第一章 机构的动态静力分析
案例1机构的动态静力分析
4 M 4 p4 x FR4 y p4 y FR4 x q4 x FR3 y q4 y FR3x J 4
三个构件，得到9方程，组成一个线性方程组，可 表示为：
AR B
1 0 q2 y 0 A 0 0 0 0 0
A
2 l2
C
φ2
l3 3
φ1
4 l4
D
φ3
x
x:
y:
l1 cos 1 l 2 cos 2 l 4 l3 cos 3 l1 sin 1 l 2 sin 2 l3 sin 3
位移方程式
以上方程组可求解φ2、φ3。
2、速度分析 y l1 cos 1 l 2 cos 2 l 4 l3 cos 3 l1 sin 1 l 2 sin 2 l3 sin 3 上式对t求导，得： l l11 sin 1 l 2 2 sin 2 l3 3 sin 3 1 1 l11 cos 1 l 2 2 cos 2 l3 3 cos 3
G ( FP0 ks) fFR 2 x ms FR cos 0
FR 2 x FR sin 0
FR (r0 s) sin FR 2 x H M 2 0
对凸轮1： FR1y FR cos 0 FR1x FR sin 0
M d FR (r0 s) sin 0
按照上述表示方法可将三个构件的平衡方程展开为： 构件2：
s2 F2 x FR2 x FR1x m2 x
s2 F2 y FR2 y FR1y m2 y
《构件的静力分析》PPT课件
（一）柔性约束
由线绳、链条或胶带等非刚性体所形成的约束。它们 只能受拉不能受压，约束反力的方向沿着中心线而背离被 约束物体。约束反力通常用符号FT来表示。图中线绳上的 约束反力FT1 和FT2 。
（二）光滑面约束 物体与光滑面成点、线、面刚性接触（摩擦力很小，
固定端约束的构件可以用一端插入刚体内的 悬臂梁来表示（图a），这种约束限制物体沿任 何方向的移动和转动，其约束作用包括限制移动 的两个正交约束反力FAx、FAy和限制转动的约束 反力偶MA（图c）。
四、受力图 在对物体进行受力分析时，为了清楚地表示物体的
受力情况，需将研究对象从周围的物体中分离出来，即 解除全部约束，成为分离体。为了使分离体的受力情况 与原来的受力情况一致，必须在分离体上画出所有主动 力，在解除约束的地方画出相应的约束反力。这样所得 到的画有分离体及其全部主动力和约束反力的简图称为 受力图。
二、静力学公理 1．二力平衡公理
刚体仅受两力作用而保持平衡的充分必要条件是： 两力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。如图 所示，即F1=F2
在两个力作用下处于平衡 的刚体，称为二力构件，又称 为二力杆。二力构件受力的特 点是两个力的作用线必沿其作 用点的连线，且等值、反向。
2．加减平衡力系公理 在任意一个已知力系上加上或减去任意的平衡力系， 并不会改变原力系对刚体的作用效应。 力的可传性推理：作用在刚体上的力，沿其作用线移 到刚体上任意一点，不会改变它对刚体的作用效应。
一、平面汇交力系合成的几何法 （一）力的三角形法则
第一章 构件的静力分析
机器的运行是由于力的作用引起的，构件的受力情 况直接影响机器的工作能力。
力是物体间相互的机械作用。力的作用有两种效应： 使物体的机械运动状态发生变化和使物体的形状发生 改变，前者称为运动效应，后者称为变形效应。
机械原理课程设计六杆机构运动与动力分析
机械原理课程设计六杆机构运动与动⼒分析⽬录第⼀部分：六杆机构运动与动⼒分析⼀．机构分析分析类题⽬ 3 1分析题⽬ 32.分析内容 3 ⼆．分析过程 4 1机构的结构分析 42.平⾯连杆机构运动分析和动态静⼒分析 53机构的运动分析8 4机构的动态静⼒分析18 三．参考⽂献21第⼆部分：齿轮传动设计⼀、设计题⽬22⼆、全部原始数据22三、设计⽅法及原理221传动的类型及选择22 2变位因数的选择22四、设计及计算过程241.选取两轮齿数242传动⽐要求24 3变位因数选择244.计算⼏何尺⼨25 五．齿轮参数列表26 六．计算结果分析说明28 七．参考⽂献28第三部分：体会⼼得29⼀.机构分析类题⽬3（⽅案三）1.分析题⽬对如图1所⽰六杆机构进⾏运动与动⼒分析。
各构件长度、构件3、4绕质⼼的转动惯量如表1所⽰，构件1的转动惯量忽略不计。
构件1、3、4、5的质量G1、G3、G4、G5，作⽤在构件5上的阻⼒P⼯作、P空程，不均匀系数δ的已知数值如表2所⽰。
构件3、4的质⼼位置在杆长中点处。
2.分析内容（1）对机构进⾏结构分析；（2）绘制滑块F的运动线图（即位移、速度和加速度线图）；（3）绘制构件3⾓速度和⾓加速度线图（即⾓位移、⾓速度和⾓加速度线图）；（4）各运动副中的反⼒；（5）加在原动件1上的平衡⼒矩；（6）确定安装在轴A上的飞轮转动惯量。
