机构静力分析基础

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1、第一章机构静力分析基础1．力的基本概念及其性质（1）力的定义物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态(力的外效应)、形状或尺寸发生改变(力的内效应)。（2）力的三要素力的大小、方向和作用点。2．静力学定理（1）二力平衡定理作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反，作用在一条直线上。（2）三力平衡汇交定理构件在三个互不平行的力作用下处于平衡，这三个力的作用线必共面且汇交于一点。3．约束和约束力应掌握四类常用的约束模型：柔性体约束、光滑面约束、铰链约束、固定端约束。了解约束性质，掌握约

2、束力的画法。4．物体的受力分析及受力图（1）根据要分析的问题，确定研究对象；（2）解除研究对象的约束画出研究对象的分离体；（3）在分离体上画出全部主动力；（4）在分离体解除约束的地方按约束的类型或性质画出约束力。5．力的投影和分解（1）力的投影和正交分解（2）合力投影定理合力在某一轴上的投影等于各分力在同轴上投影的代数和。6．力矩与力偶（1）力矩力使物体产生转动效应的量度称为力矩。（2）合力矩定理力系合力对某点的力矩等于力系各分力对同点力矩的代数和。（3）力偶及其性质使物体产生转动效应的一对大小相等、方向相反、作用线平行的两个力称

3、为力偶。力偶矩的大小、转向和作用平面称为力偶的三要素。力偶的基本性质：a．力偶无合力，在坐标轴上的投影之和为零。b．力偶对其作用平面内任一点的力矩，恒等于其力偶矩，而与矩心的位置无关。7．力的平移定理作用于刚体上的力F，可平移到刚体上的任一点O，但必须附加一力偶，其附加力偶矩的大小等于原力F对O点的力矩。8．平面力系的平衡方程若力系是平衡力系，则该力系向平面任一点简化的主矢和主矩为零。即：平面平衡力系在两坐标轴投影的代数和等于0，对平面上任意点力矩代数和等于0。SFx＝0SFy＝0SMO（F）＝09．求解平面一般力系平衡问题的步骤

4、（1）选择研究对象；（2）受力分析；（3）列平衡方程，求解未知力。第二章常用机构概述1．机构的组成和运动副机构由若干构件联接组合而成，根据运动传递路线和构件的运动状况，构件可分为三类：机架、原动件、从动件。两个构件直接接触而形成的可动联接称为运动副。在平面机构中，按构件的接触性质运动副可分为高副和低副两类，它们所约束的自由度数目和内容是不同的。2．平面机构的运动简图机构运动简图是表示机构组成和各构件相对运动关系的简明图形。为掌握机构运动简图，应熟记各类常用平面机构与运动副的符号表示法。3．平面机构的自由度机构具有确定运动的条件是：

5、原动件的数目＝机构的自由度数F（F＞0）。机构的自由度数F则按下列公式计算：F＝3n-2PL-PH运用平面机构自由度公式计算一个机构的自由度数F，是学习的重点内容之一，必须熟练掌握。当机构中含有复合铰链、局部自由度和虚约束时，应能准确地识别和处理，这是正确计算机构自由度数的关键。第三章平面连杆机构1．平面四杆机构的类型铰链四杆机构根据两连架杆的运动形式不同，可分为三种形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。判别铰链四杆机构的型式首先要根据机构中各构件的相对杆长条件，确定机构中是否存在具有整转副的构件。机构中不存在整转副时，无论

6、取哪个构件为机架，都只能得到双摇杆机构；当机构满足整转副条件时，则要根据选取哪个构件为固定机架来确定该机构的型式。铰链四杆机构的演化型式，主要掌握曲柄滑块机构。2．平面四杆机构的工作特性学习重点是曲柄摇杆机构的工作特性和应用（1）急回特性曲柄摇杆机构的急回特性是指当曲柄连续匀速回转时，摇杆往复摆动的速度不同。摇杆空回行程与工作行程的平均角速度之比定义为机构的行程速比系数K，以表示急回的程度。曲柄摇杆机构具有急回特性，是由于机构存在有极位夹角θ。一般情况下有K＞1，且极位夹角θ越大，K值也越大，机构的急回性质就越显著。（2）压力角α

7、和传动角γ在不计摩擦的条件下，作用于机构从动件上驱动力的方向线与该力作用点的绝对速度方向线之间所夹的锐角称为压力角α。压力角与机构的效率关系密切，是衡量机构传力性能的重要指标。在连杆机构中，为了度量方便常用压力角的余角来衡量传力性能，它是连杆与从动件之间所夹锐角γ，称为传动角。传动角越大，机构传力性能越好。连杆机构运转时，传动角（压力角）是不断变化的。（3）死点位置当机构从动件的传动角γ=0时，驱动力与从动件上力的作用点的运动方向垂直，有效驱动力矩为零，这时的机构位置称为死点位置。对于曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，连杆与从动摇杆

8、不可能共线，故不存在死点位置；而摇杆为原动件时，连杆和从动曲柄将两次共线，这时连杆对曲柄的驱动力将通过曲柄的转动中心，驱动力矩为零，这两个位置即机构的两个死点位置。第四章凸轮机构1．从动件的运动规律（1）从动件位移线图从动件位移线图是从动件的位移S