机械动力学
机械动力学
…………………② …………………③ 阻力(矩)不变。
M r0 r M d d
0 Md Md
＝
不计摩擦驱动力(矩)
计摩擦驱动力(矩) 计摩擦阻力(矩)
Mr ＝ 0 Mr
不计摩擦阻力(矩)
驱动力(矩)不变。
第四节 刚性转子的平衡设计
1.静平衡设计（D/b5）
o表征几何形状对摩擦力的影响。
θ
Q
θ
N 21 2
②
N 21 2
①
3）o 总汇 （1） 简单平面移动副
o =
N21
v12 P
f21 1 2 Q
3）o 总汇
（2） V形槽移动副
Q
o=/sin
θ
θ
N 21 2
②
N 21 2
①
3）o 总汇
比较槽面摩擦：o=/sin
（3） 三角螺旋副 Q
34
FR R32
1 4
2
R41
R43
R12
21 23
Md R41
2
R43
FR
1
4
3 V34
R32
【教师例7-2】图示平底摆动从动件盘状凸轮机构的 凸轮为圆盘，摩擦圆、摩擦角、驱动力矩Md、阻力FR 如图所示。试画出图示机构的静力分析图。
【解】 R12 2 R32 FR
1、Md
二、单自由度系统等效力学模型的建立 1.建立系统运动方程 建立依据： dE dW Ndt
1 1 1 1 2 2 2 2 J J m m E S1 1 S2 2 2 S2 3 S3 2 2 2 2 N M d 1 m2 g S 2 cos Fr S 3
机械动力学基础
机械动力学基础简介机械动力学是研究物体运动的学科，它是力学的一个重要分支。
它主要研究物体受到外力作用下的运动规律，包括力的作用、物体的受力分析和转动等相关内容。
本文将介绍机械动力学的基础概念、定律和公式，并给出相关的实例和应用。
1. 机械动力学基本概念在进入机械动力学的深入研究之前，我们首先需要了解一些基本概念。
以下是机械动力学中常见的几个关键概念：速度和加速度速度是物体在单位时间内移动的距离，通常用符号 v 表示。
加速度是速度的变化率，通常用符号 a 表示。
速度和加速度的方向可以是正向或反向，并且可以根据运动的类型（直线运动或曲线运动）进行分类。
质点和刚体在机械动力学中，物体可以被看作是一个质点或一个刚体。
质点是没有大小和形状的物体，只有质量和位置。
刚体是具有一定大小和形状的物体，其内部的各个质点相对位置保持不变。
力和力的合成力是导致物体产生加速度的原因。
它可以分为两种类型：接触力和非接触力。
接触力是物体之间的接触导致的力，比如摩擦力和弹力。
非接触力是物体之间的距离导致的力，比如引力和电磁力。
力的合成是将多个力合并为一个力的过程。
2. 牛顿定律机械动力学的基础定律是牛顿定律。
牛顿定律由牛顿在17世纪提出，总共包括三个定律：牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第一定律表明，当没有力作用于物体时，物体将保持匀速直线运动或静止状态。
这也可以被称为惯性定律，因为物体具有保持其状态的惯性。
牛顿第二定律（力学定律）牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
可以用以下公式表示：F = m*a其中，F 是作用在物体上的力，m 是物体的质量，a 是物体的加速度。
牛顿第三定律（作用和反作用定律）牛顿第三定律表明，对于任何作用在物体上的力都存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
这个定律也被称为作用和反作用定律。
3. 动能和动能定理在机械动力学中，动能是一个重要的概念。
动能指的是物体由于运动而具有的能量。
机械动力学分析
机械动力学分析机械动力学是研究物体受到外力作用时的运动规律和力学性质的学科。
它对于机械设计和工程分析非常重要。
本文将对机械动力学的基本概念、分析方法和实际应用进行详细探讨。
第一部分：机械动力学基础1.运动和力学运动是物体的位置随时间变化的过程。
力学是研究物体运动和力之间关系的学科。
在机械动力学中，重要的概念包括位移、速度、加速度和质量等。
2.牛顿定律牛顿定律是机械动力学的基石。
根据牛顿定律，物体受到的合力等于物体质量乘以加速度。
这个定律适用于解决物体在恒力作用下的运动问题。
3.动力学原理动力学原理描述了物体在受到外力作用时的运动规律。
其中，动量守恒原理和能量守恒原理是常用的分析工具。
动量守恒原理指出，在没有外力作用的情况下，物体的动量保持不变。
能量守恒原理指出，在封闭系统中，能量的总量保持不变。
第二部分：机械动力学分析方法1.静力学分析静力学是机械动力学的基础。
它研究物体在平衡状态下的受力和受力转矩。
静力学分析常使用受力图和受力平衡方程来求解。
2.运动学分析运动学研究物体的运动状态，包括位置、速度和加速度等。
运动学分析常使用位移、速度和加速度的关系式进行计算。
