四连杆受力分析word版本

四连杆受力分析不计摩擦时机构的受力分析根据机构所受已知外力（包括惯性力）来确定个运动副中的反力和需加于该机构上的平衡力。

由于运动副反力对机构来说是内力，必须将机构分解为若干个杆组，然后依次分析。

平衡力（矩）一一与作用于机构构件上的已知外力和惯性力相平衡的未知外力（矩）相平衡的未知外力（矩）已知生产阻力平衡力（矩）一一求解保证原动件按预定运动规律运动时所需要的驱动力（矩）已知驱动力（矩）平衡力（矩）一—求解机构所能克服的生产阻力一.构件组的静定条件——该构件组所能列出的独立的力平衡方程式的数目.§3-4不计摩擦时机构的受力分析根据机构所受已知外力（包括慣性力）来确定个运动副中的反力和需加于该机构上的平衡力乜由于运动副反力对机构来说足内力，必须将机构分解为若干个杆组，然后依次分析多沪宰術力r«j ——与作用于机已知外力A18K力相平飯的未知外力（更）已知生产阻力平衡力（矩）——求解保证原动件按预定运动规律运动时所需要的驱动力（矩）已知驱动力（矩）■平衡力（矩）——求解机构所能克服的生产阻力r 构件组的静定条件——孩脚件组所能则出的独P 的力平痢疗程式的數目.用等于构件塑中險有力曲未知嬰素的数目。

豪丈首力毕衡方烈丸的it 貝=所有力召来知要盍的撤口 *2）移动副 ——（2个）{-大*b ----- ?方向——垂直移动导路 柞用A ——？3）平面高副——（1个）「九 J* ?F ff :方匀一法线I 作用点——挟*k 点2•榔件t 运动聞中反力的未初里索"转动副——（2个）[X.4* ----- ?方甸——？杵用点——转动副中心A设某构件组共有H个构件.丹个低副.几个高副>一个构件可以列出s个独立的力平衡方程，用个构件共有佝个力平衡方程>一个平面低副引入2个力的未知数，的个低副共引入切彳个力的未知数>—个平面高副引入1个力的未知数.几个低副共引入几个力的未知数轲件《Li6奮龙秦件』| 3“匚2巧;耳而当构件组仅有低副时，则为* 3/f = 2P f结怡：空本杆组寿满足#岌条件二.用图解法作机构的动态静力分析步骤:1）对机构进行运动分析，求出个构件的。

及其质心的认;2）求出各构件的惯tfe力，井把它们视为外力加于构件上:3）根据静定条件将机构分解为若干个构件组和平衡力作用的构fh4）对机构进行力分析，从有已知力的构件开始，对各构件组进行力分析$ 5）对平衡力作用的构件作力分析。

［ft］如图所示为一往复式运输机的机构运动简图*已知各构件尺寸冒G“抵、＜7r 吋F八不计其他构屛的重量和惯性力。

求各运动副反力及需加于构件点的平衡力仇（沿心方向〉.'I（1）选比例尺W八卩严出/作机构运动（6、握度图（图b）、加速度酌（图亡）・（2）«定各料件的債性力R«tt jb*£i构件乙齐产呻乂 =（印应”右_ % =丿虽绻=心编R"产・心皿"工1）将各构件产生的惯性力视为外力加于拥应的构件上.U f h严f血（f"l］与％2反向□与磅反向）构件応—個§磚=\GJ酉）(3)41HA4li»力分tha2＞分解杆俎：4-5. 2-33)进行力分析=•先从构件组— 开始，由于不考虑 构件啲重量及惯 性力，故构件伪 二力杆.且有:■MH^54 =此时可取滑块坊分离体，苑方程G 5+^+e 5+^;+^5=o方向* 77 d P V大小：V V ??G *人*卜M +卜化+卜*肚=“7 V P P 7V ? ?取力比例尺旳 (N / mm)作力多边形 由力多边形得，d F 碍二“F 竺 片破=p 卜擬方向：尸再分析杆组N 3构件k ^M c=0 斥丛-G监+巧出“_ * _^12 = (&虫・卩的兀构件3:和辭如-FjfM； = °”戶需=/炖耐/心杆组氛3；E^ = o用^ +弘3 +用眾+耳? *% 4用1 z+用i 1"方向川V严最后取构件怙分离休按同作力多边形由力多边形得：F札=込肝F耐=pj艺耳=0巧m十E +陰产°方向N 7 <大小：< ? ?按冷作力多边形由力多边形得：F b = P「f _ 尸J?机二K F聊三鲁用解析法作机构的动态静力分析L 矢量方程解析法任圈4 - 6中，设为刚体上A 点的作用 力，半该力对刚休上任意恵0取矩时，则r 4 • P=r Pc&s (PO* - a) = rPstna以图4-7所示机构为例, 确定齐运动制中的反力及需 加于主动件1上的平衡力矩LVU ）首先建立一直角塑标系，并将各 构件的籽光咼及方位角示出，如图 所示.然后再设各运动副中的反力 为佗）首解运动副；机构中首解副的条件是;组成该运动副的两个构件上的作用外力和力矩均为已知者.在本实例中.运动副「为应为首解副。

