第三节不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 学习要求 掌握不考虑摩擦时平面机构动态静力分析的解析法和平衡力及平 衡力矩的直接解析确定法。二者包括建立数学模型、编制框图和程 序以及上计算机调试通过得出正确结果。尤其要注意编程注意事项。 主要内容 解析法作机构动态静力分析的步骤 解析法作机构动态静力分析的注意事项 铰链四杆机构动态静力分析的数学模型 铰链四杆机构动态静力分析的框图设计 铰链四杆机构动态静力分析的编程注意事项
第三节 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 学习要求 掌握不考虑摩擦时平面机构动态静力分析的解析法 和平衡力及平 衡力矩的直接解析确定法。二者包括建立数学模型、编制框图和程 序以及上计算机调试通过得出正确结果。尤其要注意编程注意事项。 主要内容 解析法作机构动态静力分析的步骤 解析法作机构动态静力分析的注意事项 铰链四杆机构动态静力分析的数学模型 铰链四杆机构动态静力分析的框图设计 铰链四杆机构动态静力分析的编程注意事项
不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 解析法作机构动态静力分析的步骤 1将所有的外力、外力矩(包括惯性力和惯性力矩以及待求的平衡力 和平衡力矩)加到机构的相应构件上; 2.将各构件逐一从机构中分离并写出一系列平衡方程式; 3.通过联立求解这些平衡方程式,求出各运动副中的约束反力和需加 于机构上的平衡力或平衡力矩。 一般情况下,可把这些平衡方程式归纳为解线性方程组的问题。 可用相应的数值计算方法利用电子计算机解这些方程组算出所求的各 力和力矩
解析法作机构动态静力分析的步骤 1. 将所有的外力、外力矩（包括惯性力和惯性力矩以及待求的平衡力 和平衡力矩）加到机构的相应构件上； 2. 将各构件逐一从机构中分离并写出一系列平衡方程式； 3. 通过联立求解这些平衡方程式，求出各运动副中的约束反力和需加 于机构上的平衡力或平衡力矩。 一般情况下，可把这些平衡方程式归纳为解线性方程组的问题。 可用相应的数值计算方法利用电子计算机解这些方程组算出所求的各 力和力矩。 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析
不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 解析法作机构动态静力分析的注意事项 1.运动副中的约束反力:因它们大小相等而方向相反。常用F表 示构件对构件k的作用力,Fk表示构件k对构件的作用力。为 了减少未知量的数目,常将F表示为-F1k一般可先将Fk设为 正,如求出的力为负,则表示实际力的方向与所设方向相反;反 之,若为正,则表示二者的方向相同。 2.力矩:一般设逆时针方向为正,顺时针方向为负。若已知力或 其分量的方向与所设坐标轴的正向相反,则用负值代入;否则, 用正值代入。已知力矩的方向为逆时针方向时,用正值代入;否 则,用负值代入
解析法作机构动态静力分析的注意事项 1. 运动副中的约束反力: 因它们大小相等而方向相反。常用Fi k表 示构件i对构件k的作用力， Fk i表示构件k对构件i的作用力。为 了减少未知量的数目，常将Fk i表示为- Fi k，一般可先将Fi k设为 正，如求出的力为负，则表示实际力的方向与所设方向相反；反 之，若为正，则表示二者的方向相同。 2. 力矩：一般设逆时针方向为正，顺时针方向为负 。若已知力或 其分量的方向与所设坐标轴的正向相反，则用负值代入；否则， 用正值代入。已知力矩的方向为逆时针方向时，用正值代入；否 则，用负值代入。 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析
不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 铰链四杆机构动态静力分析的数学模型 1.已知:lAB、lA 和l BC BS2 CS3、 和 DS3 和m3 S 和 s3 和 3 2和 D any S3和 2求:各运动副中的约束反力; 应加在原动件1上的平衡力矩M 为了后面计算方便,先求出构件3上的β角。设 DS3 12s3)/(21cDIDs3)=cos B (54) 则 B arctan T2/7 (5-5)
铰链四杆机构动态静力分析的数学模型 • 1.已知： 、 、 、和 ； 、 、 、和 ； 、 和 ； 、 和 ； 、 和 ； 、 和 ； 、 、 、 、 和 • 2.求：各运动副中的约束反力； 应加在原动件1上的平衡力矩Mb 为了后面计算方便，先求出构件3上的 β 角。设 则 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 ( )/(2 3 ) cos 2 3 2 3 2 T = l CD + l D S − l CS l CDl D S = arctan( 1 / ) 2 = −T T （5-4） （5-5） AB l AD l CD l BC l AS1 l BS 2 l CS 3 l DS 3 l m1 m2 m3 S1 J S 2 J S3 J 1 2 3 1 2 3 aS1x aS1y S x a 2 S y a 2 aS3x S y a 3 Mr
不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 3构件1的力和力矩的平衡方程式 ∑F=0 F 21 F 14 F n +G ∑MA=0(AB)×E21+AS1×(G1+Fn)+M=0 A S 由上面的两式可得: F2lx-Fi4x+Fnx +Gx=0 少-p 十F+G lyn (AB)2F2v-(AB),F21x (As)Gi+Fny)-(Asn,(Gix+Fnx)+M=0 这里G1x=0,=G1(AB)x= LAB CoS Q(AB),=lm吗 x2=0F =0(AS1)x=0 (AS1)y=0 y 从而得E1x-F4=0(58)51y-Fy=-G1(59) COS 2uy-ai吗 F+M=0 5-10) 未知量F21x 21 F 32X F 32y I F43x Fasy F 14X M (,1)a(,2)a(,3)a(,4)a(,5)a(,6)a(7)a(,8) (,9 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 3|-Asinφ1 ACOSφ1 0 0 00001 常数项 b(1)=o b(2)=G b(3)=0
(5-8) (5-9) (5-10) 未知量 F21x F21y F32x F32y F43x F43y F14x F14y Mb i a(i, 1) a(i, 2) a(i, 3) a(i, 4) a(i, 5) a(i, 6) a(i, 7) a(i, 8) a(i, 9) 1 1 0 0 0 0 0 -1 0 0 2 0 1 0 0 0 0 0 -1 0 3 -lABsinφ1 lABcosφ1 0 0 0 0 0 0 1 常数项 b(1)=o b(2)=-G1 b(3)=0 这里 从而得 不考虑摩擦时平面机构的动态静力分析 3.构件1的力和力矩的平衡方程式 由上面的两式可得: