机械动力学
- 格式:ppt
- 大小:1.01 MB
- 文档页数:94
机械动力学课程教学大纲一、课程简介机械动力学是机械工程中的重要基础课程之一,主要研究物体的运动规律和动力学原理。
本课程旨在培养学生对物体运动的分析和动力学理论的理解能力,为学生提供运动学和动力学的基础知识,为他们今后的学习和研究奠定牢固基础。
二、教学目标1. 培养学生对物体运动的观察和分析能力;2. 熟悉运动学和动力学的基本概念和原理;3. 掌握常见的力学定律和公式;4. 培养学生的问题解决能力和实践能力;5. 培养学生的团队合作能力和沟通能力。
三、教学内容1. 运动学基础1.1 位置、位移和速度1.2 加速度和曲线运动 1.3 圆周运动和角速度1.4 相对运动2. 动力学基础2.1 牛顿运动定律2.2 动量和动量守恒2.3 力和加速度2.4 动能和功2.5 能量守恒和机械能3. 静力学3.1 弹簧力和弹性势能 3.2 引力和万有引力定律3.3 惯性力和离心力4. 动力学4.1 圆周运动的力学分析4.2 非惯性系和转动惯量4.3 力矩和角动量4.4 角动量守恒和刚体转动4.5 飞行器的运动学和动力学四、教学方法1. 讲授理论知识:通过课堂讲解、示范等方式,向学生介绍理论知识和基本概念。
2. 实验教学:设计相关实验,让学生进行实验操作和数据分析,提高他们的实践能力。
3. 小组讨论:设置小组活动,让学生在团队中合作解决问题,培养团队合作和沟通能力。
4. 课堂练习:布置课后作业和练习题,加强对知识的巩固和运用能力。
五、考核方式1. 平时表现(20%):包括课堂参与、作业完成情况等。
2. 实验报告(30%):根据实验要求撰写实验报告并提交。
3. 期中考试(20%):考察对课程内容的理解和掌握程度。
4. 期末考试(30%):综合考察整个课程的学习成果。
六、参考教材1. 赵凤岐,机械动力学,高等教育出版社,2015年。
2. 谢振波,机械力学基础,清华大学出版社,2013年。
七、参考网址无。
八、备注本课程的教学大纲可根据实际教学需求进行调整和补充,以确保教学内容的连贯性和可操作性。
机械动力学分析机械动力学是研究物体受到外力作用时的运动规律和力学性质的学科。
它对于机械设计和工程分析非常重要。
本文将对机械动力学的基本概念、分析方法和实际应用进行详细探讨。
第一部分:机械动力学基础1.运动和力学运动是物体的位置随时间变化的过程。
力学是研究物体运动和力之间关系的学科。
在机械动力学中,重要的概念包括位移、速度、加速度和质量等。
2.牛顿定律牛顿定律是机械动力学的基石。
根据牛顿定律,物体受到的合力等于物体质量乘以加速度。
这个定律适用于解决物体在恒力作用下的运动问题。
3.动力学原理动力学原理描述了物体在受到外力作用时的运动规律。
其中,动量守恒原理和能量守恒原理是常用的分析工具。
动量守恒原理指出,在没有外力作用的情况下,物体的动量保持不变。
能量守恒原理指出,在封闭系统中,能量的总量保持不变。
第二部分:机械动力学分析方法1.静力学分析静力学是机械动力学的基础。
它研究物体在平衡状态下的受力和受力转矩。
静力学分析常使用受力图和受力平衡方程来求解。
2.运动学分析运动学研究物体的运动状态,包括位置、速度和加速度等。
运动学分析常使用位移、速度和加速度的关系式进行计算。
3.动力学分析动力学分析研究物体在受力作用下的运动规律。
它涉及物体的质量、力、加速度和位移等参数的计算。
常见的动力学分析方法包括牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒的应用。
第三部分:机械动力学的实际应用1.机械设计机械动力学分析在机械设计中起着重要的作用。
通过对机械系统的动力学分析,可以评估机械的工作性能和可靠性,优化设计方案,减少能量消耗和材料使用等。
2.工程分析机械动力学分析在工程领域中广泛应用。
例如,在桥梁设计中,需要对桥梁受力和振动进行动力学分析,以保证结构的安全性和可靠性。
在汽车工程中,需要对汽车的运动性能和悬挂系统进行动力学分析,以提高驾驶舒适性和行驶稳定性。