3.动力学分析动力学分析研究物体在受力作用下的运动规律。
它涉及物体的质量、力、加速度和位移等参数的计算。
常见的动力学分析方法包括牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒的应用。
第三部分：机械动力学的实际应用1.机械设计机械动力学分析在机械设计中起着重要的作用。
通过对机械系统的动力学分析，可以评估机械的工作性能和可靠性，优化设计方案，减少能量消耗和材料使用等。
2.工程分析机械动力学分析在工程领域中广泛应用。
例如，在桥梁设计中，需要对桥梁受力和振动进行动力学分析，以保证结构的安全性和可靠性。
在汽车工程中，需要对汽车的运动性能和悬挂系统进行动力学分析，以提高驾驶舒适性和行驶稳定性。
3.故障诊断与维修机械动力学分析可以用于故障诊断和设备维修。
通过对受损机械的动力学分析，可以确定故障原因，并采取相应的维修措施。
第7章机械动力学
第 7 章机械动力学7.1概述一．机械动力学的研究内容及意义1）机械的摩擦及效率；2）机械的平衡；3）分析、计算机械系统的速度波动，周期性波动的调速方法和有关的调速零件的设计。
二．机械中作用的力作为发动机的曲柄滑块机构P-驱动力（爆发力）Mr –阻力矩（工作阻力矩）G2 –连杆重力重心上升－阻力，重心下降－驱动力F S2、 M S2 - 惯性力与惯性力矩，Ｎ、Ｆ f –正压力与摩擦力7.2 机械中的摩擦及效率一．机械中的摩擦（一）移动副中的摩擦1.平面摩擦摩擦力产生的条件：（1）两物体直接接触，彼此间有正压力；（2）有相对运动或相对运动的趋势。
作用：阻止两物体产生有相对运。
设摩擦系数为u，F21=uN 21F21tg，φ－摩擦角N21将 F21与 N21合成为 R21R21－总反力（全反力）P X P分解为 P和 P ，tgX Y P Y（ P X P sin、 P Y P cos ）F21P X，有F21tgY 方向平衡： Py=N 21，即：tg tg P Xtg讨论：①总反力 R21恒与相对速度V 12成 90° +φ②当β >φ， P X > F21，滑块作加速运动；当β =φ， P X = F21，动则恒动，静则恒静；当β <φ， P X < F21，原来运动，作减速运动，原来静止，永远静止，称自锁。
③ 自锁条件：β≤φβ=φ，条件自锁（静止）；β<φ，无条件自锁。
2.斜面摩擦斜面机构如图，滑块置于升角α的斜面上，摩擦角为φ，作用于滑块上的铅垂力为Q，求滑块等速上升和下降时所需水平平衡力P 和 P’。
（1）求等速上升水平平衡力 PP－驱动力， Q－阻力PQ R 21 0 ，tg ()P，P Qtg () （1）Q（ 2）求等速下降水平平衡力 P ’Q －驱动力， P ’－阻力P'Q R 21 0 ，tg () P '，P 'Qtg () （2）Q讨论：① 欲求下滑 （反行程） P ’，只需将式 （ 1）中 P →P ’，φ→ (－φ )② 下滑时，当α >φ， P ’为平衡力α <φ， P ’为负，成为驱动力的一部分，该条件下，若无 P ’，则无论 Q 多大，滑块不下滑，称自锁，自锁条件：α≤φ。
机械系统动力学知识点总结
机械系统动力学知识点总结机械系统动力学是研究对象在外力作用下的运动规律和相互作用关系，是机械领域的基础知识之一。
了解机械系统动力学不仅可以帮助我们理解机械系统的工作原理，还能指导我们设计和优化机械系统，提高机械系统的性能。
本文将就机械系统动力学的相关知识进行总结，包括运动描述、牛顿定律、动量与冲量、角动量、能量和动力学方程等内容。
一、运动描述机械系统动力学研究的对象是物体在外力作用下的运动规律，因此对于机械系统中的物体运动进行描述是非常重要的。
在机械系统动力学中，常用的运动描述方法包括位移、速度和加速度。
位移描述了物体的位置变化，速度描述了物体的位置变化速率，而加速度描述了物体的速度变化速率。
1. 位移在机械系统动力学中，位移是描述物体位置变化的重要参数。
位移通常用矢量来表示，其方向表示位移的方向，大小表示位移的大小。
位移可以分为线性位移和角位移两种，线性位移是描述物体沿直线方向的位置变化，而角位移是描述物体绕固定轴旋转的位置变化。
2. 速度速度是描述物体位置变化速率的参数，通常用矢量来表示。
线性速度描述物体在直线方向上的位置变化速率，角速度描述物体绕固定轴旋转的位置变化速率。
线性速度的大小表示速度的大小，方向表示速度的方向，而角速度的大小表示角速度的大小，方向表示角速度的方向。
3. 加速度加速度是描述速度变化速率的参数，通常用矢量来表示。
线性加速度描述物体在直线方向上的速度变化速率，角加速度描述物体绕固定轴旋转的速度变化速率。
线性加速度的大小表示加速度的大小，方向表示加速度的方向，而角加速度的大小表示角加速度的大小，方向表示角加速度的方向。