图1 六杆机构⼆.分析过程：通过CAD制图软件制作的六杆机构运动简图：图2 六杆机构CAD所做的图是严格按照题所给数据进⾏绘制的。
并机构运动简图中活动构件的序号从1开始标注，机架的构件序号为0。
每个运动副处标注⼀个字母，该字母既表⽰运动副，也表⽰运动副所在位置的点，在同⼀点处有多个运动副，如复合铰链处或某点处既有转动副⼜有移动副时，仍只⽤⼀个字母标注。
见附图2所⽰。
1.机构的结构分析如附图1所⽰，建⽴直⾓坐标系。
机构中活动构件为1、2、3、4、5，即活动构件数n=5。
第一章机构的动态静力分析
其中A为系数矩阵
0 0 0 1 0 p3 y 1 0 q4 y 0 0 0 0 1 p3 x 0 1 q4 x 0 0 0 0 0 0 1 0 p4 y 0 0 0 0 0 0 0 1 p4 x 0 0 1 0 0 0 0 0 0
系数矩阵中的元素与各构件的质心位置有关。
Md为平衡力矩：
驱动力矩。
构件4：
4 F4 FR 4 FR3 m4 s 4 M 4 p4FR 4 q4FR3 J 4
构件2：
2 F2 FR 2 FR1m2 s 2 M 2 p2FR 2 q2FR1 Md J 2
凸轮作用于从动件的力：FR
FR cos 0 (a) G( FP 0 ks)fFR 2 x m s 从动件的平衡方程：FR 2 x FR sin 0 (b) FR (r0 s)sin FR 2 x H M 2 0 (c )
凸轮的平衡方程：
FR1 y FR cos 0 (d ) FR1x FR sin 0 (e) M d FR (r0 s)sin 0 ( f )
对质心的矩式平衡方程 pI FRi qI FRi1 M I J II 0
方程可改写为
I FRi FRi1FI mI s I pI FRi qI FRi1 M I J I
其中：pI , qI 为从质心至铰链 的矢径
二、平面连杆机构的动态静力分析
第i个构件的力平衡方程 FRi为第（i＋1）个构件作用在第i个构件上 的约束反力。
二、平面梁杆机构的动态静力分析
第I个构件在约束反力、主动力主矢、主矩、惯 性力、惯性力偶矩的共同作用下处于平衡状态。
列出矢量形式的平衡方程
二、平面连杆机构的动态静力分析
机械原理课程设计压床机构
机械原理课程设计说明书设计题目：学院：班级：设计者：学号：指导老师：目录目录....................................................................................一、机构简介与设计数据.......................................................................1.1.机构简介.............................................................................1.2机构的动态静力分析....................................................................1.3凸轮机构构设计........................................................................1.4.设计数据.............................................................................二、压床机构的设计...........................................................................2.1.传动方案设计.........................................................................基于摆杆的传动方案...................................................................六杆机构A ............................................................................六杆机构B ............................................................................2.2.确定传动机构各杆的长度...............................................................三.