23091惯性摩擦力PPT课件

一、移动副中摩擦力的确定
摩擦力F21： Ff21 = f FN21
在外载荷一定时，法向反力FN21的其大小
与运动副表面的几何形状有关。
FR21
Ff21
FN21 v12
1F
1）平面： FN21 = G Ff21 = f G
2 G
2）槽面： FN21 = G / sin Ff21 = f FN21 = f G / sin
惯性力 F I = - m as
惯性力矩 M I = - Js
把 FI 按图示平移 lh ，将两者合二为一。
lh
MI FI
2）作平面移动的构件
FI FI
MI
lh S
as
惯性力 F I = - m as 3）绕定轴转动的构件
绕质心轴转动 绕非质心轴转动
惯性力矩 M I = - Js
惯性力 F I = - m as
令当量摩擦系数：fv = f / sin
Ff21 = f vG
2
1
FN21
2
2G
FN21 92
结束
§9-3 运动副中摩擦力的确定
一、移动副中摩擦力的确定
摩擦力F21： Ff21 = f FN21
在外载荷一定时，法向反力FN21的其大小
与运动副表面的几何形状有关。
FR21
Ff21
FN21 v12
1F
1、平面移动
FR21
FR21 = FN21+ Ff 21
Ff21 = FN21tan
Ff21
—— 摩擦角 =arctan f
2
FN21 v12
1F
总反力方向的确定：
Gຫໍສະໝຸດ Baidu
（1）与法向反力偏斜一摩擦角
（2）偏斜方向与相对速度方向相反
11
结束
§9-3 运动副中摩擦力的确定
二、移动副中总反力的确定
2、斜面移动 (1) 滑块沿斜面上升
力平衡条件： F + G + FR21 = 0
由力多边形得：F = G tan ( +)
（2）滑块沿斜面下降（驱动力为 G） 同理： F + G + F R21 = 0
mB mK m mBb mK k mBb2 mK k 2 JS
k JS mb
mB
k
mC
mB
b
c
三个方程，四个未 知量（ b 、 k 、mB 、 mK ），如确定b
m m
B K
m m
k bk
b bk
6
结束
§9-2 构件惯性力的确定
二、质量代换法
确定惯性力和惯性力矩→ a、 → 复杂
将构件的质量等效简化成几个集中质量→只有惯性力→方便 质量代换法
3）半圆柱面 FN21 = k G Ff21 = f FN21 = f k G
令当量摩擦系数：fv = f k Ff21 = f vG
若圆柱面为点、线接触： k ≈1 若为均匀圆柱面接触： k = /2 其余则介于两者之间。
2 G
v21
1
2
G
10
结束
§9-3 运动副中摩擦力的确定
二、移动副中总反力的确定
将构件的质量等效简化成几个集中质量→只有惯性力→方便 质量代换法
代换前后的总质量保持不变
C
代结换论条：件 代换前后的总质心位置保持不变
B
S
212、））静两 静代代代换换换问点 简代题连单换（线方前两必便后点然，的代通代总换过换转）质 点动心惯B、。量C保可持随不意变选定。对于一般要m求机构，mk采
同用时静选代定换b较、多c，。只满足条件1、2
惯性力矩 M I = - Js
5
结束
§9-2 构件惯性力的确定
二、质量代换法
确定惯性力和惯性力矩→ a、 → 复杂
将构件的质量等效简化成几个集中质量→只有惯性力→方便 质量代换法
代换前后的总质量保持不变
C
代换条件 代换前后的总质心位置保持不变
B
S
代换前后的总转动惯量保持不变 1、动代换问题
m mk
第9章 平面机构力分析 （2课时）
§9 -1 机构力分析的任务、目的和方法 §9 -2 构件惯性力的确定 §9 -3 运动副中摩擦力的确定 §9 -4 不考虑摩擦力时机构力分析 §9 -5 考虑摩擦力时机构力分析（简介）
1
结束
§9-1 机构力分析的任务、目的和方法
一、作用在机械上的力
1）驱动力 ： F V 为锐角，作正功
惯性力是一种什么性质的力，大小如何求？它作正功还是负吗？ 什么时候会用到它？可以忽略吗？
2
结束
§9-1 机构力分析的任务、目的和方法
二、机构力分析的任务和目的
1）确定运动副中的反力 用于计算强度、机械效率、摩擦磨损、决定轴承结构等
2）确定机械上的平衡力（或平衡力偶） 根据作用在机构上的已知外力（或力偶），确定要维持 给定运动规律时所需的未知外力（或力偶）
代换前后的总质量保持不变 代换条件 代换前后的总质心位置保持不变
代换前后的总转动惯量保持不变
2、静代换问题（两点代换）
C S B m
mk
同时选定b、c，只满足条件1、2
mB mK m mBb mKk
mB
k
mC
mB
b
c
mB
m
c b
c
mK
m
b bc
7
结束
§9-2 构件惯性力的确定
二、质量代换法
确定惯性力和惯性力矩→ a、 → 复杂
mB
k
3）另动mm外代BBb一换m个满mK代足Kk换了m点质则量由代代换换的条全件部确条定件。。其代换点mB只能随意b 选定一点c ，而 mC
4）使mm 用KB M 静代Imm换 ，[ bb其m cb惯( B cc性b 力2 偶矩M 将C 产c 生2 ) 误 差J s ]
8
结束
§9-3 运动副中摩擦力的确定
常用方法： 类比和经验公式，或按纯静力学方法对机构在某一特定
位置时大体估算出构件的尺寸、材料。粗略地得到质量、转 动惯量，将它作为初值代入进行力分析。待第一次力分析完 成后，作强度计算，对其进行修正。这个过程反复循环进行。 直至满足要求为止。
4
结束
§9-2 构件惯性力的确定
一、一般力学方法
1）作平面复合运动的构件
三、机构力分析的方法
1）静力学方法
不考虑惯性力因素（低速机械）
2）动态静力学方法
将惯性力视为外力，加于相应构件上，按静力方法分析
图解法、解析法
3
结束
§9-2 构件惯性力的确定
确定惯性力： 设已知构件的质量、转动惯量及运动学参数。
实际上： 在设计新机械时，力分析还未进行时，根本不能作强度计
算，构件的质量、转动惯量是未知的。
2）阻抗力： F V 为钝角，作负功
生产阻力（有效阻力） 由害阻力
常提到的力：原动力、摩擦力、运动副反力、重力、惯性力…
原动力由原动机提供，它是驱动力，那么驱动力只来自原动力吗？ 一提到摩擦力，多会认为是有害阻力。对搅拌机、带传动、自行车呢？
运动副反力（法向、切向）是内力还是外力？它作功吗？
什么时候应考虑重力？作功如何？