3.故障诊断与维修机械动力学分析可以用于故障诊断和设备维修。
通过对受损机械的动力学分析,可以确定故障原因,并采取相应的维修措施。
第 7 章机械动力学7.1概述一.机械动力学的研究内容及意义1)机械的摩擦及效率;2)机械的平衡;3)分析、计算机械系统的速度波动,周期性波动的调速方法和有关的调速零件的设计。
二.机械中作用的力作为发动机的曲柄滑块机构P-驱动力(爆发力)Mr –阻力矩(工作阻力矩)G2 –连杆重力重心上升-阻力,重心下降-驱动力F S2、 M S2 - 惯性力与惯性力矩,N、F f –正压力与摩擦力7.2 机械中的摩擦及效率一.机械中的摩擦(一)移动副中的摩擦1.平面摩擦摩擦力产生的条件:(1)两物体直接接触,彼此间有正压力;(2)有相对运动或相对运动的趋势。
作用:阻止两物体产生有相对运。
设摩擦系数为u,F21=uN 21F21tg,φ-摩擦角N21将 F21与 N21合成为 R21R21-总反力(全反力)P X P分解为 P和 P ,tgX Y P Y( P X P sin、 P Y P cos )F21P X,有F21tgY 方向平衡: Py=N 21,即:tg tg P Xtg讨论:①总反力 R21恒与相对速度V 12成 90° +φ②当β >φ, P X > F21,滑块作加速运动;当β =φ, P X = F21,动则恒动,静则恒静;当β <φ, P X < F21,原来运动,作减速运动,原来静止,永远静止,称自锁。
③ 自锁条件:β≤φβ=φ,条件自锁(静止);β<φ,无条件自锁。
2.斜面摩擦斜面机构如图,滑块置于升角α的斜面上,摩擦角为φ,作用于滑块上的铅垂力为Q,求滑块等速上升和下降时所需水平平衡力P 和 P’。
(1)求等速上升水平平衡力 PP-驱动力, Q-阻力PQ R 21 0 ,tg ()P,P Qtg () (1)Q( 2)求等速下降水平平衡力 P ’Q -驱动力, P ’-阻力P'Q R 21 0 ,tg () P ',P 'Qtg () (2)Q讨论:① 欲求下滑 (反行程) P ’,只需将式 ( 1)中 P →P ’,φ→ (-φ )② 下滑时,当α >φ, P ’为平衡力α <φ, P ’为负,成为驱动力的一部分,该条件下,若无 P ’,则无论 Q 多大,滑块不下滑,称自锁,自锁条件:α≤φ。
机械动力学Copyright @ 2009 HRBEU 702All Rights Reserved绪论一、机械动力学性质1.机械:机构、机器的总称。
(机械原理)2.动力学:研究刚体运动及受力关系的学科。
动力学正问题—已知力(力矩)求运动;动力学反(逆)问题—已知运动求力(力矩)。
机械动力学:是研究机械在力作用下的运动、机械在运动中产生的力(力矩)的科学。
F ma=例:机构组成性质:曲柄、急回。
若已知力(力矩),当机构处于平衡状态时,求力矩(力)--机械静力学问题。
若已知M、F,求ω、v 时—机械动力学。
ωM Fv二、机械动力学研究内容1. 描述机械有那些基本参数1)机构参数:几何参数(杆长);物理参数(质量m,转动惯量J)。
2)运动参数:转角θ、ω、α、s、v、a。
3)力矩M、力F。
2. 内容1)已知机械的物理、几何参数进行动力学分析。
a、已知力求运动;b、已知力求运动。
可表示为:2)已知运动、受力求结构这是机械设计研究问题,一般实际做法是先设计后校核,少数情况是直接求设计参数。
例:(,)(,,,,,,)f F Mg l m J v a ωαZZ X YZ Z q求支点最佳位置。
如果梁静止为静力学问题;如果梁有惯性运动为动力学问题。
3)具体章节内容单自由度运动学方程的建立二自由度运动学方程的建立,如差动轮系、五杆机构多自由度运动学方程的建立,如机械手臂、机器人等理想情况下(无摩擦变形等)考虑摩擦,如铰链、关节处摩擦考虑弹性变形,如杆变形、并联柔性机器人变质量问题,如推土机工作过程、火箭发射过程有间隙情况下动力学研究,不详讲述三、研究对象--以机械为研究对象三大典型机构连杆机构凸轮机构齿轮机构组合机构四、其它1.学习机械动力学目的、意义学习动力学分析问题的思想和基本方法,能够解决一般动力学问题。