传动机构运动分析..........................................................................3.1.速度分析.............................................................................3.2.加速度分析...........................................................................3.3. 机构动态静力分析....................................................................3.4.基于soildworks环境下受力模拟分析： ..................................................四、凸轮机构设计.............................................................................五、齿轮设计.................................................................................5.1.全部原始数据.........................................................................5.2.设计方法及原理.......................................................................5.3.设计及计算过程....................................................................... 参考文献.....................................................................................一、机构简介与设计数据1.1.机构简介图示为压床机构简图，其中六杆机构为主体机构。
导杆机构
三、设计内容1、导杆机构运动分析选择表1-1中方案II设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2 L0204 L02A L04B L BC L04S4 X S6 Y S6 G4 G6 P Y P J S4 单位r/min mm N mm kgm2方案Ⅰ60 380 110 540 0.25L04B0.5L04B240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ64 350 90 580 0.3L04B0.5L04B200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ72 430 110 810 0.36L04B0.5L04B180 40 220 620 8000 100 1.2表1-11、机构运动简图。
图1-12、曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“7”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B代表pa4 pa3 a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.09=0.603m/s取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2则由图1-2知，υA4=pa4·μv=29×0.01=0.29m/sυA4A3=a3a4·μv=52×0.01m/s=0.52m/s图1-2υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.44m/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC代表pc5 pb4 b4b5其速度多边形如图1-2所示，有υC5=5Pc·μv=42×0.01=0.42m/s取曲柄位置“7”进行加速度分析，取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得:a A4 =a A4n +a A4t= a A3n +a A4A3k+a A4A3r 大小? ω42l O4A ?√2ω4υA4A3 ? 