3×3-2×3-1=2与实践不符,滚子不影响杆件2的运动规则,所以应为 3×3-2×3-1-1=1 (2)直接预先扫除该自在度:3×2-2×2-1=1 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 处理办法 (1)应减去滚子5所带来的1个自在度 3×8(活动构件)-2×10(低副)-1×2 (高副)-1(部分自在度)=1 (2)也可预先扫除部分自在度,按自在度公式计 算 3×7(活动构件)-2×9(低副)-1×2 (高副)=1 机械规划 Machine design 虚束缚 F 3 4 2 6 0 不起独立束缚效果的束缚称为虚束缚 机械规划 Machine design 平面组织的虚束缚常见于下列状况中: (1)二构件某二点间的间隔一直不变,若在二点间加上一个构件和二个 翻滚副,虽不改动组织运动,但引进一个虚束缚。 A C 1 E B D 2 F AB // CD // EF AB=CD=EF EF在组织运动中 间隔一直不变 机械规划 Machine design (2)二构件构成若干个移动副,其导路一起或平行, 只要一个移动副起束缚效果,其他移动副是虚约 束(只算一个移动副)。 去掉此运动副 构件的运动不变 机械规划 Machine design (3)两个构件构成若干个翻滚副时,其轴线 一起(只算一个) 机械规划 Machine design 去掉它不 影响翻滚 (4) 在输出构件与输入构件间有几组相同的运动 链(只算一个) 1、2、4—齿轮 2 3 4——输出 1 核算自在度: F=3ㄨ4–2ㄨ4–1ㄨ2=2 4 机械规划 Machine design (5)二构件组成若干个平面高副,但触摸点间 的间隔为常数。 1 核算自在度: 2 3 去掉一个高副 F=3ㄨ2 –2ㄨ2 –1ㄨ 2=0 F=3ㄨ2 –2ㄨ2 –1ㄨ1=1 机械规划 Machine design 机械规划 Machine design 虚束缚对组织的运 动没有影响,算自 由度时去掉。 但对受力有优点, 即改进受力。 虚束缚的比如 虚束缚发生的场合 轨道重合 不同构件上两点间隔稳定 两构件组成多个翻滚副,且轴线重合 两构件组成多个移动副,且路途平行 对运动不起效果的对称部分 机械规划 Machine design 大筛组织 B A 例:核算自在度 C DH O G E F 机械规划 Machine design 例:核算自在度 机械规划 Machine design B 1 A 例:核算自在度 C 2 6 3 E4 o5 D F G7 F 3 7 2 9 1 2 机械规划 Machine design 锯木组织的自在度 F 3 n 2 P L P H 3 8 2 1 1 1 1 机械规划 Machine design 部分自在度 1 A B 虚束缚 C D 虚束缚 AB CD EF E F AB = CD = EF F 3 n 2 P L P H 3 8 2 1 1 1 1 机械规划 Machine design 平面组织组成原理和结构剖析 意图:确认平面组织剖析的较一致形式 办法:高副低代后,拆分杆组,确认组织等级 内容:1.平面组织的高副低代 2.平面组织组成原理 3.平面组织的结构剖析. 平面组织高副低代 办法:用含两个低副的虚拟构件替代一个高副 条件:替代前后组织自在度不变;瞬时速度和加快度不变 曲线对曲线的高副低代 机械规划 Machine design 点对曲线的高副低代 机械规划 Machine design 曲线对直线的高副低代 机械规划 Machine design 点对直线的高副低代 机械规划 Machine design 平面组织的组成原理 组织组成:机架、原动件(每个F=1)和从动件(F=0) 杆组:从动件(F=0)=最简略、不行再分F=0运动链=根本 杆组(简称杆组) 杆组中:3n-2PL=0 =PL=3n/2 因n, PL均为整数,n=2,4,6…偶数 依据n取值不同,杆组可分为 n=2, PL=3 双杆组——II级杆组 n=4 PL=6 多杆组——III级杆组 新的组织=把若干个自在度为零的根本杆组顺次衔接原动件 和机架上(其自在度与原动件数目持平) 机械规划 Machine design 平面组织的结构剖析 3. 