2.教材(见前言)3.考核方式开卷。
§1-1 利用动态静力法进行动力学分析一、思路动静法:根据达朗贝尔原理将惯性力计入静力平衡方程,求出为平衡静载荷和动载荷而需在原动件上施加的力(力矩)。
机械动力学动力分析原理机械动力学是力学的一个重要分支,研究机械系统在外力作用下的运动规律。
在机械系统的设计、制造和优化过程中,动力分析起着重要的作用。
动力分析主要是指通过计算和分析力学参数,来研究机械系统的运动学特性、力学特性和动力学特性。
本文将介绍机械动力学动力分析的基本原理。
一、动力学基本概念在进行机械动力学动力分析之前,我们首先要了解一些基本概念。
1. 动力学:研究物体的运动是如何受到力的作用而改变状态的学科。
2. 动力学分析:通过对机械系统的力学参数进行计算和分析,以研究机械系统的运动规律和力学特性。
3. 动力:物体改变其状态所受到的力。
4. 动力学平衡:在机械系统中,当物体的运动状态不发生变化时,称为动力学平衡。
5. 力矩:力在力臂上的作用产生的力矩。
6. 动力矩:力矩与角速度的乘积,反映了物体绕固定轴旋转的难易程度。
二、动力分析的原理机械动力学动力分析的原理主要基于牛顿第二定律和动量定理。
1. 牛顿第二定律牛顿第二定律是机械动力学的基础,表明物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
在直线运动中,牛顿第二定律可以表达为F=ma,其中F是物体所受的合外力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
在旋转运动中,牛顿第二定律可以表达为τ=Iα,其中τ是物体所受的合外力矩,I是物体的转动惯量,α是物体的角加速度。
2. 动量定理动量定理表明,当物体所受的合外力矩为零时,物体的角动量守恒。
动量定理可以表达为Στ=0,其中Στ是物体所受的合外力矩。
三、动力分析的应用机械动力学动力分析的应用非常广泛,涉及到各种机械系统的设计和优化。
1. 运动学分析通过对机械系统的运动学参数进行计算和分析,可以了解机械系统的运动规律和运动状态。
例如,可以计算机械系统的速度、加速度和位移等参数。
2. 力学分析通过对机械系统的力学参数进行计算和分析,可以了解机械系统所受的各种力和力矩的大小和方向,从而为机械系统的设计提供依据。
机械动力学
机械动力学是一种力学分支,用来研究物体的运动规律。
机械力学的基本原理是,物体受力时要考虑它的动量、势能和力学运动状态。
机械力学研究物体受力后,如何协调运动以实现力学系统的最终目标。
机械动力学的基本方程是力学平衡方程,它描述了物体在力学运动中,受力的情况下,动能、势能和运动状态变化的情况。
力学平衡方程主要由三个部分组成:力学定制、力学规律和力学流形。
力学定制是机械动力学的基本原理,它涉及物体的力学变化,包括物体的运动状态、势能和动能。
力学定制可以用来计算物体受力时,各变量的变化速率。
力学规律是机械动力学的第二个基本原理,它涉及物体在力学运动中受力所产生的力学变化。
力学规律具体表示为:物体受力时,质量、动量、势能和动能会发生变化。
力学流形是机械动力学的第三个基本原理,它涉及物体在力学运动中受力的情况下,力学参数的变化。
力学流形是由力学规律的积累,它可以提供物体在各种力学变化状态下的精确的运动状态。
机械动力学是一种比较复杂的力学,研究不仅仅限于物体受力时的运动状态,还可以涉及力学设计与分析、力学模拟、力学断裂以及力学仿真等方面。
它可以帮助科学家们深入了解物体运动规律,为人们在有限工作环境中分析残缺机械参数提供技术支持,实现更加省力、精确且有效的力学分析。
在当今社会,机械动力学已成为一门重要的科学,广泛应用于工
程设计、航天技术、发动机技术、精密仪器等领域。
未来,机械动力学将继续发挥重要作用,在复杂的工程设计及技术开发过程中,与其他科学形成有机结合,以实现精确、有效的力学应用。
机械工程中的机械动力学分析机械动力学是机械工程中的一门重要课程,它主要研究机械系统的运动规律、力学特性和动力学特性等问题。