方向? A→O4⊥O4B A→O2⊥O4B（向右）∥O4B代表pA4’pn4’n4’A4’p’A3’A3’k’k’A4’取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm作加速度多边形图1-3图1-3则由图1─3知:a A4t= n4’A4’·μa =137×0.02m/s2=2.74m/s2α4= a A4t/l O4A = 7.17 m/s2a A4 = pA4’·μa = 138×0.01m/s2 =2.76 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B/l O4A=4.19m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5=a B5+ a C5B5n+ a C5B5t大小?√√?方向∥xx √ C→B ⊥BC代表 P’c5’ P’B5’ n5’B5’ C5’n5’加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm其加速度多边形如图1─4所示，有图1-4a C5B5t= n5’c5’·μa =31×0.02m/s2 =0.62m/s2a C5 = P’c5’·μa =179×0.02m/s2 =3.58m/s23、曲柄位置“10”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。
第1章 机构静力分析基础
第1章机构静力分析基础学习目标正确理解力的概念及静力学基本定理；理解常见的约束及约束力的特点；掌握物体受力分析的方法，能画出研究对象的受力图；掌握力投影的概念及求法、合力投影定理；会求解平面汇交力系合成的解析法；熟悉力对点之矩的概念，合力矩定理，力对点之矩的求法，力偶及力偶矩的概念，力偶的性质；掌握力的平移定理，平面任意力系的简化，固定端约束，不考虑摩擦的平面力系的平衡方程及应用。
1．1力的基本概念及其性质1．1．1 力的概念人们在长期的生产实践活动中，经过不断地观察和总结，建立了力的概念。
1．定义力是物体问相互的机械作用。
这种作用使物体的运动状态、形状或尺寸发生改变。
力使物体的运动状态发生改变称为力的外效应；力使物体的形状或尺寸发生改变称为力的内效应。
例如：用手推门时，手指与门之间有了相互作用，这种作用使门产生了运动；用空气锤锻打工件，空气锤和工件问有了相互作用，工件的形状和尺寸发生了改变。
2．刚体在外力作用下不发生变形的物体称为刚体。
例如，用脚踢皮球，脚和球体之间产生了相互作用，球体的运动状态和形状尺寸同时发生了改变，力对球体的这两种效应并不是单独发生的，而是同时发生的。
当研究物体的运动规律(包括平衡)时，可以忽略不计形状尺寸改变对运动状态改变的影响，把物体抽象为不变形的理想化模型——刚体，这是将物体抽象化的一个最基本的力学模型。
3．力的三要素力对物体的效应取决于力的三要素，即力的大小、方向和作用点。
力是一个既有大小又有方向的量，称为力矢量，用一个有向线段表示。
线段的长度按一定的比例尺表示力的大小；线段箭头的指向表示力的方向；线段的始端A(图1—1)或末端B表示力的作用点。
力的单位为牛顿(N)。
4．力系与等效力系若干个力组成的系统称为力系。
若一个力系与另一个力系对物体的作用效果相同，那么这两个力系互为等效力系。
若一个力与一个力系等效，则称这个力为该力系的合力，图1—1力矢量而该力系中的各力称为这个力的分力。
1-机构的动态静力分析
静力分析是基础
加入惯性力，成为动态静力分析
力平衡是根本 矢量形式和标量形式是统一的； 力平衡和力矩平衡是独立的。 重视对机架的附加反动 摆动力和摆动力矩对机器的影响 研究平衡力矩的特性 在动态设计中的指导意义
Machinery Dynamics
机械动力学
Raymond Ding ©
Question 1
Prob. 图为一对心直动从动件圆 盘凸轮机构，假定凸轮作等速回转 运动，忽略凸轮轴可能存在的速度 波动。求作用于凸轮上维持其等速 回转的平衡力矩。
看成上述分析方法的 一个应用例子
Md ？
Machinery Dynamics
机械动力学
Raymond Ding ©
Equation s
Machinery Dynamics
机械动力学
Raymond Ding ©
G ( FP0 ks) fFR 2 x ms FR cos 0
FR 2 x FR sin 0
FR (r0 s) sin FR 2 x H M 2 0
FR1y FR cos 0
G FP 0 ks m s FR cos f sin
Raymond Ding ©
平面连杆机构的动态静力分析
equations of equilibrium
原动构件→平衡力矩 Md
FRi FRi 1 Fi mi i s