⑶求陽取构件3为分离休.并取该构件上的诸力对D 点取矩（规定力矩的方向逆时炸 者为正，顺吋针看为负几则沁二0A/0= F PsJM (3f字二字=_弓14=心』十R 机』 R 丑—J?U = ~ Rn = R ：“ 十尺垃yjR C =-H B »Rp = R J 4 二于是得 第用23 - 订尺如"〉一 Mr=—』送餡上皿3 + I a Ji2j y 005^3 ~ M r -0同塑取构件2为分离体，并取诸力对B 点取矩，则如厂0 ?1^H + （a f + ^）*P« ・心；卜（尺址;+ «23y；）+心:+ P =耳斤也鈕％ - ZjPjjyCT^ - 4iPain （tfi-如、（血-Op ）~Q⑶求吗根搦构件3上的诸力平衡条件5F-0 ■= - R 23（①求心根据构件2上的诸力平衡条件^F=0■ K 12tR« + P^0 分别用i 及；点积上式,可求得/?% = R 込■ Pens 外.局分=/?场-升R 堆土 Rut* +^uj/⑸求心同理，根抵构件1的平At 条件SF=C S&"12£|X-Rn = h 書r YR*/ + Riiij ） =亠2曲皿血也+ IjP^lyCOsfij至此，机构的受力分析班行完毕.因jtt 可得&»=血（＜rj：四譽*辔［心附…小沁他5）】 Psind 3—J 十―[asin （血-如 +■ bcos （% —外）]2矩阵法如图为■四杆机构，图中1、2> 3 分别为作用于质心@八丫严凡处的已知外力｛含惯性力）” M广V,.力寸为作用丁各构件上的已知外力偶楚（含惯性力偶矩），另外，在从动件上还受看一介已知的生产阻力矩叭.现霜确定各运动副中的反力及需加于原动件1丄的平耨力偶矩必屮如图所示先建立一直角坐标糸，以便将各力都分解为沿两坐标轴的两个分力，然后再分别就构件L ® 巩山它们的力的平術方程式•又为便于列矩阵方程，1）可解性分析：在四杆机构中，共有四个低副，每个低副中的反力都有两个却要秦（即反力的大小及方向），此外.葩力尚有一个力的未知聲秦, 所以在此机构中共有九个耒知要素待定；而另一方面*在此机构中，对三个活动梅件共可列出九个平衡方程*故此机构中所有苗力的耒知要素都是可解的<■2）屁力的统一表示：用运动副中反力叫』表示构件i作压于构用上的反力，而R『叫所以各运动副中的反力统一写咸陽的形式｛即反力心用■心表示之h 3）力矩的统一表达式：作用于构杵上任一点丿' 上的力件对该构件上另一点K之矩（规定逆时针方向时为正，顺时针方向时为负），可表示为下列统一的形式M K=（加- y『）Pj> + ｛欧-％）Pj 式中® j-—力作用点啲坐标, 誥皆J*K——（A取矩点直的坐标。

4）各构件的力平衡方程式•对于构件I分别根据池"瓯“ 可得-（*"曲尺滋-（帀-“用血+矶=- （% -畑）鬥厂（畑一斗疔1厂⑷-级一=一F"—R'灯—^I2r=一P^F•对于构件2有（刈-刘）血轴一（工匸-龙JR眄--（圳-班）已工-（山-堆〉已厂M2尺皿~ - F鹉^Uy_^2Jr=-嘉•对于构件3有Tw m）斤琼-（6一丁』金旳=一（牝-旳,）马工~（工网一牝）戸刘一M, 4坯J?茁工-辰詔区二■ Fas尺洛》■ P为以上共列出九个方程式，故可解岀上述各运功副反力和平衡力的九个力的未知要素’又因为以上九式为一域性方程俎，因此可按构件X人3上持定的未知力M沪召p吃w k|2V叫冷k23e R* R MV R坤的次序整理成以下的矩阵形武：100 寸*些-工・-构洋0T Q-1 0000—1 D -1局打6 。

片-刃ra-f L 0 -10ff 1 0'・・-1 £0°yu~ Mr % - r呜0 f 10 - U I]iR-uv0 1 0 1 -■R H”y«i =珈m ■ g!M 1-i o0Px« (1)" - —■ lies .”." —r>SJ -yu 工，亠上班］0-1 0 I.0(1 — 1■1ZM =丸■ I mu aiiiBMiJEl 列辆Mj- W,01ft-1u他00-1 a%上式可以简化为[C]{ R}=ID]{ P}式中{P}—□知力的列阵；{片}——未知力的列阵；\D\——已扣力的系数矩阵:[C]——末知力的系Jfc矩列臥对于各种具体机构，都不难按上述的步骤进行分析，即按顺序对机构的每一活动构件写出其力平衡方程式，然后整理成为一个线性方程，并写成矩阵方程式耳利用上述形式的矩阵方程式，可以同时求出各运动副中的反力和所需的平衡力*而不必按静定杆组逐一进行推算, 而且根据这种矩阵方程式便于利用标准程序且计算机解算.§ 3-5考虑摩擦时机构的力分析耆氏摩住耐，机构旻力分析尙多星务上1) 廿算出摩擀角和半径，并2) M二力杆着手分#L根据杆件受竝或受压风该杆和对于弭一秆件的转动方骨，玄得作用在该构件上的二力方向；3) 3HWEJED力作用作力分折匚4) 对雲求的力所在构件作力分斯。

掌握了对运动副中的摩擦分析的方袪后，就不难在考虑有摩擦的条件卜，对机构进行力的分析了「卜面我们举两个例子加以说明芬例：图示为一四杆机构* 构件1为主动件，己知驱动力矩不计构件的賂重量和惯性力。

求各运动副中的反力及作用在构件3上的平衡力矩协护if：V成椅伴2斯曼输两力5加甩2的才位*2) JK•海1秀》之体——具上柞用有：甩 1 * nw-i' M 由为平術条件得土F R4]=-F R21 且有：M^F^L^F^M./L例如图所示为一曲柄滑块机构，设各构件的尺寸（包括转动副的半径）已知』各运动副中的摩擦系数均为刀作用在滑块上的水平阻力为0试对该机构在图示位置时进行力分析（设各构件的重力及惯性力均略而不计并确定加于点〃与曲柄甘ZJ垂直的平衡力的大小。