以上就是机械系统动力学中常用的运动描述方法，通过对位移、速度和加速度进行描述，可以帮助我们理解物体在外力作用下的运动规律。
二、牛顿定律牛顿定律是机械系统动力学的基础法则，它描述了物体在外力作用下的运动规律。
牛顿定律一共包括三条，分别是惯性定律、动量定律和作用-反作用定律。
机械动力学课件
三、 研究对象--以机械为研究对象
三大典型机构
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 组合机构
四、其它
1.学习机械动力学目的、意义 学习动力学分析问题的思想和基本方法，能够
解决一般动力学问题。 2.教材（见前言） 3.考核方式
开卷。
第一章 单自由度的机械系统动力学分析
§1-1 利用动态静力法进行动力学分析 一、思路
R F2
S = h φ ⋅ϕ , J1A , m2 , M1 , F2 S
求：角加速度
解：选凸轮为等效件
⎧ ⎪⎪
MV
=M
−F
v
ω
M 1 (驱)
r0
α
⎨
⎪ ⎪⎩
JV
=
J1A
+
S = h ϕ ⇒ φ
m2
S
ϕ
(v
ω
=
)2
h
φ
=
v
ω
MV
=
JVϕ ⇒
M
− F(h)
φ
= (J1A
+
m2
(h
φ
)2
)ϕ
解：选凸轮为等效件
M 1 (驱)
r0
α
MV
=
M1
−
F2
v2
ω1
S
=
2kϕϕ
⇒
v2
ω
=
S
ϕ
=
2kϕ
JV = J1A + m2 (2kϕ)2
M1
−
2kϕ F2
=
( J1 A
+
m2 (2kϕ)2 )ϕ +
1 ϕ 2
2
⋅ m2 (2k)2
机械动力学动力分析原理
机械动力学动力分析原理机械动力学是力学的一个重要分支，研究机械系统在外力作用下的运动规律。
在机械系统的设计、制造和优化过程中，动力分析起着重要的作用。
动力分析主要是指通过计算和分析力学参数，来研究机械系统的运动学特性、力学特性和动力学特性。
本文将介绍机械动力学动力分析的基本原理。
一、动力学基本概念在进行机械动力学动力分析之前，我们首先要了解一些基本概念。
1. 动力学：研究物体的运动是如何受到力的作用而改变状态的学科。
2. 动力学分析：通过对机械系统的力学参数进行计算和分析，以研究机械系统的运动规律和力学特性。
3. 动力：物体改变其状态所受到的力。
4. 动力学平衡：在机械系统中，当物体的运动状态不发生变化时，称为动力学平衡。
5. 力矩：力在力臂上的作用产生的力矩。
6. 动力矩：力矩与角速度的乘积，反映了物体绕固定轴旋转的难易程度。
二、动力分析的原理机械动力学动力分析的原理主要基于牛顿第二定律和动量定理。
1. 牛顿第二定律牛顿第二定律是机械动力学的基础，表明物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
在直线运动中，牛顿第二定律可以表达为F=ma，其中F是物体所受的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
在旋转运动中，牛顿第二定律可以表达为τ=Iα，其中τ是物体所受的合外力矩，I是物体的转动惯量，α是物体的角加速度。
2. 动量定理动量定理表明，当物体所受的合外力矩为零时，物体的角动量守恒。
动量定理可以表达为Στ=0，其中Στ是物体所受的合外力矩。
三、动力分析的应用机械动力学动力分析的应用非常广泛，涉及到各种机械系统的设计和优化。
1. 运动学分析通过对机械系统的运动学参数进行计算和分析，可以了解机械系统的运动规律和运动状态。
例如，可以计算机械系统的速度、加速度和位移等参数。
2. 力学分析通过对机械系统的力学参数进行计算和分析，可以了解机械系统所受的各种力和力矩的大小和方向，从而为机械系统的设计提供依据。
机械动力学
机械动力学
机械动力学是一种力学分支，用来研究物体的运动规律。
机械力学的基本原理是，物体受力时要考虑它的动量、势能和力学运动状态。
机械力学研究物体受力后，如何协调运动以实现力学系统的最终目标。
机械动力学的基本方程是力学平衡方程，它描述了物体在力学运动中，受力的情况下，动能、势能和运动状态变化的情况。
力学平衡方程主要由三个部分组成：力学定制、力学规律和力学流形。
力学定制是机械动力学的基本原理，它涉及物体的力学变化，包括物体的运动状态、势能和动能。
力学定制可以用来计算物体受力时，各变量的变化速率。
力学规律是机械动力学的第二个基本原理，它涉及物体在力学运动中受力所产生的力学变化。
力学规律具体表示为：物体受力时，质量、动量、势能和动能会发生变化。
力学流形是机械动力学的第三个基本原理，它涉及物体在力学运动中受力的情况下，力学参数的变化。
力学流形是由力学规律的积累，它可以提供物体在各种力学变化状态下的精确的运动状态。