从广义上讲,机械动力学可以分为静力学和动力学两部分,其中静力学研究机械系统在静止状态下的受力情况和平衡条件,而动力学则研究机械系统在运动状态下的运动规律和动力学特性。
本文将针对机械动力学中的动力学部分进行分析和讨论。
一、机械系统的运动规律机械系统的运动规律可以通过牛顿第二定律和角动量定理来描述。
牛顿第二定律表明,机械系统受到的合外力等于其质量乘以加速度,即F=ma。
对于刚性物体,牛顿第二定律可以表示为:ΣF=ma其中ΣF表示作用在物体上的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
在运用牛顿第二定律求解机械系统运动规律时,需要根据实际情况选择适当的坐标系,并建立相应的运动方程。
角动量定理则是描述旋转运动的重要定律。
对于刚性物体的旋转运动,它的角动量可以通过以下公式来计算:L=Iω其中,L表示角动量,I表示物体的转动惯量,ω表示角速度。
根据角动量定理,系统中的合外力矩等于角动量的导数,即M=dL/dt通过角动量定理可以求解物体在旋转运动中的角加速度和角速度等参数。
二、力学特性的分析在机械动力学中,机械系统的力学特性包括弹性变形、破坏和能耗等方面。
弹性变形是机械系统在受到外力作用时,发生一定程度的形变而能够恢复原状的特性。
破坏是机械系统在受到过大的外力作用时,无法再恢复原状的特性。
能耗则是机械系统在运动或变形过程中所消耗的能量。
机械系统的弹性变形特性可以采用胡克定律来描述。
根据胡克定律,弹性形变发生时的应变与应力成线性关系。
对于一维弹性形变的情况,胡克定律可表示为:σ=Eε其中,σ表示应力,E表示弹性模量,ε表示应变。
胡克定律可以用来计算机械系统的弹性变形量。
机械系统的破坏特性可以采用强度学说来描述。
强度学说认为,在机械系统被外力破坏之前,其受到的最大应力应小于其材料的屈服强度。
机械动力学机械动力学是机械工程的一个重要分支,它是一门研究物体的大小、形状、机构及运动的科学。
内容涵盖物理、力学、化学、材料科学、计算机科学和生物学等学科领域,并研究机械系统、工程机械以及各种物质运动问题,为机械工程领域提供理论支持。
机械动力学主要攻克三大难题:第一是关于物质在力械系统中传递、转换及被能量影响的机制。
第二个难题是关于机械系统的动力学性能,包括阻尼、刚度、转动惯量等,它们在物理学中被称作系统参数,它们能反映出物质运动的宏观特性。
第三个难题是关于物体的结构、机构、形状等,这反映出物质运动的宏观特性,例如物体的柔性或者刚性。
机械动力学的研究方法和应用广泛,有数学分析法,特别是拉格朗日多元微分方程,以描述物质在运动中变换的过程;还有实验测量法,如力计、振动计和粒子传感器,它们可以快速准确测量物质运动中的参数变化;有数值模拟法,如有限元法、离散元法、库伦法等,它们可以模拟物质在各种复杂条件下的运动;还有控制理论和正反控制等,这些也是机械动力学领域的重要研究内容。
机械动力学的应用领域非常广泛,如机械工程中的机械设计、机械制造、机械运动分析、机械传动系统、阻尼控制、模型分析、机械修理等;航空航天工程中的空气动力学、宇宙物理学、力学、气动学等;军事工程中的弹道学、飞行动力学、航空发动机等;还有汽车工程、核工程等,机械动力学的理论及技术应用极为广泛。
未来,机械动力学将会给对机械工程设计、制造及保养带来积极变化,有助于各种设备的优化设计和更高效的运行,改善机械系统的可靠性和可用性,缩短交付时间,降低成本。
未来,机械动力学将会发展为一门非常重要的工程学科,以实现更高质量、更低成本的技术进步。
从机械动力学的发展及应用来看,它为机械工程领域提供了重要理论支持。
它极大地促进了现代机械设计、制造和修理,使机械系统具有更高的可靠性和可用性,对现代工程技术的发展有着重要的意义。
机械动力学机械动力学是研究机械构件运动的科学,它强调机械构件的物理性质、物理规律和运动规律的分析以及所产生的结果。
它是工程学和物理学的一门重要学科。
机械动力学的研究对象也包括机械系统和机械结构,它涵盖了机械中所有的构件和元件,其中包括弹簧、螺栓、联接杆以及多节折杆、活动构件等等。