组织的结构剖析 4. 将已知组织剖析为原动件、机架和若干根本杆组,了 解的根本组成,并确认组织等级(其过程:P。13) (1)根本杆组及杆组的等级 自在度为零的,不能再拆分的构件组 Ⅱ级杆组:二杆三低副组 Ⅲ级杆组:四杆六低副组 含有一个带三低副的中心构件 (2)组织的拆组及组织的等级 从远离原动件的构件开端拆分杆组 组织的等级由组织中杆组的最高等级所决议 (3)组织的组成原理 把杆组顺次与机架和原动件相联得到组织 机械规划 Machine design 平面组织的结构剖析 对组织进行结构剖析应遵从以下准则(4条) 1.假如组织中含有部分自在度和虚束缚,应先将 其先除掉,再拆分杆组。 2.假如组织中含有平面高副,在进行高副低代后, 再拆分杆组。 3.核算组织的自在度,确认原动件,然后从远离 原动件的构件开端拆分杆组。应先试拆n=2的 杆组,如不行能,再顺次试拆n=4和n=6的 杆组,直到剩下机架和原动件停止。 4.拆下机架、原动件和杆组今后,不能有剩下的 构件或运动副。 机械规划 Machine design 大筛组织结构剖析举例: 机械规划 Machine design 大筛组织结构剖析举例: 机械规划 Machine design 平面组织的运动剖析 意图:对方位,轨道,位移的剖析能够知道从动件运动的构成和 各构件所需的运动空间(在已知组织尺度及原动件运动规则的 条件下:1、确认从动件的方位、角速度和角加快度;2、确认 构件上点的轨道、位移、速度和加快度。)。 速度剖析是加快度剖析的条件。 加快度剖析是核算惯性力的条件。 办法:图解法:简略直观、精度低、求系列方位时繁琐 解析法:正好与以上相反 内容:1.速度瞬心概念 2.组织中瞬心的数目 3.组织中瞬心方位的确认(三心定理). 4.瞬心在速度剖析中的使用 例题解说 设构件2相对于构件1作 平面运动,由理论力学 可知,在任一瞬时,其 相对运动都能够看作是 绕某一重合点的翻滚, 则该重合点称其为瞬时 反转中心或速度瞬心, 一般也称为瞬心。图中 所示P21点即为速度瞬 心。 机械规划 Machine design 瞬心概念 速度瞬心的概念 瞬心是作相对运动两构件的瞬时等速重合点。 关键:平面运动 任一瞬时 翻滚 肯定瞬心 A VA B VB 相对运动 = 绕其重合点 相对瞬心 VA P12 A B VB P12 P 机械规划 Machine design 12 对速度瞬心的几点知道(4点) 1. 构件与构件的运动平面:构件是有限大的,是用 简图表明的。构件的运动平面是无限大的。两构 件的速度瞬心是在构件运动平面上的某一点。 2. 在速度瞬心处,两构件的速度持平,即速度的大 小持平,方向相同。能够使用这一性质进行组织 的速度剖析。 3. 若已知两构件上的两个点的相对速度,则可求出 这两构件的相对速度瞬心。 4.若两构件作相对移动,运动平面上的各点的相对 速度方向相互平行,然后速度瞬心在无量远处 机械规划 Machine design 瞬心数目 N n(n1) 2 N-瞬心数 n-构件数 机械规划 Machine design 组织中瞬心的方位确认 组织中各瞬心的方位 (1)以运动副直接相联的两构件的瞬心方位 以翻滚副相联:瞬心在翻滚中心 以移动副相联:瞬心在垂直于导路的无量远处 以纯翻滚的高副相联:瞬心在高副触摸点处 以一般高副相联:瞬心在高副触摸点的公法线) 不以运动副直接相联的两构件的瞬心方位 用三心定理(证明)确认 —— 常需凭借於瞬心多 边形。 机械规划 Machine design 作平面运动的三个构 件共有三个瞬心,它 Vk1 们坐落同一直线其他的任一重合点K处。 这时在K处两构件的速度方向 不行能相同,然后K不行能成 为构件1与2的速度瞬心。 机械规划 Machine design 三心定理 Vk2 K 2 例:求曲柄滑块组织的速度瞬心 解:瞬心数为:K=N(N-1)/2=6 K=6 1.作瞬心多边形(圆) 2.直接调查求瞬心(以运动副相联) 3.