机械动力学是一种比较复杂的力学，研究不仅仅限于物体受力时的运动状态，还可以涉及力学设计与分析、力学模拟、力学断裂以及力学仿真等方面。
它可以帮助科学家们深入了解物体运动规律，为人们在有限工作环境中分析残缺机械参数提供技术支持，实现更加省力、精确且有效的力学分析。
在当今社会，机械动力学已成为一门重要的科学，广泛应用于工
程设计、航天技术、发动机技术、精密仪器等领域。
未来，机械动力学将继续发挥重要作用，在复杂的工程设计及技术开发过程中，与其他科学形成有机结合，以实现精确、有效的力学应用。
机械工程中的机械动力学分析
机械工程中的机械动力学分析机械动力学是机械工程中的一门重要课程，它主要研究机械系统的运动规律、力学特性和动力学特性等问题。
从广义上讲，机械动力学可以分为静力学和动力学两部分，其中静力学研究机械系统在静止状态下的受力情况和平衡条件，而动力学则研究机械系统在运动状态下的运动规律和动力学特性。
本文将针对机械动力学中的动力学部分进行分析和讨论。
一、机械系统的运动规律机械系统的运动规律可以通过牛顿第二定律和角动量定理来描述。
牛顿第二定律表明，机械系统受到的合外力等于其质量乘以加速度，即F=ma。
对于刚性物体，牛顿第二定律可以表示为：ΣF=ma其中ΣF表示作用在物体上的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
在运用牛顿第二定律求解机械系统运动规律时，需要根据实际情况选择适当的坐标系，并建立相应的运动方程。
角动量定理则是描述旋转运动的重要定律。
对于刚性物体的旋转运动，它的角动量可以通过以下公式来计算：L=Iω其中，L表示角动量，I表示物体的转动惯量，ω表示角速度。
根据角动量定理，系统中的合外力矩等于角动量的导数，即M=dL/dt通过角动量定理可以求解物体在旋转运动中的角加速度和角速度等参数。
二、力学特性的分析在机械动力学中，机械系统的力学特性包括弹性变形、破坏和能耗等方面。
弹性变形是机械系统在受到外力作用时，发生一定程度的形变而能够恢复原状的特性。
破坏是机械系统在受到过大的外力作用时，无法再恢复原状的特性。
能耗则是机械系统在运动或变形过程中所消耗的能量。
机械系统的弹性变形特性可以采用胡克定律来描述。
根据胡克定律，弹性形变发生时的应变与应力成线性关系。
对于一维弹性形变的情况，胡克定律可表示为：σ=Eε其中，σ表示应力，E表示弹性模量，ε表示应变。
胡克定律可以用来计算机械系统的弹性变形量。
机械系统的破坏特性可以采用强度学说来描述。
强度学说认为，在机械系统被外力破坏之前，其受到的最大应力应小于其材料的屈服强度。
机械制造中的机械动力学原理
机械制造中的机械动力学原理机械动力学原理是机械制造领域中非常重要的基础知识，它研究的是机械系统在施加外力下的运动规律和力学性能。
掌握机械动力学原理对于设计、制造和维护机械设备至关重要。
本文将介绍机械动力学原理的基本概念、公式以及在机械制造中的应用。
一、机械动力学原理的基本概念机械动力学原理涉及到一些基本概念，包括质点、质量、力、速度、加速度等。
质点是指一个没有大小和形状的物体，只有质量和位置的抽象概念。
质量是物体所具有的惯性特性，是物体对力的抵抗能力的度量。
力是改变物体运动状态的作用力，可以使物体加速、减速或改变运动方向。
速度是物体在单位时间内位移的变化量，而加速度是速度的变化率。
二、牛顿力学定律在机械制造中的应用牛顿力学定律是机械动力学原理的重要组成部分，它包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
1. 牛顿第一定律（惯性定律）：一个物体如果受到合力作用，将会以匀速直线运动的方式运动；如果合力为零，则物体将保持静止。
在机械制造中，我们可以利用牛顿第一定律来解释一些现象，例如质点在平直水平面上匀速运动时，受到的合力为零；当我们刹车时，车内乘客会因惯性而向前倾斜。
2. 牛顿第二定律（动力学定律）：一个物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体质量成反比，按照合力的方向产生加速度。
在机械制造中，牛顿第二定律可以用来计算物体的加速度、力和质量之间的关系，为设计和制造机械设备提供依据。
例如，当我们使用力来推动一个物体时，可以通过牛顿第二定律计算所需的力大小。
3. 牛顿第三定律（作用与反作用定律）：对于每一个作用于物体的力，物体都会施加一个与之大小相等、方向相反的力。
在机械制造中，牛顿第三定律常常用来解释物体之间的相互作用。
例如，当我们使用锤子敲击木材时，木材会施加一个与锤击力大小相等、方向相反的反作用力。
三、机械动力学原理在机械制造中的应用机械动力学原理广泛应用于机械制造的各个领域，尤其是在设计和优化机械系统、计算和预测系统性能等方面。
