第四章平面机构力分析

1、与其作用点的速度方向相同或者成锐角；4-1 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1.作用在机械上的力（1）驱动力（2）阻抗力驱动机械运动的力。其特征：其功为正功，阻止机械运动的力。其特征： 与其作用点的速度方向相反或成钝角；其功为负功，称为阻抗功。1）有效阻力2）有害阻力其功称为或输出功；称为驱动功或输入功。（工作阻力）（非生产阻力）其功称为损失功。2机构力分析的任务、目的及方法（1）任务和目的确定运动副中的反力：正压力和摩擦力的合力为运动副总反力， 包括移动副、转动副、高副等总反力的确定；考虑摩擦时机构的受力分析：确定平衡力及平衡力矩（2）方法图解法和解析法机构力分析的任

2、务、目的和方法机构力分析的任务、目的和方法(2/2)n 1. 移动副中摩擦力的确定移动副中摩擦力的确定4-3 运动副中摩擦力的确定运动副中摩擦力的确定构件2对构件1的摩擦力为Ff21 = f FN21f 为 摩擦系数。 FN21 的大小与摩擦面的几何形状有关GFN21Fv1212构件2对构件1的法向反力为FN21（1）平面接触的移动副）平面接触的移动副摩擦角摩擦角fFFNf2121ftg1的总反力对为构件1221RFFR21FN21Ff21Fv12G12移动副中总反力方向的确定方法：1）FR21偏斜于法向反力一摩擦角 ；2） FR21偏斜的方向应与相对速度v12的方向相反。212121fNRF

3、FFsin21GFN2sin)90sin(221GFNsinsin222121fGfGfFFNffffffVVV当量摩擦系数令sin当量摩擦角VVVftg1GFN212FN212G221NF90902221NF（2）槽面接触的移动副）槽面接触的移动副0222121NNFFG（3）半圆柱面接触的移动副）半圆柱面接触的移动副VfGfkGfF21kffV当量摩擦系数Vf21kfFFNf2121G21NF21NFG2121NNFFkGFkFNN2121令摩擦力计算的通式:Ff21 = f FN21 = fvG平面接触: fv = f ；槽面接触: fv = f /sin ；半圆柱面接触: fv = k

4、 f ，（k = 1/2）。 说明 引入当量摩擦系数之后, 使不同接触形状的移动副中的摩擦力计算和大小比较大为简化。 因而这也是工程中简化处 理问题的一种重要方法。举例：拧紧：M Gd2tan( +v)/2放松：MGd2tan( -v)/2正行程：F G tan( +)反行程：F G tan( - ） 例4-1 斜面机构例4-2 螺旋机构 轴承对轴颈的总反力FR21将始 终切于摩擦圆，且与 G 大小相等，方向相反。 Or 称为摩擦圆半径。 （1）摩擦力矩的确定 转动副中摩擦力Ff21对轴颈的摩擦力矩为Mf = Ff21r = fv G r 轴颈2 对轴颈1 的作用力也用总反力FR21 来表示,

5、 则 FR21 = - G , 故 Mf = fv G r 式中 = fv r ,具体轴颈其 为定值,故可作摩擦圆,结论=FR21只要轴颈相对轴承运动，GMd12MfFR21FN21Ff21Ff21=fvGfv=(1/2)n 2. 转动副中摩擦力的确定转动副中摩擦力的确定（2）总反力方向的确定1）根据力的平衡条件，确定不计摩擦时总反力的方向；2）计摩擦时的总反力应与摩擦圆相切； 3）总反力FR21 对轴心之矩的方向必与轴颈1相对轴承2的相对角速度的方向相反。2OB13M4AF2123题4-13（a）2123FR12FR32FR32FR122OB13M4AF21232123FR12FR32FR32FR122OB13M4AF21232123FR12FR32FR32FR12其总反力方向的确定为： 1）总反力FR21的方向与 法向反力偏斜一摩擦角； 2）偏斜方向应与构件1相对构件2的相对速度v12的方向相反。12ttnnV1212MfFf21FN21FR21n 3. 平面高副中摩擦力的确定平面高副中摩擦力的确定 在考虑摩擦时进行机构力的分析，关键是确定运动副中