三心规则求瞬心(构件间没有构成运动副) 1 4 2 P24 P23 P12 2 3 1 机械规划 Machine design 瞬心的使用 P13 ∞ 3 P14 P34 4 瞬心的使用 P24 v p13 1 p14 p13 3 p34 p13 1 p34 p13 3 p14 p13 2 1 3 P13 4 机械规划 Machine design p13 1 P12 2 p23 3 机械规划 Machine design 瞬心的使用 vp12 1p13p12 2 p23p12 1 p23p12 2 p13p12 瞬心的使用 3 2 1 p13 p12 v2vp1 2 1p13 p12 P23在无量远 机械规划 Machine design 矢量方程图解法 1 依据运动组成原理列出组织运动的矢量方 程,然后按方程作图求解,详细分两种情 况 (1)使用同一构件上两点间的运动矢量方程作组织 的速度及加快度的图解剖析 (2)使用两构件重合点间的运动矢量方程作组织的 速度及加快度图解剖析 机械规划 Machine design 解析法作组织的运动剖析 1 组织的关闭矢量方位方程式 2 复数矢量法 机械规划 Machine design 平面组织的力剖析 意图:确认运动副中的反力;确认机械上的平衡力 办法:动态静力剖析 内容:根本概念; 构件惯性力确认; 运动副中冲突力的确认; 不考虑冲突时组织的力剖析; 考虑冲突时组织的受力剖析 效果在机械上的力 效果在机械构件上的力常见到的有:驱动力、出产阻力、重力、惯性力、摩 擦力、介质阻力和运动副中的反力。 从做功的视点可分为: ◆驱动力:唆使组织发生运动的力特色:与效果点的速度方向相同、或成锐 角——作正功——驱动功、输入功。 包括:原动力、重力(重心下降)、惯性力(减速)等。 ◆阻抗力:阻止组织发生运动的力 特色:与效果点的速度方向相反、或成钝角——作负功——阻抗功。 包括:出产阻力、冲突力、重力(重心上升)、惯性力(加快)等。可分为两 种: (1) 有用阻力(出产阻力):履行构件面临的、机械的意图完成。战胜此阻 力所做的功称为有用功或输出功。 (2) 有害阻力:机械运动过程中的无用阻力。战胜此阻力所做的功称为损 耗功。 机械规划 Machine design 组织力剖析的使命与意图、办法 1. 确认运动副中的反力 ◆特色:对整个机械来说是内力;对构件来说则是外力。 ◆ 意图:核算构件的强度、运动副中的冲突、磨损;确认机械的功率; 研讨机械的动力功能。 2. 确认机械上的平衡力(或平衡力偶) ◆界说:指与效果在机械上的已知外力,以及当该机械按给定的运动 规则运动时其构件的惯性力相平衡的不知道外力(或外力矩)。 ◆意图:减小机械运动中构件惯性力对机械功能的影响。 三、办法 静力剖析和动态静力剖析。 图解法和解析法。 机械规划 Machine design 构件惯性力的确认 一、一般力学办法 由理论力学知:惯性力能够终究简化为一个加于构件重 心S处的惯性力Pi和一个惯性力矩Mi;即 Pi = -mas Mi = - Jsε 而这惯性力Pi和Mi又可用一个巨细等于Pi的总惯N性力Pi ′代 替;其违背间隔为h= Mi/ Pi 。 F惯 1. 作平面移动的构件 F摩 Pr G Pi = -mas (as=0或as≠0 ) Mi = 0 Md G′ 机械规划 Machine design 构件惯性力的确认 2. 绕定轴翻滚的构件 a. 反转轴线通过构件质心。 S Pi = 0 b. 反转轴M线i =不-通Js过ε(ε质=0心或。ε≠0 ) Pi = -mas Mi = - Jsε 其间:h=Mi/Pi 3. 作平面复合运动的构件 Pi' Pi h S Mεi Pi = -mas Mi = - Jsε 其间:h=Mi/Pi 机械规划 Machine design h s Mi Pi′ Pi 构件惯性力的确认 P1′ P1 2 P2 ′ h2 P2 S1 M2 1 A aS1 aS2 M1 aS3 3 P3 ′ 曲柄滑块组织的一般力学受力剖析 机械规划 Machine design 构件惯性力的确认 二、质量代换法 1. 根本概念 设想把构件的质量,按必定条件用会集于构件上 某几个选定点的设想会集质量来替代。 设想的会集质量称为代换质量,代换质量地点的 方位称为代换点。 2. 质量代换的等效条件 a.代换前后构件的质量不变; n Σi=m1 i= m n b. 