机械动力学
机械动力学机械动力学是机械工程的一个重要分支，它是一门研究物体的大小、形状、机构及运动的科学。
内容涵盖物理、力学、化学、材料科学、计算机科学和生物学等学科领域，并研究机械系统、工程机械以及各种物质运动问题，为机械工程领域提供理论支持。
机械动力学主要攻克三大难题：第一是关于物质在力械系统中传递、转换及被能量影响的机制。
第二个难题是关于机械系统的动力学性能，包括阻尼、刚度、转动惯量等，它们在物理学中被称作系统参数，它们能反映出物质运动的宏观特性。
第三个难题是关于物体的结构、机构、形状等，这反映出物质运动的宏观特性，例如物体的柔性或者刚性。
机械动力学的研究方法和应用广泛，有数学分析法，特别是拉格朗日多元微分方程，以描述物质在运动中变换的过程；还有实验测量法，如力计、振动计和粒子传感器，它们可以快速准确测量物质运动中的参数变化；有数值模拟法，如有限元法、离散元法、库伦法等，它们可以模拟物质在各种复杂条件下的运动；还有控制理论和正反控制等，这些也是机械动力学领域的重要研究内容。
机械动力学的应用领域非常广泛，如机械工程中的机械设计、机械制造、机械运动分析、机械传动系统、阻尼控制、模型分析、机械修理等；航空航天工程中的空气动力学、宇宙物理学、力学、气动学等；军事工程中的弹道学、飞行动力学、航空发动机等；还有汽车工程、核工程等，机械动力学的理论及技术应用极为广泛。
未来，机械动力学将会给对机械工程设计、制造及保养带来积极变化，有助于各种设备的优化设计和更高效的运行，改善机械系统的可靠性和可用性，缩短交付时间，降低成本。
未来，机械动力学将会发展为一门非常重要的工程学科，以实现更高质量、更低成本的技术进步。
从机械动力学的发展及应用来看，它为机械工程领域提供了重要理论支持。
它极大地促进了现代机械设计、制造和修理，使机械系统具有更高的可靠性和可用性，对现代工程技术的发展有着重要的意义。
机械动力学
机械动力学机械动力学是研究机械构件运动的科学，它强调机械构件的物理性质、物理规律和运动规律的分析以及所产生的结果。
它是工程学和物理学的一门重要学科。
机械动力学的研究对象也包括机械系统和机械结构，它涵盖了机械中所有的构件和元件，其中包括弹簧、螺栓、联接杆以及多节折杆、活动构件等等。
机械动力学的研究包括动力分析、结构动力分析、运动学模型以及弹性动力学研究等多方面的研究。
动力分析是研究机械构件的运动规律、受力规律以及受力的来源。
结构动力分析是分析机械构件的结构特性，包括构件的静态特性、动态特性和动态反应特性。
运动学模型是利用运动学分析来求解机械系统或机械构件的运动规律，找出其位置、速度和加速度的关系。
弹性动力学研究是分析机械构件或机械系统在受力时位移和变形的变化规律，研究机械构件弹性变形特性和稳定性等方面的内容。
机械动力学在工程设计和研究中占据重要地位。
在工程中，机械动力学的研究主要集中在机械设备的动力设计和动力分析方面。
例如，在设计某种机械设备时，需要对机械构件的运动规律进行动力分析，以便确定机械设备的动态特性，使机械设备能够满足其安全、可靠和持续可用的要求。
在工程研究中，机械动力学要求研究者清楚地了解机械构件的运动规律，以及构件可能出现的不确定性和冲击力对机械构件的影响，使其能有效的研究机械系统的运动特性。
在实际工程应用中，机械动力学的研究是应用最广泛的，它不仅能够发掘机械系统的运动规律，而且能够发现机械构件或机械系统在运行过程中可能出现的缺陷和质量问题，从而帮助设计和实现更高效、更安全的机械设备。
机械动力学是实际工程应用中重要的科学，它不仅能够提供基础理论，而且能够有效地帮助设计和实现高效、安全的机械设备，使机械设备的效率有所提高。
本文就机械动力学的基本概念、研究内容以及在工程设计和研究中的应用进行了阐述，以期提供一定的理论参考，促进对机械动力学的研究。
第七章机械动力学
二、机械中作用的力 按力对机械的影响分类 驱动力(driving force)—驱使机械运动，力作用线与构 件运动速度方向夹角为锐角。与构件角速度方向一致的力矩 称为驱动力矩(driving moment)。 考虑构件惯性力的重要性 驱动力类型举例 常数 重力FdC 位移的函数 弹簧力FdFd(s)、内燃机驱动力矩MdMd(s) 速度的函数 电动机驱动力矩Md Md()
当螺母顺着力Q的方向等速向下运动时，即放松螺母， 则应在螺旋中径处施加的维持螺母等速下滑的圆周力为 PQtan()。松开螺母时的维持力矩为 考虑构件惯性力的重要性)d/2 MdPd/2Qtan( Q/2 1 R12 n Q/2
2 v21
2
P
1
Q n d
l
d1 d d2
N
N
(三)转动副中的摩擦 速度波动的有害影响 (1)径向轴颈中的摩擦
(三)转动副中的摩擦 速度波动的有害影响 (2)止推轴颈中的摩擦
