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
机械动力学Copyright @ 2009 HRBEU 702All Rights Reserved绪论一、机械动力学性质1.机械：机构、机器的总称。
（机械原理）2.动力学：研究刚体运动及受力关系的学科。
动力学正问题—已知力（力矩）求运动；动力学反（逆）问题—已知运动求力（力矩）。
机械动力学：是研究机械在力作用下的运动、机械在运动中产生的力（力矩）的科学。
F ma=例：机构组成性质：曲柄、急回。
若已知力（力矩），当机构处于平衡状态时，求力矩（力）--机械静力学问题。
若已知M、F，求ω、v 时—机械动力学。
ωM Fv二、机械动力学研究内容1. 描述机械有那些基本参数1）机构参数：几何参数（杆长）；物理参数（质量m，转动惯量J）。
2）运动参数：转角θ、ω、α、s、v、a。
3）力矩M、力F。
2. 内容1）已知机械的物理、几何参数进行动力学分析。
a、已知力求运动；b、已知力求运动。
可表示为：2）已知运动、受力求结构这是机械设计研究问题，一般实际做法是先设计后校核，少数情况是直接求设计参数。
例：(,)(,,,,,,)f F Mg l m J v a ωαZZ X YZ Z q求支点最佳位置。
如果梁静止为静力学问题；如果梁有惯性运动为动力学问题。
3）具体章节内容单自由度运动学方程的建立二自由度运动学方程的建立，如差动轮系、五杆机构多自由度运动学方程的建立，如机械手臂、机器人等理想情况下（无摩擦变形等）考虑摩擦，如铰链、关节处摩擦考虑弹性变形，如杆变形、并联柔性机器人变质量问题，如推土机工作过程、火箭发射过程有间隙情况下动力学研究，不详讲述三、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。
§1-1 利用动态静力法进行动力学分析一、思路动静法：根据达朗贝尔原理将惯性力计入静力平衡方程，求出为平衡静载荷和动载荷而需在原动件上施加的力（力矩）。
机械动力学
6.机构分析和机构综合。此项内容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。
理论及应用
理论及应用
1.分子机械动力学的研究：作为纳米科技的一个分支，分子机械和分子器件的研究工作受到普遍。 如何针对纳机电系统(NEMS)器件建立科学适用的力学模型，成为解决纳米尺度动力学问题的瓶颈。 分子机械是极其重要的一类NEMS器件．分为天然的与人工的两类。人工分子机械是通过对原子的 人为操纵，合成、制造出具有能量转化机制或运动传递机制的纳米级的生物机械装置。由于分子 机械具有高效节能、环保无噪、原料易得、承载能力大、速度高等特点，加之具有纳米尺度，故 在国防、航天、航空、医学、电子等领域具有十分重要的应用前景，因而受到各发达国家的高度 重视。已经成功研制出多种分子机械，如分子马达、分子齿轮、分子轴承等。但在分子机械实现 其工程化与规模化的过程中，由于理论研究水平的制约，使分子机械的研究工作受到了进一步得 制约。分子机械动力学研究的关键是建立科学合理的力学模型。分子机械动力学采用的力学模型 有两类，第一类是建立在量子力学、分子力学以及波函数理论基础上的离散原子作用模型。
阐述
对刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对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，不论是理论与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。 机构分析与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提高，机械动力学已 成为分析与综合高速机构时不可缺少的内容。
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。