《机械设计手册》04惯性摩擦力1

•结束
•§4-2 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
•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。
•F
I
•F
I
•
•MI
•lh •S
•2）作平面移动的构件
•as
•惯性力 F I = - m as •3）绕定轴转动的构件
• 另外一个代换点则由代换条件确定。
•mB
•b
•c
•4）使用静代换，其惯性力偶矩将产生误差
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《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•结束
•§4-3 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。
•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
•mB
•k
•mC
•mB
•b
•c
•三个方程，四个未 知量（ b 、 k 、mB 、 mK ），如确定b
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Baidu Nhomakorabea
《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•结束
•§4-2 构件惯性力的确定
•绕质心轴转动 •惯性力矩 M I = - Js
•绕非质心轴转动 •惯性力 F I = - m as
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•惯性力矩 M I = - Js
《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•结束
•§4-2 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
•1
•FN21
•2 •2 •G
《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•FN21 •2
•结束
•§4-3 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
•FN21
•
•v12
• Ff21
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？
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？
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•结束
•§4-3 运动副中摩擦力的确定
•二、移动副中总反力的确定
•1、平面移动 • FR21 = FN21+ Ff
21
• Ff21 = FN21tan • —— 摩擦角 =arctan f
《机械设计手册》04惯 性摩擦力-1
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2020/11/6
《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•§4-1 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
•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…
•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。
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《机械设计手册》04惯性摩擦力1
•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 •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
•B
•S
•m
•mk
•同时选定b、c，只满足条件1、2
•FR21
•FN21
•
•v12
• Ff21
•1 •F
•1）平面： FN21 = G
•
Ff21 = f G
•2 •G
•2）槽面： FN21 = G / sin
•
Ff21 = f FN21 = f G / sin
•令当量摩擦系数：fv = f / sin
• Ff21 = f vG
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•2
•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
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•结束
•§4-2 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。
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•结束
•§4-1 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）
•mB
•k •mC
•mB
•b
•c
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•结束
•§4-2 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•结换论条：件 •代换前后的总质心位置保持不变
•B
•S
•1）两代换•代点换连前线后必的然总通转过动质惯心量。保持不变
•m
•2•2、）静静代代换换问简题单（方两便点，代代换换）点 B、C 可随意选定。对于一般要求机构•m，k 采
• •同用时静选代定换b较、多c，。只满足条件1、2
•mB
•k
•3）动代换满足了质量代换的全部条件。其代换点只能随意选定一点，而 •mC
•1 •F
•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。
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•2 •G
•v21
•1
•2
•G
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