(四)高副中的摩擦 速度波动的有害影响
速度波动的有害影响 (五)考虑摩擦的机构静力分析 对机构进行静力分析考虑摩擦时，转动副中的反力不是 通过回转中心，而是切于摩擦圆；移动副中的反力不是与移 动方向垂直，而是与接触面的法向偏斜一个摩擦角。对于受 力比较简单的平面连杆机构，掌握了转动副、移动副中总反 力的确定方法，就不难对平面连杆机构作计及摩擦时的静力 分析。
14
4
R32
14
R43
R23
(4)列力平衡矢量方程
d
R41 R21 R41 Fb0 Fb 大小 √ ？ ？ 考虑运动副摩擦的静力学分析例题2 c R21 方向 √ √ √ R43 R23 Fb= F da a b Fr Fb Fb R12 R21 21 v34 B B R41 23 2 C C 1 1 Fr Fr A A 3 3
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
机械动力学
1·什么是机械动力学？研究机械动力学的目的是什么答：机械动力学是研究机械在力的作用下的运动和机械在运动过程中产生的力，并从力和运动相互作用的角度进行机械的设计与改进的科学。
研究目的：分析和综合两个方面，分析：研究现有的机械；综合：设计新机械使之达到给定的运动学,动力学要求2·什么是机械动力学的正问题？什么是机械动力学的反问题？正问题：给定机械的输入力合阻力的变化规律，求解机器的实际运动规律反问题：已知机构的运动和阻力，求解应施加于原动构件上的平衡力，以及各运动副的反力 3·什么是动态静力分析？答：根据达朗贝尔原理，将惯性力计入静力平衡方程，来求出为平衡静载荷和动载荷而需要在驱动构件上施加的输入力或力矩，以及各运动副中的反作用力，这种分析方法为动态静力分析4·什么是机械的平衡？平衡的目的？惯性力对机械的不良作用？答：使机械中的惯性力得到平衡，这个平衡为机械的平衡平衡目的：消除或者部分消除惯性力对机械的不良作用，从而减轻机械振动，改善机械工作性能，提高机械工作质量，延长机械使用寿命，减轻噪音污染不良作用包括：（1）惯性力在机械各运动副中产生附加的动压力增加运动副的摩擦磨损从而降低机械的效率和寿命（2）惯性力的大小和方向产生周期性的变化引起机械及基础发生振动使机械工作精度和可靠性下降，也造成零件内部的疲劳损坏。
当振动频率接近振动系统的固有频率时会产生共振，从而引起其机器和厂房的破坏甚至造成人员伤亡5·什么是摆动力和摆动力矩答：摆动力为机构所有运动构件惯性力之合力。
摆动力矩为机构所有运动构件惯性载荷的合力矩6·什么是静代换？什么是动代换？答：使惯性力保持不变的代换为静代换;使惯性力和惯性力矩均保持不变的代换为动代换 7·质量代换三个条件：1.各代换质量综合应等于原来构件的质量2.各代换质量的总质心应与原来的质心相重合 3.各代换质量对坐标原点的转动惯量之和应等于原构件对坐标原点的转动惯量8·机械的不完全平衡：只考虑惯性力平衡，而不考虑惯性力矩平衡的平衡方法机械的完全平衡：使摆动力和摆动力矩均为零的平衡方法完全平衡的条件：n x i i i=1m x =0F =-∑ ； ..n y i=1F 0y i m i =-=∑；n-1......i z i i i i=1F x y y )0i i i m x J =--+∅=∑【（】达到完全平衡的方法：利用机构对称平衡和平衡质量平衡完全平衡优点：减少惯性载荷的影响 缺点：导致机械结构复杂，机械质量大为增加 9·机械的开始运动到终止运动分为哪三个阶段，各是什么特点1） 启动阶段 驱动力功大于阻力功，机械的动能增加，速度加快2） 稳定运行阶段 在这个运动循环中驱动力功等于阻力功，动能的总变化等于零。
机械动力学与控制
机械动力学与控制机械动力学与控制是一门研究力学系统运动规律以及控制方法的学科。
它涉及许多领域，如机械工程、自动化、航空航天等。
本文将介绍机械动力学与控制的基本概念和相关理论，以及其在现实世界中的应用。
一、机械动力学机械动力学是研究力学系统的运动规律以及引起这种运动的力学相互作用的学科。
它主要包括运动学和动力学两个方面。
1. 运动学运动学研究的是物体的运动规律，主要关注位置、速度和加速度等运动参数的描述与计算。
它通过建立坐标系、描述物体的运动轨迹和运动方程等方法，来研究物体的几何运动特性。
2. 动力学动力学研究的是力学系统的力学相互作用和运动规律。
它包括物体的运动方程、力学系统的力学特性以及力的作用规律等内容。
动力学的研究可以揭示物体的运动原因和运动过程。
二、机械控制机械控制是指通过某种方式对机械系统进行控制以实现预期的运动目标或性能要求。
它涉及到传感器、执行器、控制器等组件，以及控制算法和控制策略等内容。
1. 传感器传感器是一种用于感知机械系统状态或环境信息的装置。
常见的传感器有加速度传感器、压力传感器、温度传感器等。