机械动力学的研究包括动力分析、结构动力分析、运动学模型以及弹性动力学研究等多方面的研究。
动力分析是研究机械构件的运动规律、受力规律以及受力的来源。
结构动力分析是分析机械构件的结构特性,包括构件的静态特性、动态特性和动态反应特性。
运动学模型是利用运动学分析来求解机械系统或机械构件的运动规律,找出其位置、速度和加速度的关系。
弹性动力学研究是分析机械构件或机械系统在受力时位移和变形的变化规律,研究机械构件弹性变形特性和稳定性等方面的内容。
机械动力学在工程设计和研究中占据重要地位。
在工程中,机械动力学的研究主要集中在机械设备的动力设计和动力分析方面。
例如,在设计某种机械设备时,需要对机械构件的运动规律进行动力分析,以便确定机械设备的动态特性,使机械设备能够满足其安全、可靠和持续可用的要求。
在工程研究中,机械动力学要求研究者清楚地了解机械构件的运动规律,以及构件可能出现的不确定性和冲击力对机械构件的影响,使其能有效的研究机械系统的运动特性。
在实际工程应用中,机械动力学的研究是应用最广泛的,它不仅能够发掘机械系统的运动规律,而且能够发现机械构件或机械系统在运行过程中可能出现的缺陷和质量问题,从而帮助设计和实现更高效、更安全的机械设备。
机械动力学是实际工程应用中重要的科学,它不仅能够提供基础理论,而且能够有效地帮助设计和实现高效、安全的机械设备,使机械设备的效率有所提高。
本文就机械动力学的基本概念、研究内容以及在工程设计和研究中的应用进行了阐述,以期提供一定的理论参考,促进对机械动力学的研究。
机械设计中的机械动力学性能研究机械动力学性能研究是机械设计过程中的重要一环。
通过对机械系统的运动和力学特性进行研究,可以优化设计方案,提高机械系统的性能和可靠性。
本文将从机械设计中的动力学基础、动力学分析方法和动力学性能评价等方面展开论述。
一、机械动力学的基础知识在进行机械设计时,熟悉机械动力学的基础知识是必不可少的。
首先需要了解质点的运动定律和牛顿定律,这是机械动力学研究的基础。
其次,还需要了解刚体运动学和动力学的基本概念,如刚体的位移、速度、加速度以及刚体的力学平衡条件等。
同时,对于机械设计中常见的力学原理和原型有一定的了解,比如杠杆原理、轮齿传动原理、离心力原理等。
二、机械动力学分析方法机械动力学分析方法是研究机械系统运动和力学特性的关键。
常用的分析方法包括解析方法、数值方法和试验方法等。
解析方法是应用数学方法求解机械系统的运动和力学特性,可以得到精确的解析解。
常用的解析方法有拉格朗日方程法和哈密顿原理等。
数值方法则是采用数值计算的方式求解机械系统的运动和力学特性,常用的数值方法有有限元法和刚体-柔体耦合方法等。
试验方法是通过实验手段来测量机械系统的运动和力学特性,能够得到真实的系统响应。
通过试验方法可以验证理论分析的正确性,并获得更准确的系统参数。
三、机械动力学性能评价机械动力学性能评价是对机械系统性能进行综合评估的过程。
常用的性能评价方法包括振动分析、动力学特性分析和动力性能分析等。
振动分析是对机械系统振动特性的研究,通过振动分析可以评估系统的稳定性和动态特性,以及对系统中各个零部件产生的振动效应。
动力学特性分析则是对机械系统运动特性的研究,包括加速度、速度、位移等运动参数的分析。
动力性能分析是对机械系统的功率、能量、效率等性能指标进行评估,通过动力性能分析可以评估机械系统的工作负荷和能量利用效率。
四、机械动力学性能研究的应用机械动力学性能研究在机械设计中有广泛的应用。
首先,在产品设计阶段,通过对机械系统的动力学性能进行研究,可以为产品的结构设计和参数优化提供依据。
1·什么是机械动力学?研究机械动力学的目的是什么答:机械动力学是研究机械在力的作用下的运动和机械在运动过程中产生的力,并从力和运动相互作用的角度进行机械的设计与改进的科学。
