1-机构的动态静力分析解析
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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
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平面机构的动态静力分析
Kinetostatic Analysis of Planar Mechanism
Machinery Dynamics
机械动力学
Raymond Ding ©
1. 几个相关的概念 2. 平面连杆机构的动态静力分析 3. 平面凸轮机构的动态静力分析 4. 小结
i pi FRi qi FRi1 Mi Ji
vector equation & scalar equation
Machinery Dynamics
机械动力学
Raymond Ding ©
1 0 0 1 q2 y q2 x 0 0 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 p2 y 1 0 q3 y 0 0 0 0 1 p2 x 0 1 q3 x 0 0 0 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
Machinery Dynamics
机械动力学
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机器在运转过程中，受到其各部件本身所具有的 质量和转动惯量在运动状态下产生的惯性作用。 周期性变化的惯性作用是产生机器振动、噪音和 疲劳等现象的主要原因→机构的运动和动力性能。
动力平衡就是为解决这一问题所进行的研究，
它是机构学领域，特别是机构动力学重要的前沿课 题之一。
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
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Several Basic Definitions
机构 mechanism 结构 structure 构件 part；element；components 运动副 kinematic pair 自由度 DOF
Machinery Dyቤተ መጻሕፍቲ ባይዱamics
G FP 0 ks m s M d (r0 s) tan 1 f tan
Machinery Dynamics
机械动力学
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Any questions？
Machinery Dynamics
机械动力学
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Summary
机械动力学
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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
FR1x FR1 y FR 2 x FR 2 y R FR 3 x FR 3 y FR 4 x FR 4 y Md
s 2 F2 x m2 x s 2 F2 y m2 y 2 M 2 J 2 s 3 F3 x m3 x s 3 F3 y B m3 y 3 M 3 J 3 s 4 F4 x m4 x s 4 F4 y m4 y 4 M 4 J 4
机械动力学
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作用在机械上的力
动力 输入功 抗力 阻抗功
⊙生产阻力
F=F(x)， F=F(t)， F=F(v)， F=C
⊙重力 ⊙摩擦力 ⊙其它介质阻力
Machinery Dynamics
机械动力学
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Inertia Force & Inertia Moment 惯性力和惯性矩
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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
i FRi FRi 1 Fi mi s
i pi FRi qi FRi1 Mi Ji
Machinery Dynamics
机械动力学
FR1x FR sin 0
M d FR (r0 s) sin 0
G FP 0 ks m s M d (r0 s) tan 1 f tan
Machinery Dynamics
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平面凸轮机构的动态静力分析
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平面连杆机构的动态静力分析
平衡力矩 为维持原动构 件按假定的理想运动规律 运动，所需施加于原动构 件上的驱动力矩。
Md
Machinery Dynamics
机械动力学
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平面连杆机构的动态静力分析
i FRi FRi 1 Fi mi s
AR B
Machinery Dynamics
机械动力学
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摆动力和摆动力矩 shaking of the base
惯性载荷引起的附加动反力
周期性波动 惯性载荷 贡献度
激励→振动
Machinery Dynamics
机械动力学
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平面凸轮机构的动态静力分析
大小：固有性质+运动状态 方向：反动 广义力：效果形式 两个特例：平动；绕质心转动
i Fi mi s
i M i J i
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看成上述分析方法的 一个应用例子
Md ？
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平面机构的动态静力分析
Kinetostatic Analysis of Planar Mechanism
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1. 几个相关的概念 2. 平面连杆机构的动态静力分析 3. 平面凸轮机构的动态静力分析 4. 小结
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1 0 0 1 q2 y q2 x 0 0 0 A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 p2 y 1 0 q3 y 0 0 0 0 1 p2 x 0 1 q3 x 0 0 0 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
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机器在运转过程中，受到其各部件本身所具有的 质量和转动惯量在运动状态下产生的惯性作用。 周期性变化的惯性作用是产生机器振动、噪音和 疲劳等现象的主要原因→机构的运动和动力性能。
动力平衡就是为解决这一问题所进行的研究，
它是机构学领域，特别是机构动力学重要的前沿课 题之一。
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
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机构 mechanism 结构 structure 构件 part；element；components 运动副 kinematic pair 自由度 DOF
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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
FR1x FR1 y FR 2 x FR 2 y R FR 3 x FR 3 y FR 4 x FR 4 y Md
s 2 F2 x m2 x s 2 F2 y m2 y 2 M 2 J 2 s 3 F3 x m3 x s 3 F3 y B m3 y 3 M 3 J 3 s 4 F4 x m4 x s 4 F4 y m4 y 4 M 4 J 4
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作用在机械上的力
动力 输入功 抗力 阻抗功
⊙生产阻力
F=F(x)， F=F(t)， F=F(v)， F=C
⊙重力 ⊙摩擦力 ⊙其它介质阻力
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原动构件→平衡力矩 Md
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FR1x FR sin 0
M d FR (r0 s) sin 0
G FP 0 ks m s M d (r0 s) tan 1 f tan
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平面连杆机构的动态静力分析
平衡力矩 为维持原动构 件按假定的理想运动规律 运动，所需施加于原动构 件上的驱动力矩。
Md
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平面连杆机构的动态静力分析
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AR B
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摆动力和摆动力矩 shaking of the base
惯性载荷引起的附加动反力
周期性波动 惯性载荷 贡献度
激励→振动
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平面凸轮机构的动态静力分析
大小：固有性质+运动状态 方向：反动 广义力：效果形式 两个特例：平动；绕质心转动
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