代换前后构件的质心方位不变; Σi=m1 i xi = 0 n c. 换前后构件对质心轴的翻滚惯量不变Σi。=m1 i yi = 0 n Σi=m1 i ( x2i + y2i ) = 0 机械规划 Machine design 构件惯性力的确认 3. 质量代换法 a. 动代换。一起满意上述三个代换 条件的质量代换。对连杆有: mB+mK=m2 mBb=mKk mBb2+mKk2=Js2 机械规划 Machine design 构件惯性力的确认 b. 静代换。只满意上述前两 个代换条件的质量代换。 (疏忽惯性力矩的影响) mB=m2c/(b+c) mC=m2b/(b+c) 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 附加: 1. 冲突的分类 a. 干冲突 b. 液体冲突 V21 c. 半液体冲突 2. 库仑规则(冲突规则) F21 扼要内容: a. F= f N b. f静 f动 c. 冲突系数的值与两物体间的 触摸外表资料和形状有关,与触摸 面积的巨细及两物体间的相对速度 的联系很小。 N V12 1 F12 2 Q 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 一、运动副中的冲突 1. 移动副——平面冲突 R21 N j 所以有:tgα=Px/Py Px—有用分力 F1 Px Py—有害分力 而: N= -Py F= f N 2 a Py P R—总支反力,正压力与冲突力的矢量和;R与N之间 夹角用j表明,称作冲突角(Frictional Angle)。 定论: (1) 冲突角与冲突系数一一对应, j =arctgf; (2) 总支反力永久与运动方向成90°+ j 角。 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 θ θ 1.移动副——楔形面冲突 1 以滑块作为受力体,有 F′= f N′ 2 所以 ,总冲突力 F =2F′= 2f N′ N′ N′ Q 由于:Q=2N′* sinθ,即N′=Q/2sinθ 所以:F =2F′= 2f N′= Q*f/sinθ 令:fv = f / sinθ 有F = Q*fv fv——当量冲突系数 评论: (1) 概念的引进,将楔形冲突转化成平面冲突; (2) fvf;作锁止用。 P Q 90 °-θ N′ 2θ Q N′ 90 °-θ 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 1.移动副——斜面冲突 a. 等速上升 n N R21 a j v 物体平衡: P + Q + R = 0 1 P 所以有: P = Q tg (a+j) F a 2 P R21 a+j Q n Q b. 等速下降 物体平衡: P + Q + R = 0 所以有: P = Q tg (a-j) n R21 Na j v 1 a F P n2 P R21 aj Q Q 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 1.移动副——螺旋副冲突 螺母1在铅垂载荷G和力矩 M的一起效果下等速轴向 运动。 拧紧螺母时: M=Fd2/2=Gd2tan(a+j)/2 放松螺母时: M=Gd2tan(a-j)/2 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 2. 反转副中冲突 (1) 轴颈冲突 设r为轴颈半径,Q为铅垂径向载荷, Md为驱动力矩。 所以:N =ΣNi (标量) F =ΣFi = Σf*Ni= f * N=f*ΣNi 由于:Q = ΣNiy 但是: ΣNiy ≤ ΣNi 所以:N (=ΣNi) ≥ Q (= ΣNiy) 令:N=KQ K≈ 1~1.57 所以: F = f * N = K * f * Q = fv * Q , fv——当量冲突系数 所以:M = F * r = fv * r * Q Q Md Q N ω12 0 F1 r N1 1 Fi 2 Ni 机械规划 Machine design 运动副中冲突(Friction)力剖析 明显: R21 = -Q,Mf = R21*ρ ∴ Md=Mf= Q*ρ= R21*ρ= fv * r * Q ∴ ρ= fv *r ——冲突圆半径 定论: A. 