pi FRi qi FRi1 Mi Jii
Machinery Dynamics
机械动力学
G FP 0 ks m s M d (r0 s) tan 1 f tan
Machinery Dynamics
牛头刨床导杆机构的运动分析、动态静力分析
摘要——牛头刨床运动和动力分析一、机构简介与设计数据1、机构简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1-1a。
电动机经皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。
刨床工作时，由导杆机构2 –3 –4 –5 –6 带动刨头6和刨刀7作往复运动。
刨头右行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量；刨头左行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生常率。
为此刨床采用有急回作用的导杆机构。
刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1 – 9 – 10 – 11 与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件做一次进给运动，以便刨刀继续切削。
刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约0.05H的空刀距离，图1-1b），而空回行程中则没有切削阻力。
因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量a b图目录摘要 (III)1设计任务 (1)2 导杆机构的运动分析 (2)导杆机构的动态静力分析 (4)3.1运动副反作用力分析 (4)3.2力矩分析 (6)4方案比较 (7)5总结 (10)6参考文献 (10)《机械原理课程设计》说明书1设计任务机械原理课程设计的任务是对机器的主题机构进行运动分析。
动态静力分析，确定曲柄平衡力矩，并对不同法案进行比较，以确定最优方案。
要求根据设计任务，绘制必要的图纸和编写说明书等。
2 导杆机构的运动分析2.1 速度分析取曲柄位置1’对其进行速度分析，因为2和3在以转动副相连，所以V A2=V A3，其大小等于ω2l02A，指向于ω2相同。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4 = υA3 + υA4A3大小 ? √ ?方向⊥O4A ⊥O2A ∥O4B选比例尺μv=0.004（m/s）/mm，做出速度矢量图（见图a）νA4=0.088m/sνA3=0.816m/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得υC5 = υB5 + υC5B5大小 ? √ ?方向∥XX ⊥O4B ⊥BC取速度极点p，选比例尺μv=0.004（m/s）/mm，做出速度矢量图（见图a）νC5=0.16m/sνC5B5=0.044m/s2.2 加速度分析取曲柄位置“1”进行加速度分析。
平面机构的动态静力分析
▼对相应构件加上惯性力；
▼动力学反问题求解。已知运动状态和工作阻力，求平衡力
矩，运动副反力及变化规律。在此基础上求机座的摆动力和
摆动力矩。
主要内容
§1-1刚体运动惯性力的简化 §1-2平面连杆机构的动态静力分析 §1-3平面凸轮机构的动态静力分析
机械动力学
§1-1刚体运动惯性力的简化
机械系统是由各种构件组成，每一个构件是一个刚体，刚体的
yc3
xc3
2
3 xd
（2）取整体为对象：受力如图。
F3 yI
其中：
Md
F3 xI
F4 xI
FRAy
M 3Ic
FRDy
机械动力学
（3）列方程求解
取AB为对象：
F3 yIMd来自F4 xIFRAx FRAy
M 3Ic
F3 xI
FRDy
机械动力学
§1-2平面连杆机构的动态静力分析 方法2：达朗贝尔原理求解
机械动力学
§1-1刚体运动惯性力的简化
一、刚体作平移 向质心C简化：
刚体平移时惯性力系合成为一过质心的合力。
FI1
FI
FI2
FIn
机械动力学
§1-1刚体运动惯性力的简化
二、定轴转动刚体
条件： 具有质量对称平面，质量对称 平面垂直于转轴，质心在质量对称平面内 的简单情况。
直线 i :平移,过Mi点，
作用线过C点
机械动力学
§1-2平面连杆机构的动态静力分析
一、构件的惯性力简化
当构件作一般的平面运动时， 某瞬时的角速度和角加速度及 质心加速度分别为
构件的质量及对质心的转动惯 量为
mi riC
J iCi
将虚加在构件上的惯性力向质心简化