它们可以将物理量转化为电信号，并传递给控制器进行处理。
2. 执行器执行器是用于对机械系统施加力或输出能量的装置。
常见的执行器有电机、气缸、伺服阀等。
它们可以通过控制信号来实现对机械系统的控制。
3. 控制器控制器是用于实现对机械系统运动的控制的设备。
控制器通过接收传感器的信号，并根据控制算法和控制策略来生成控制信号，从而实现对机械系统的控制。
三、机械动力学与控制的应用机械动力学与控制在现实世界中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：1. 机器人技术机器人技术是机械动力学与控制的重要应用领域之一。
机器人是一种能够执行预定任务的自动化设备，它需要通过机械动力学与控制来实现运动、感知和决策等功能。
2. 航空航天航空航天领域需要研究和应用机械动力学与控制的理论和方法。
例如，飞行器的运动控制、姿态稳定和导航等都需要借助机械动力学与控制的知识和技术。
机械动力学
第七章机械动力学1. 概述2. 机械中的摩擦与效率3. 机构的动态静力分析4. 机械的平衡5. 机械的运转及动力学模型6. 机械系统速度波动及其调节第七章机械动力学1. 概述2. 机械中的摩擦与效率3. 机构的动态静力分析4. 机械的平衡5. 机械的运转及动力学模型6. 机械系统速度波动及其调节第七章机械动力学第一节概述一、机械动力学的研究内容及意义机构在传递和转换运动的同时必然伴随着力的传递和转换。
机械在工作过程中受到不同性质的力的作用，这些力影响着机械的运动状态。
同时，机械的运动也影响着机械的受力。
机械系统中力和运动的相互作用决定了机械的工作状态。
机械动力学(dynamics of machinery)研究机械在运动中的力以及在各种力作用下的机械运动，分析和评价机械的动力学性能，研究提高机械动力学性能的措施。
这是机械系统分析与设计的一个十分重要的内容。
机械在运动中始终存在摩擦，其运动副中的摩擦力是一种有害阻力，它不仅造成动力的浪费，降低机械效率，而且使运动副元素受到磨损，削弱零件的强度，导致机械运动精度和工作可靠性降低，缩短机械的寿命。
研究机械中的摩擦及其对机械运行和效率的影响，通过合理设计，改善机械运转性能，提高机械效率，是机械动力学分析的重要内容。
机械系统通常由原动机、传动系统、执行系统等组成。
一般来说，原动件的运动不是匀速的，其运动规律取决于各运动构件的质量、转动惯量以及作用在机械上的各种外力。
假定原动件匀速运动进行分析的局限性分析结果与真实情况有差异。
这种假定对于低速、轻载的机械是允许的。
对于高速、重载、大质量的机械，这种分析误差可能直接影响到设计的安全性和可靠性。
实际工况机械运转时，绝大多数机械系统主轴(main shaft)的速度都是波动变化的。
过大的速度波动会影响机器的正常工作，增大运动副中的动负荷，加剧运动副的磨损，降低机器的工作精度和传动效率，缩短机器的使用寿命，激发机器振动，产生噪音等。
机械动力学及其在工程中的应用
机械动力学及其在工程中的应用
机械动力学是研究机械系统的运动规律、力的作用以及能量转换的学科。
在工程中，机械动力学有着广泛的应用，以下是其中的几个例子：
1. 机械设计：在机械设计中，动力学原理起着至关重要的作用。
例如，通过运动学和动力学原理可以确定传递功率的方式和传动比例，从而设计出有效的传动机构。
同时，静力学和动力学分析是机械设计中常见的两种分析方法，可以帮助设计师理解机械系统的力学特性，并优化设计。
2. 机械制造：在制造过程中，机器的运转和力的作用需要进行精确的控制和调整。
机械动力学可以帮助工程师理解和预测机器的运动规律，从而确保制造过程的精确性和效率。
3. 机器人技术：在机器人技术中，机械动力学被用来理解和预测机器人的运动行为。
通过机械动力学分析，可以设计出更高效、更精确的机器人，提高机器人的性能。
4. 航空航天：在航空航天领域，机械动力学被用来研究和预测飞行器的运动规律。
通过机械动力学分析，可以优化飞行器的设计和性能，提高飞行器的安全性。
5. 交通运输：在交通运输领域，机械动力学被用来研究和预测车辆的运动规律。
通过机械动力学分析，可以优化车辆的设计和性能，提高车辆的安全性和舒适性。
总的来说，机械动力学在工程中的应用非常广泛，它可以帮助工程师理解和预测机械系统的运动规律和力的作用，从而优化设计、提高性能、确保安全。
《机械动力学》课件
求解方法
02
通过迭代法、图形解法、近似解法等求解。
应用领域
03
在化学、生物、经济等领域中广泛应用，如化学反应动力学、
生态学模型等。
离散化方法
定义
将连续的时间或空间离散化，将微分方程法、龙格-库塔法、改进的欧拉法等。
应用领域
在数值计算、计算机模拟等领域中广泛应用，如天气预报、流体 动力学模拟等。
模型建立提供依据。
实验结果与结论
