第四章 平面机构的静力分析

4.1 机构力分析的任务、目的和方法

1.作用在机械上的力

根据力对机械运动的影响的不同,可将其分为两大类。

  1. 驱动力:驱动机械运动的力。驱动力与其作用点的速度方向相同或成锐角,其所作的功为正功。要注意,一般原动机施加的于机构的力是驱动力,但有时重力、惯性力和弹簧力同样可作为驱动力做正功,摩擦力在带传动中也常作为驱动力。

  2. 阻抗力:阻止机械运动的力。阻抗力与其作用点的速度方向相反或成钝角,其所作的功为负功。阻抗力可分为以下两种:

    1. 有效阻抗力:工作阻力,机械在运转过程中为了改变工作物的外形、位置或状态受到的阻力,克服这些阻力就完成了有效的工作,所作的功是有效功或输出功,例如刀具切削阻力,起重机的重物重力。
    2. 有害阻抗力:机械在运转过程中所受到的非工作阻力,所作的功为损失功,例如摩擦力。

4.2 运动副中摩擦力的确定

1.移动副中摩擦力的确定

设作用在滑块 1 上的铅锤载荷为G,而平台 2 作用在滑块 1 上的法向反力为F_{\rm{N}21},当滑块 1 在水平力F的作用下等速向右滑动时,滑块 1 受到平台 2 作用的摩擦力F_{\rm{f}21}的大小为

F_{\rm{f}21}=fF_{\rm{}N21}

方向与滑块 1 相对于平台 2 的相对速度v_{12}相反。式子中,f为摩擦因数。

image

接触面的几何形状不同,摩擦力的大小也会不同。

图(a)中,沿单一平面接触F_{\rm{N}21}=G,所以F_{\rm{f}21}=fG

图(b)中,接触面为槽面接触,所以F_{N21}=G/\rm{sin}\theta

图(c)中,接触面为半圆柱面接触,其接触面各点处的法向反力均沿径向,故法向反力的数量总和可表示为kGF_{f21}=kG。其中k为与接触面接触情况有关的系数,取k=1\sim\pi/2

综上,为了简化计算,不论移动副元素的几何形状如何,摩擦力均表达为

F_{\rm{f}21}=fF_{\rm{N}21}=f_vG

式中,f_v为当量摩擦因数。当移动副两元素为单一平面接触时,f_v=f;为槽面接触时,f_v=f/\rm{sin}\theta;为半圆柱面接触时,f_v=kf,其中k=1\sim\pi/2。因此,无论其几何形状如何,只需要引入相应的当量摩擦因数即可。

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  • siyuan241

    这是在测试本地笔记网络发布吗

    1 回复
  • shengguang

    是的,初次使用不习惯 😂,本想发到微信公众号上,但是公式排版乱了,就在 社区里发布一下 看看兼容性

    1 回复
  • siyuan241

    可以设置为仅自己可见