机构静力分析基础教案
机构静力分析基础教案教案标题：机构静力分析基础教案教案目标：1. 理解机构静力学的基本概念和原理；2. 掌握机构静力学分析的基本方法和步骤；3. 能够应用机构静力学原理解决简单的力学问题。
教案步骤：引入（5分钟）：1. 通过实例或图片引入机构静力学的概念，让学生了解机构静力学在实际生活中的应用。
知识讲解（15分钟）：1. 介绍机构静力学的基本概念，如力、力的作用点、力的方向和力的大小等；2. 解释机构静力学的基本原理，如平衡条件、受力分析和力的合成等；3. 讲解机构静力学的基本公式和方程，如牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律等。
示范演示（20分钟）：1. 指导学生进行机构静力学分析的步骤，包括受力分析、力的合成和平衡条件的应用；2. 通过示例演示如何应用机构静力学原理解决具体问题，如平衡杆、悬挂物体和斜面等。
实践练习（20分钟）：1. 提供一些练习题，让学生独立或小组完成；2. 监督学生的练习过程，解答他们的问题并提供指导。
讨论与总结（10分钟）：1. 让学生分享他们的解题思路和答案；2. 引导学生总结机构静力学的基本原理和应用方法；3. 回答学生的问题，进一步巩固他们对机构静力学的理解。
任务布置（5分钟）：1. 布置下次课的预习任务，要求学生进一步学习机构静力学的高级内容；2. 鼓励学生参考相关教材和资料，拓宽他们对机构静力学的知识面。
教案评估：1. 观察学生在课堂上的参与度和学习态度；2. 检查学生在实践练习中的完成情况和答案准确性；3. 收集学生的反馈意见，了解他们对教学内容和方法的理解和评价。
教学资源：1. 实例或图片展示机构静力学的应用场景；2. 教材和课件，用于知识讲解和示范演示；3. 练习题和答案，用于实践练习和讨论。
教学扩展：1. 引导学生进行更复杂的机构静力学分析，如平衡力的计算和静力平衡的判定；2. 探讨机构静力学在实际工程中的应用，如桥梁和建筑物的结构分析。
希望以上教案能够对您有所帮助，如有需要，请随时与我联系。
机构静力分析基础辅导
机构静力分析基础辅导
丁仁亮
机构静力分析的要点有以下几点：
1．掌握力和力矩的基本概念并深刻理解四个基本定理；
2．掌握约束的类型和约束力，柔性约束、光滑面约束、铰链约束（固定铰链约束、活动铰链约束和中间铰链）以及固定端约束，要熟练掌握约束力的分析方法，会画出约束力的方向；
3．熟练掌握平面力系平衡方程及其应用。
在本章中，画受力图（各种约束条件下，约束力的分析），列平衡方程求出未知力是要求重点掌握的。
例1：如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F，AB＝BC＝L，BO＝h。
求两吊杆的受力的大小。
图示吊杆都是用铰链联接，A、C是固定铰链，B是中间铰链，构件AB和BC都是二力杆，因此可以判断AB杆的受力一定是沿AB连线方向的，BC杆的受力一定是沿BC连线方向，求拉杆的受力时，要取B点为分离体进行受力分析。
B点受力是汇交力系，可以列两个平衡方程：
∑X ＝0 F BC cos α－F AB cos α＝0 F BC ＝F AB
∑Y ＝0 2 F AB sin α－F ＝0 αsin 2F F AB = 注意：在进行受力分析时，一定要注意所求的问题，根据所求的问题取分离体，再分析分离体的受力。
例2：求图示梁支座的约束反力。
已知：F ＝2kN 。
取梁为分离体，两端都是铰链联接，A 端是固定铰链支座，B 端是活动支座，
梁的受力图如下：
用三个平衡方程求出未知力F A X 、F A Y 、F B ，请同学自行完成。
机械原理课程设计-搅拌机
湖南科技大学机械原理课程设计题目题号：搅拌机学院：机电工程学院专业班级：机三学生姓名：刘丁丁2021-6-7一设计题目：设计一用单相电动机作动力源的搅拌机给定数据要求〔1〕机构运动简图设计数据〔2〕机构动态静力分析设计数据二应完成的工作1 速度、加速度和机构受力分析图2 设计说明书1份。
目录摘要 (5)第一章搅拌机多用处和设计要求 (7)2.1机械简介 (7)2.2机构用处 (7)2.3技术方法 (7)第二章机构简介与设计 (8)3.1 机构简介 (8)3.2 机构简图 (8)3.3设计数据 (9)3.4速度、加速度析 (10)第三章静力分析 (12)结论 (17)心得体会 (18)致谢 (19)参考文献 (20)摘要老式搅拌机体积庞大，构造复杂，本钱高，效率低。
先进的搅拌技术设备，是降低消费本钱，进步成品质量做了很大的改良。
该机采用单相电动机做动力源，可在光大的农村使用，不用担忧需要较高的的动力电压的问题。
文中较详细的介绍了搅拌机的传动系统和执行机构，并对曲柄摇杆进展了详细的速度和加速度分析。
