4平面机构的力分析.ppt

4 1 2 3 2 当Q不变，主动力由 P 减小为 时，求各构 件受力。 分析：该过程为反行程 Q成为主动力， 成为阻力。 （解略） 小结： 1）关于摩擦角φ，当量摩擦角φV 2）关于总反力 （1） 与法向反力 偏斜一摩擦角φ； （2） 的方向与相对速度V12 的方向夹角为 90°+φ。 3）关于摩擦力 ―平面接触； ―槽形面接触； ―半圆柱面接触。 其中： 1―点、线接触； π/2―半圆面均匀接触； ［1~ π/2 ］ ―其余。 2 转动副中摩擦力的计算 1） 轴颈的摩擦 名词解释 轴承―支承轴的部件。 轴颈―轴伸入轴承的部分。 轴端―轴两端的表面。 轴径 轴径 轴承 轴承 轴端 轴端 2 G 在B点处，法向反力FN21、摩擦力Ff21的合力FR21与施加在轴上的径向载荷 G 平衡。 结论： 1 . 只要轴颈相对于轴承滑动，轴承对轴颈的总反力FR21将始终切于摩擦圆。 2 . 总反力FR21对轴颈中心之矩的方向必与轴颈1相对于轴承2的相对角速度ω12的方向相反。 1 A r M 1 ω FN21 Ff21 FR21 ρ B 如图 所示，在驱动力矩 M 未作用时，轴静止不动。 在驱动力矩 M的作用下，轴开始转动，在瞬间较大的摩擦阻力矩 的作用下，轴沿着轴承孔的内表面向右上方滚动至B点接触。 FR21与其作用线切于一个以ρ为半径的摩擦圆。 例4―1 如图所示为一四杆机构。曲柄1为主动件， 在力矩M1的作用下沿ω1方向转动，试求转动副 B、C中作用力方向线的位置，若M1为已知，求构件3上作用的力矩M3。 图中虚线小圆为摩擦圆，解题时不考虑构件的自重及惯性力。 解：考虑摩擦时，各转动副处的反力作用线应切于摩擦圆，但切点位置应根据构件间的相对转动关系来确定。 1. 作机构的第二位置图以确定各构件间的相对转动关系（图b所示）。 A B C D 1 2 3 4 M3 ω1 ω3 M1 ω1 ω21 ω23 A B C D 1 2 3 4 （b） （c） 2. 先取二力杆BC杆分析受力。 M A B C D 1 2 3 4 ω1 ω3 M1 B C 2 FR12 FR32 ω21 ω23 课后作业：4-11、4-13、4-14 由图可知，BC杆受拉力作用，其拉力FR12、 FR32应分别切于 B、C处的摩擦圆，且FR12对B点所取的力矩应与ω21转向相反， FR32对C点所取的力矩应与ω23转向相反（图c）所示。 A B C D 1 2 3 4 FR12 FR32 M1 A B 1 FR21 FR41 由图可知，AB杆在B点受FR21作用，与FR12为一对作用力（等值、反向、共点），在A点受FR41作用， FR41对 A点所取的力矩应与ω1转向相反， FR21 、 FR41分别切于A、B处的摩擦圆. ω1 3. 取AB杆分析受力。 M1 ω1 FR23 FR43 求得: （e） A B C D 1 2 3 4 ω32 M3 C D 3 ω34 ω23 FR12 FR32 4. 取构件3作受力分析。 构件3在C点所受的力FR23与FR32符合作用力反作用力的关系，其方向和作用位置如图（e）所示;构件3在D点受到的机架反力FR43对D点之矩与ω3转向相反（图e所示）。 M3 ω34 1） 轴端的摩擦 (1）新轴端（未经跑合的轴端） 合理假设 整个轴端接触面上的压强P处处相等。 则摩擦力矩 (2）跑合轴端 G ω Mf ω Mf 课后作业：4-11、4-13、4-14 例 在图示的悬臂起重机中，已知 G=50000N, 轴径的直径均为d=80mm, 径向轴径和止推轴径的摩擦 系数均为f=0.1,且都是非跑合 的，求转动转臂所需的力矩M 解：1 求支承反力 ∴ h G A B 2 求转动转臂所需的力矩M 分析：欲使转臂转动须克服轴承 中的摩擦阻力矩 Mf. h G A B （按实心轴考虑） 半圆面均匀接触时： 3 高副中摩擦力的计算 常见的高副一般为滚滑副，一般将其所受的摩擦力Ff21与其所受的法向反力FN21合成为一总反力FR21。 总反力FR21的方向与其相对速度的方向偏转90°+φ角。 n n Ff21 V12 FN21 FR21 φ 课后作业：4 -1、4 -3 ~ 4-6、4-11、4-13、4-14 ω21 ω31 B 1 2 A O 3 例4-2 在图示的摆动凸轮机构中，已知机构各部尺寸和作用在摆杆3 上的外载荷Q、各转动副的轴径半径r 和当量摩擦系数fV,摩擦系 数f，凸轮2 的转向如图示。试求图示位置作用在凸轮2 上的的驱 动力矩M 。 解：1 求摩擦圆