总反力一直切于冲突圆; B. 总支反力方向与效果点速 度方向相反。 Md Q ω12 0 ρ R21 F1 r N1 1 Fi N F 2 Ni 机械规划 Machine design (2) 轴端的冲突 轴用以接受轴向力的部分称为轴端。 G 取微环,其上压强 p 为常量 面积 ds = 2 d 正压力 dFN = p ds 冲突力 dFf = f dFN = f p ds 冲突力矩 dMf = dFf = f p ds 总冲突 M f 力 rRfp d 矩 s2 f: rRp 2d 1 2 d M 2r 2R 评论 1)新轴 p端 (R2 G : r2)常数 r Mf 2 3 fG((RR23 r3) r2) R 机械规划 Machine design 总冲突 M f 力 rRfp d 矩 s2 f: rRp 2d p 2)跑合轴端: p = 常数 M f 2 f p r R d f p (R 2 r2 ) 式G 中 r Rp ds 2 f p (R r) d r 冲突力M 矩 f f: GR2 +rfG0R R R0—均匀半径 p = 常数 轴心处压力极大,简单将轴压溃→轴端常作成空心。 机械规划 Machine design 考虑冲突时组织中力剖析 例:如图所示为一曲柄滑块组织。已知ω1转向,Q为效果于滑块上的阻力, 驱动力F效果点方位、方向已知。不计各构件质量、惯性力。求各支反 力及驱动力F的巨细。 F R12 1 2 ω 4 解题过程: (1) 断定连杆是受拉或受压; (2) 断定构件间的相对转向; (3) 断定效果力在冲突圆上切点方位; (4) 依据力平衡条件求解。 v 3Q R32 机械规划 Machine design 考虑冲突时组织中力剖析 (2) 断定构件间的相对转向; F RR1122 R12 1 ω21 2 R23 ω23 v 3 ω14 4 R41 R43 (3) 断定效果力在冲突圆上切点方位; Q R32 R32 (4) 依据力平衡条件求解。 对构件3:Q + R23 + R43 = 0 对构件1:R21 + R41+ F = 0 机械规划 Machine design Q R23 R21 F R43 R41 考虑冲突时组织中力剖析 例 曲柄1为自动件,已知M1,求运动副反力平和衡力矩(不计重力、惯 性力) 23 C F R32 B FR21 L FR12 21 B 2 FR32 3 M1 1 14 F R12 M1 1 1 M3 A FR41 A D FR 21 M1 L F R 23 F R 43 F R 21 M3 FR23L FR23 34 M3 C 3 FR43 D 机械规划 Machine design 不及冲突时组织力的剖析 当组织各构件的惯性力确认后,即可依据组织所受的已知外力(包括 惯性力)来确认各运动副中的反力和需加于该组织上的平衡力。 一、构件组的静定条 件 不知道量的数目 = 平衡方程的数目 运动副中支反力的不知道数(不计冲突) 力的三要素 巨细 方向 效果点 翻滚副 ? ? 过轴心 移动副 ? 导路 ? 高副 ? 公法线 高副点 可见:低副→两个不知道数;高副→一个不知道数 构件组中: n 个构件, Pl个低幅, Ph个高副 2Pl+ Ph= 3n 仅有低副时: 3n – 2Pl = 0 定论:杆组是静定结构 (注:所取出的构件组不包括除运动副反力外的其它不知道外力) 机械规划 Machine design 不及冲突时组织力的剖析 二、用图解法作组织的动态静力剖析 制作组织简图 运动剖析 把外力(包括惯性力)加在组织上 把组织看成为静力平衡体系加以研讨 从外力已知构件开端,取杆组为示力体剖析 求运动副反力、平衡力(力矩) 机械规划 Machine design 不及冲突时组织力的剖析 例 已知各构件尺度、连杆2的 G2、S2、JS2,滑块5的G5、S5(F),出产阻 力 Fr,求运动副反力及需加在原动件1上 G点x--x方向的平衡力 P b? 1、运动剖析 作运动简图、速度图、加快度图 