本机在满足消费需要的同时，改变了以往的复杂设计形式，大大缩短了消费周期，降低了本钱价格，进步了效率。
第一章搅拌机的用处和设计要求2.1 机构设计目的1〕改良现有的搅拌机形式，使搅拌机更加容易消费使用；2〕使机构的构造更加简单，更容易拆卸安装；3〕使用简单，使用者更容易掌握操作流程；4〕更好的使同学把所学的东西应用到实际的生活中去。
2.2 机构用处搅拌机是一种对物料进展混合均匀的机器，该机可代替人工在不方便或完成不了时使用，具有消费效率高，构造简单，稳定可靠，容易操作等特点。
搅拌机是用于对物料进展混合所用。
它能使物料在进展加热或在其他行业中能足够的进展混合，到达两种或两种以上的物料在搅拌下混合的非常均匀。
到达人们满意的程度。
该机构也可用在进展农药的混合。
2.3 课题研究的内容及拟采取的技术、方法本课题是对搅拌机的成型机的设计。
机械动力学
能轻巧一些，材质的改善使得构件的截面可
以设 计得更 小一些 ，以减轻 重量 ，节约材 料 ，
节 约能 源 。速 度 高了 ，机械 中 的惯 性 力大 大 增 加 ，而 构件 柔 度加 大 ，则 使 得系 统 更容 易
图
机器人
产生振动。振动降低了机械的精度和寿命，恶化了劳动条件，污染了环境。机械产品高速化、
械系统之内来进行分析。所以动力分析的对象是整个机械系统，在有的文献中常将它称为“机
械 系 统 动 力 学 ”。
静力分析和动态静力分析的数学模型均归结为一个代数方程组的求解，而动力分析则需要
求微分方程或代数 微分混和方程。
弹性动力分析（
）
在上述三 种分析方法中 ，构件均被假 定为刚性的 。随 着机械向轻量 化方向发展 ，构件的柔
对于车辆等机械设备，若振动和噪声过大，则会影响舒适性并污染环境，从而使其不受人 们 欢迎 而被 挤出 市场 。所 以必 须在 设计 阶段 就分 析车 辆的 振动 情况 ，即 采用 动态 设计 方法 。
我国机械工业的综合水平落后于世界先进水平 余年，关键问题之一是设计水平落后。 目前，我国的机械设计基本上仍停留在静态设计阶段，甚至还存在着大量的类比设计。要改变 这种现状 ，必须重视对现代 设计方法的研究和 推广 ，而大力推进 从静态设计向动态 设计的转变 是其主要内容之一。
）的设计中，首先根据机器人
手 部应 完成 的工 作 ，进 行轨 迹 规划 ，即 给定 机
图
牛头刨床
器人手部的运动路径以及轨迹上各点的速度和加速度。然后，通过求解动力学反问题，求出应
施加于各主动关 节处的广义驱动力的变化规律 。动力学反问题在机器人分析中 至关重要 ，它是
机器人控制器设计的基础。若已知各关节的
机械原理-机构动态静力分析解析法
fi(ns2,2)
fi(ns2,1)
ns2 fnn2,2)
k1 fr(n1,2)
n3
fr(n3,1)
nn2
f(nn2,1)
n1
fr(n1,1)
六杆机构动态静力分析例
7
3 y 1 1
构件号 质心位置点号 质量(kg) 转动惯量(kg-m2) 1 1 50 1.3
5 2
9 6
4
5
6
k1 k2 p vp ap t e fr
虚 n1 n2 n3 ns1 ns2 nn1 nn2 nexf 实
5 10 6 9 6
0
6
6
4 5
p vp ap t e fr
虚 n1 n2 n3 ns1 ns2 nn1 nn2 nexf
k1 k2 p
vp ap t
e fr
实
3 2 4
7 8
0
5
0
2 3 p vp ap t e fr
7
3 2
4 3 8
5
2
主程序及结果
①
3
1
虚 n1 ns1 nn1 k1 p ap e fr tb
实
1
1
3
1
p ap
e
fr
tb
平衡力的简易求法
根据虚位移原理
(F
dsi Ti d i ) 0 i
d i i dt
i i i
Tb 1
dsi vi dt
i
(F v T )
i i i i ix ix
1
(F v T ) 0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运动学方程（三种方法） 运动学方程（三种方法）
r1 + l 2 + l 3 + l 4 + l1 + ( − r1 ) = 0 r1 + l 2 + l 3 + l 4 + l1 = r1
r1 + l 2 + l 3 + l 4 = r4
运动学方程窍门： 运动学方程窍门：找所有运动学 闭环通路，只要有运动部件处， 闭环通路， 只要有运动部件处， 闭环就要经过
将三组方程相加得
− FR1 + FR4 + ( F2 + F3 + F4 ) − ∑ mi ɺɺi = 0 s
i=2
4
ɺɺ r4 × FR4 + ∑ ( si × Fi ) + M d − ∑ M i − ∑ ( si × mi ɺɺi ) − ∑ J iϕ i = 0 s