研究目的:分析和综合两个方面,分析:研究现有的机械;综合:设计新机械使之达到给定的运动学,动力学要求2·什么是机械动力学的正问题?什么是机械动力学的反问题?正问题:给定机械的输入力合阻力的变化规律,求解机器的实际运动规律反问题:已知机构的运动和阻力,求解应施加于原动构件上的平衡力,以及各运动副的反力 3·什么是动态静力分析?答:根据达朗贝尔原理,将惯性力计入静力平衡方程,来求出为平衡静载荷和动载荷而需要在驱动构件上施加的输入力或力矩,以及各运动副中的反作用力,这种分析方法为动态静力分析4·什么是机械的平衡?平衡的目的?惯性力对机械的不良作用?答:使机械中的惯性力得到平衡,这个平衡为机械的平衡平衡目的:消除或者部分消除惯性力对机械的不良作用,从而减轻机械振动,改善机械工作性能,提高机械工作质量,延长机械使用寿命,减轻噪音污染不良作用包括:(1)惯性力在机械各运动副中产生附加的动压力增加运动副的摩擦磨损从而降低机械的效率和寿命(2)惯性力的大小和方向产生周期性的变化引起机械及基础发生振动使机械工作精度和可靠性下降,也造成零件内部的疲劳损坏。
当振动频率接近振动系统的固有频率时会产生共振,从而引起其机器和厂房的破坏甚至造成人员伤亡5·什么是摆动力和摆动力矩答:摆动力为机构所有运动构件惯性力之合力。
摆动力矩为机构所有运动构件惯性载荷的合力矩6·什么是静代换?什么是动代换?答:使惯性力保持不变的代换为静代换;使惯性力和惯性力矩均保持不变的代换为动代换 7·质量代换三个条件:1.各代换质量综合应等于原来构件的质量2.各代换质量的总质心应与原来的质心相重合 3.各代换质量对坐标原点的转动惯量之和应等于原构件对坐标原点的转动惯量8·机械的不完全平衡:只考虑惯性力平衡,而不考虑惯性力矩平衡的平衡方法机械的完全平衡:使摆动力和摆动力矩均为零的平衡方法完全平衡的条件:n x i i i=1m x =0F =-∑ ; ..n y i=1F 0y i m i =-=∑;n-1......i z i i i i=1F x y y )0i i i m x J =--+∅=∑【(】达到完全平衡的方法:利用机构对称平衡和平衡质量平衡完全平衡优点:减少惯性载荷的影响 缺点:导致机械结构复杂,机械质量大为增加 9·机械的开始运动到终止运动分为哪三个阶段,各是什么特点1) 启动阶段 驱动力功大于阻力功,机械的动能增加,速度加快2) 稳定运行阶段 在这个运动循环中驱动力功等于阻力功,动能的总变化等于零。
第七章机械动力学1. 概述2. 机械中的摩擦与效率3. 机构的动态静力分析4. 机械的平衡5. 机械的运转及动力学模型6. 机械系统速度波动及其调节第七章机械动力学1. 概述2. 机械中的摩擦与效率3. 机构的动态静力分析4. 机械的平衡5. 机械的运转及动力学模型6. 机械系统速度波动及其调节第七章机械动力学第一节概述一、机械动力学的研究内容及意义机构在传递和转换运动的同时必然伴随着力的传递和转换。
机械在工作过程中受到不同性质的力的作用,这些力影响着机械的运动状态。
同时,机械的运动也影响着机械的受力。
机械系统中力和运动的相互作用决定了机械的工作状态。
机械动力学(dynamics of machinery)研究机械在运动中的力以及在各种力作用下的机械运动,分析和评价机械的动力学性能,研究提高机械动力学性能的措施。
这是机械系统分析与设计的一个十分重要的内容。
机械在运动中始终存在摩擦,其运动副中的摩擦力是一种有害阻力,它不仅造成动力的浪费,降低机械效率,而且使运动副元素受到磨损,削弱零件的强度,导致机械运动精度和工作可靠性降低,缩短机械的寿命。
研究机械中的摩擦及其对机械运行和效率的影响,通过合理设计,改善机械运转性能,提高机械效率,是机械动力学分析的重要内容。
机械系统通常由原动机、传动系统、执行系统等组成。
一般来说,原动件的运动不是匀速的,其运动规律取决于各运动构件的质量、转动惯量以及作用在机械上的各种外力。
假定原动件匀速运动进行分析的局限性分析结果与真实情况有差异。
这种假定对于低速、轻载的机械是允许的。
对于高速、重载、大质量的机械,这种分析误差可能直接影响到设计的安全性和可靠性。
实际工况机械运转时,绝大多数机械系统主轴(main shaft)的速度都是波动变化的。
过大的速度波动会影响机器的正常工作,增大运动副中的动负荷,加剧运动副的磨损,降低机器的工作精度和传动效率,缩短机器的使用寿命,激发机器振动,产生噪音等。