2、确认惯性力和惯性力 矩 FI2 m2as2 G2 g aps2 FI2 h C x 1 B 2 S2 E 3 G1 A x G2 6 D 4 F(S5)5 Fr FI5 G5 a M I2JS2 2JS2a lC t2 B JS2 n 2 c a l2 b n4 e FI2 FI2 hMI2 FI2 FI5 m5as5 G5 g ap f e f f p(a,d) c c s2 p(a,d) n3 机械规划 Machine design n2 b 不及冲突时组织力的剖析 例 已知各构件尺度、连杆2的 G2、S2、JS2,滑块5的G5、S5(F),出产阻 力 Fr,求运动副反力及需加在原动件1上 G点x--x方向的平衡力 P b? 3、动态静力剖析 (1))分剖析析构构件件44、、55 构件5力平衡条件 G5+Fr+ FI5 +FR45 +FR65 = 0 作力多边形 → FR45 、 FR65 FI2 h C x 1 B 2 S2 E 3 G1 A x G2 6 D 4 F(S5)5 Fr FI5 G5 E 4 二力杆 F(S5)5 PI5 FR45 FR65 5 FI5 F r G5 F r F G5 a FR45 G5 b Fr FI5 FR65 e c d 机械规划 Machine design 不及冲突时组织力的剖析 例 已知各构件尺度、连杆2的 G2、S2、JS2,滑块5的G5、S5(F),出产阻 力 Fr,求运动副反力及需加在原动件1上 G点x--x方向的平衡力 P b? 3、动态静力剖析 (1)剖析构件4、5 构件5力平衡条件 G5+Fr+ FI5 +FR45 +FR65 = 0 作力多边形 → FR45 、 FR65 FI2 h C x 1 B 2 S2 E 3 G1 A x G2 6 D 4 F(S5)5 Fr FI5 (2)剖析构件2、3 构件3, 对C点取矩 : FtR12 FI2 h C G5 F t R63 lCD+ FR43 h3 = 0 → F t R63 构件2, 对C点取矩 : F t R12 lBC+F I2 h+G2 h2 = 0 → F t R12 构件组2、3 平衡条件 FR43+F I2+G2+ F tR12+ F nR12+F nR63+F tR63=0 → F n R12 和 F n R63 FnR12 2 h2 1 B G2 3 E a FtR63 D FnR63 FR45 G5 b Fr FI5 FR65 e c d FR43 机械规划 Machine design 不及冲突时组织力的剖析 3、动态静力剖析 (1)剖析构件4、5 构件5力平衡条件 G5+Fr+ FI5 +FR45 +FR65 = 0 作力多边形 → FR45 、 FR65 (2)剖析构件2、3 构件2力平衡条件 F I2 + G2 +FR12 +FR32 = 0→ FR32 (3)剖析构件1 力平衡条件 FR21 +FR61 +Fb = 0→ Fb 机械规划 Machine design FI2 h C x 1 B 2 S2 E 3 G1 A x G2 6 xD 4 F(S5)5 Fr FI5 B Fb G 1 FR21 G5 A x FR61 F t R63 FR63 F n R63 F n R12 FR12 F t R12 G2 FR32 FI2 FR21 FR43 Fb FR6 1 不及冲突时组织力的剖析 动态静力剖析图解法留意事项: 1)当外力为力矩时,应将其等效成力加在组织上,使图解更便利。 2)以杆组为示力体时,其上不该包括不知道外力,不然,将不是静定的。 3)对移动副反力问题了解: 实践上, F R2 表达的是移动副反力的 合力,且通过平移。线(或分布力),它的巨细与移 动副的详细结构有关。 F R2 F R1 实践反力 F N 反力 F R? 机械规划 Machine design 二. 根本技能 (一)考虑冲突时的运动副总反力的确认 (二)用矢量方程图解法作组织的动态静 力剖析 (三)考虑冲突时用矢量方程图解法作简 单组织的静力剖析 机械规划 Machine design

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