i=2 i=2 i=2 i=2
牛顿—欧拉方程
牛顿方程 s − FRi −1 + FRi + FI = mi ɺɺi ɺɺ 欧拉方程（力矩方程， qi × (− FRi −1 ) + pi × FRi + M I = J iϕ i 向构件质心简化。
建立所有构件动力方程 1、先建立坐标系（放在特殊点处）； 、先建立坐标系（放在特殊点处） 2、给构件、铰链编号； 、给构件、铰链编号； 3、画出构件质心、铰点矢径。 、画出构件质心、铰点矢径。 4、确定构件受力。 、确定构件受力。 5、运用牛欧方程建立所有构件动力方程。 、运用牛欧方程建立所有构件动力方程。 6、根据运动学方程和动力方程求解平衡 、 所需驱动力和各运动副约束反力。 所需驱动力和各运动副约束反力。
摆动力和摆动力矩当然可通过前面得到的运动副约 束反力而直接获得。 但为了明确其物理意义， 束反力而直接获得 。 但为了明确其物理意义 ， 下面 通过达朗贝尔方程进行推导，得到其数学表达式： 通过达朗贝尔方程进行推导，得到其数学表达式：
平面四连杆机构 运动构件对机座 的反作用力和反 作用力矩
F0 = FR1 − FR4
M 0 = r4 × (− FR4 )
s − FR1 + FR2 + F2 − m2 ɺɺ2 = 0 ɺɺ ɺɺ r1 × (− FR1 ) + r2 × FR2 + s2 × F2 + s2 × (−m2 s2 ) + M 2 + M d − J 2ϕ 2 = 0 s − FR2 + FR3 + F3 − m3ɺɺ3 = 0 ɺɺ ɺɺ r2 × (− FR2 ) + r3 × FR3 + s3 × F3 + s3 × (−m3 s3 ) + M 3 − J 3ϕ 3 = 0 s − FR3 + FR4 + F4 − m4 ɺɺ4 = 0 ɺɺ ɺɺ r3 × (− FR3 ) + r4 × FR4 + s4 × F4 + s4 × (−m4 s4 ) + M 4 − J 4ϕ 4 = 0
分析构件I的受力和运动状态 分析构件 的受力和运动状态 1、先建立坐标系 、 2、分析受力 、 3、运动分析 ， 画出关键点的 、 运动分析， 矢径。 矢径。 运用达朗贝尔原理（ 运用达朗贝尔原理 （ 最简单 的力学理论）建立构个I的动 的力学理论 ） 建立构个 的动 力方程： 力方程：
力平衡方程 s − FRi −1 + FRi + FI − mi ɺɺi = 0 ɺɺ ɺɺ ri −1 × (− FRi −1 ) + ri × FRi + s I × FI + s I × (−mi si ) + M I − J iϕ i = 0 力矩平衡方程，可向任意位置简化。
动力学方程
三、 机构的摆动力和摆动力矩
动态静力分析的任务除了求得驱动力和运动副反力 以外， 以外 ， 还要关注和求解运动构件与机座相连的运动 副约束反力中的动载荷（ 摆动力和摆动力矩） 副约束反力中的动载荷 （ 摆动力和摆动力矩 ） 。 因 为在高速下惯性载荷占主要成份， 为在高速下惯性载荷占主要成份 ， 而且惯性载荷是 周期性波动的，是引起振动的主要激励。 周期性波动的，是引起振动的主要激励。
1.1 平面连杆机构的动态静力分析 一、 构件的惯性力和惯性力矩
平面机构中作一般平面运动的构件会产生一个惯性力
ɺɺ − mi ɺɺi 和一个惯性力矩 − J iϕ i s
。
二、 平面连杆机构的动态静力分析
关键：根据达朗贝尔原理建 立动力学模型。 建立每个构件的力和力矩平 衡方程。 衡方程 。 所以要分析每个构 件的受力和运动状态。 件的受力和运动状态。
4
4
4
4
最终得到摆动力和摆动力矩（平面连杆机构）的表达式
Fs = − ∑ mi ɺɺi s
i=2
4
ɺɺ M s = − ∑ ( si × mi ɺɺi + J i静力分析
在动态静力分析中要计入惯性力， 在动态静力分析中要计入惯性力，而为求出惯性力又需知 道构件的加速度， 道构件的加速度，所以在动态静力分析中首先要进行运动分 析。在进行运动分析时是假定运动构件按某种理想的运动规 律运动的（多数机构的驱动构件均假定为作等速回转运动） 律运动的（多数机构的驱动构件均假定为作等速回转运动）， 由于采用了这样一种假定， 由于采用了这样一种假定，在动态静力分析中便不涉及到原 动机的特性。因而， 动机的特性。因而，这在本质上是一种理想化运动状态下的 力分析。它应用于动力学反问题中： 力分析。它应用于动力学反问题中：已知机构的运动状态和 工作阻力，求解平衡力矩、各运动副反力及其变化规律， 工作阻力，求解平衡力矩、各运动副反力及其变化规律，并 在此基础上求出对机座的摆动力和摆动力矩。 在此基础上求出对机座的摆动力和摆动力矩。