实验结果
实验结果是通过实验观察和数据分析得出的结论，包括对机械系统动力学行为的描述和 解释。
实验结论
实验结论是对实验结果进行总结和归纳，指出实验的局限性和未来改进的方向，同时对 理论分析和模型建立提供支持和验证。
06 机械动力学的未来发展与挑战
新材料与新结构的应用
智能优化
利用人工智能技术进行机械系统优化设计，实现自适应 调整和智能控制，提高机械设备的稳定性和可靠性。
谢谢聆听
能量守恒定律
总结词
描述能量总量保持不变的定律
VS
详细描述
能量守恒定律指出，能量不能被创造或消 灭，只能从一种形式转化为另一种形式。 在机械动力学中，这个定律用于分析各种 运动形式的能量转化和守恒问题。
动能定理
总结词
描述物体动能变化与外力做功关系的定理
详细描述
动能定理指出，合外力对物体做的功等于物 体动能的增量。这个定理是分析机械运动状 态变化的重要工具，特别是在计算速度、加 速度和力之间的关系时非常有用。
要点一
新材料
随着科技的进步，新型材料如碳纤维、钛合金等在机械动 力学中得到广泛应用，这些材料具有高强度、轻量化的特 点，能够显著提升机械设备的性能和效率。
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【转帖】机械动力学概述
机械动力学是机械原理的主要组成部分，它主要研究机械在运转过程中的受力情况，机械中各构件的质量与机械运动之间的相互关系等等，是现代机械设计的理论基础。
研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。
机械动力学主要研究的是：在已知外力作用下，求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律；分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；研究回转构件和机构平衡的理论和方法；机械振动的分析；以及机构的分析和综合等等。
为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。
对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念，可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。
机械系统动力学方程常常是多参量非线性微分方程，只在特殊条件下可直接求解，一般情况下需要用数值方法迭代求解。
许多机械动力学问题可借助电子计算机分析。
机械运动过程中，各构件之间相互作用力的大小和变化规律是设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力，以及选择合理润滑方法的依据。
在求出机械真实运动规律后可算出各构件的惯性力，再依据达朗贝尔原理，用静力学方法求出构件间的相互作用力。
平衡的目的是消除或减少作用在机械基础上周期变化的振颤力和振颤力矩。
对于刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对于工作转速接近或超过转子自身固有频率的挠性转子平衡问题，不论是理论和方法都需要进一步研究。
平面或空间机构中包含有往复运动和平面或空间一般运动的构件，其质心沿一封闭曲线运动。
根据机构的不同结构，可以应用附加配重或附加构件等方法，全部或部分消除其振颤力。
但振颤力矩的全部平衡较难实现。
机械运转过程中能量的平衡和分配关系包括：机械效率的计算和分析，调速器的理论和设计，飞轮的应用和设计等。
机械振动的分析是机械动力学的基本内容之一，现已发展成为内容丰富、自成体系的一门学科。
机构分析和机构综合一般是对机构的结构和运动而言，但随着机械运转速度的提高，机械动力学已成为分析和综合高速机构时不可缺少的内容。
近代机械发展的一个显著特点是，自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成部分。
机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统，控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。
在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，构件的弹性效应已成为设计中不容忽视的因素。
一门把机构学、机械振动和弹性理论结合起来的新的学科——运动弹性体动力学正在形成，并在高速连杆机构和凸轮机构的研究中取得了一些成果。
在某些机械的设计中，已提出变质量的机械动力学问题。
各种模拟理论和方法以及运动和动力参数的测试方法，日益成为机械动力学研究的重要手段。