(完整版)机械原理(平面机构的力分析新)

第4章平面机构的力分析4.1 复习笔记一、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影响的不同，可分为两大类。

（1）驱动力①定义驱动机械运动的力称为驱动力。

②特点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，称为驱动功或输入功。

（2）阻抗力①定义阻止机械运动的力称为阻抗力。

②特点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，称为阻抗功。

③分类a．有效阻抗力机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态而受到的阻力，即工作阻力。

克服这类阻力所完成的功称为有效功或输出功。

b．有害阻抗力机械在运转过程中所受到的非生产阻力。

克服这类阻力所作的功称为损失功。

2．机构力分析的任务和目的（1）确定运动副中的反力运动副反力是指运动副两元素接触处彼此作用的正压力和摩擦力的合力。

（2）确定机械上的平衡力或平衡力偶平衡力是指机械在已知外力的作用下，为了使该机构能按给定的运动规律运动，必须加于机械上的未知外力。

3．机构力分析的方法对于不同的研究对象，适用的方法不同。

（1）低速机械惯性力可以忽略不计，只需要对机械作静力分析。

（2）高速及重型机械①惯性力不可以忽略，需对机械作动态静力分析。

②设计新机械时，由于各构件尺寸、材料、质量及转动惯量未知，因此其动态静力分析方法如下：a．对机构作静力分析及静强度计算，初步确定各构件尺寸；b．对机构进行动态静力分析及强度计算，并据此对各构件尺寸作必要修正；c．重复上述分析及计算过程，直到获得可以接受的设计为止。

二、构件惯性力的确定构件惯性力的确定有一般力学法和质量代换法。

1．一般力学方法如图4-1-1（a）所示为曲柄滑块机构，借此说明不同运动形式构件所产生的惯性力。

（1）作平面复合运动的构件惯性力系有两种简化方式。

①简化为一个加在质心S i上的惯性力F I2和一个惯性力偶矩M I2，即F I2＝－m2a S2，M I2＝－J S2α2②简化为一个大小等于F I2，而作用线偏离质心S2一定距离l h2的总惯性力F I2′，而l h2＝M I2/F I2F′I2对质心S2之矩的方向应与α2的方向相反。

机械原理平面机构的力分析机械原理平面机构的力分析是对平面机构进行力学分析和力学设计的过程。

平面机构是平面运动副的组合，由多个刚体构成，通过运动副连接起来的，因此需要进行力学分析来了解各个部件之间的力的传递和影响。

平面机构力分析的目的是确定各个部件之间的相对运动和受力情况，从而确定设计参数和优化设计。

首先，进行平面机构的力分析需要了解机构的运动副类型和特点。

平面机构包括直线副、转动副和滑动副等，而不同类型的运动副对应不同的受力情况。

例如，直线副的受力主要是拉力和压力，转动副的受力主要是转轴上的扭矩和轴承力，滑动副的受力主要是摩擦力和压力等。

其次，需要确定机构的约束和自由度，以及受力分析的基准点和坐标系。

约束是机构中连接各部件的运动约束，包括固定约束和运动约束；自由度是机构允许的运动自由度，通过自由度的分析可以了解机构的运动特性。

基准点和坐标系的选择是为了方便受力分析和结果的表示。

接下来，通过自由度分析和约束条件，可以得到机构中各个部件之间的受力关系。

根据受力分析的原理，可以采用静平衡条件、动力学方程或功率分析等方法来计算各个部件的受力情况。

静平衡条件可以用来计算处于平衡状态时的受力情况，动力学方程可以用来计算部件在运动过程中的受力情况，功率分析可以用来计算部件之间的能量传递和能量转换情况。

最后，通过力分析的结果可以进行力学设计和性能评估。

根据受力情况，可以确定各个部件的尺寸、材料和结构形式，以满足所要求的工作条件。

同时，还可以通过分析得到的各个部件的受力情况，来评估机构的运动稳定性和工作性能，从而进行优化设计和改进。

总的来说，机械原理平面机构的力分析是对平面机构进行力学分析和力学设计的过程。

通过力分析可以了解机构中各个部件之间的力的传递和影响，为机构的设计和优化提供基础。

力分析需要了解机构的运动副类型和特点，确定约束和自由度，选择基准点和坐标系，采用适当的方法进行受力分析，最后进行力学设计和性能评估。

机械原理之平面机构的力分析1. 引言在机械设计中，平面机构是一种常用的力传递装置。

它由多个固定的连杆构成，通过铰链连接点连接。

平面机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、传动装置等。

为了正确设计和优化平面机构，了解力的分析是很重要的。

本文将介绍平面机构的力分析方法，包括静力学方法和动力学方法。

2. 静力学方法静力学方法可以帮助我们计算平面机构的力。

它主要根据平衡条件和力的平衡方程来进行计算。

2.1 平衡条件平面机构的平衡条件是指在任何时刻，机构中的各个连杆受力之和为零。

这可以表示为以下公式：$$ \\sum F_x = 0 $$$$ \\sum F_y = 0 $$其中F x和F y分别表示平衡方程的水平和垂直分量。

2.2 力的平衡方程力的平衡方程可以通过使用力向量的加法和减法来得到。

在平面机构中，力的平衡方程可以表示为以下公式：$$ \\sum F_x = \\sum F_{xi} \\cos(\\theta_i) - \\sum F_{xj}\\cos(\\theta_j) = 0 $$$$ \\sum F_y = \\sum F_{yi} \\sin(\\theta_i) - \\sum F_{yj}\\sin(\\theta_j) = 0 $$其中F xi和F yi是作用在连杆上的水平和垂直分力，$\\theta_i$是作用力的夹角，$\\sum F_{xj}$和$\\sum F_{yj}$是作用在铰链上的水平和垂直反力，$\\theta_j$是反力的夹角。

2.3 举例说明假设我们有一个简单的平面机构，由两个连杆和一个铰链组成。

其中，连杆1的长度为l1，连杆2的长度为l2。

连杆1和连杆2之间的夹角为$\\theta$，铰链受到的水平反力和垂直反力分别为F xj和F yj。

现在我们需要计算连杆1和连杆2受力的大小和方向。

根据力的平衡方程，我们可以得到以下公式：$$ F_{x1} - F_{x2} \\cos(\\theta) = 0 $$$$ F_{y1} + F_{yj} - F_{y2} \\sin(\\theta) = 0 $$通过解这些方程，我们可以得到连杆1和连杆2受力的大小和方向。