機械系統的動力分析和設計第11章機械系統的動力分析和設計

11.1平面連桿機構動態靜力分析方法2平面機構力分析主要內容是確定實現設定的機構運動所應施加于機構上的平衡力或平衡力矩、各個運動副的反力。設想慣性力也是作用于構件上外力、用靜力學平衡方程、求出機構各運動副反力和平衡力（平衡力矩）的方法稱為機構的動態靜力分析方法。不含有平衡力（平衡力矩）基本桿組是靜定的。因此，平面機構的受力分析可以從不含有平衡力（平衡力矩）基本桿組開始求解，并且基本桿組是進行機構力分析最小桿組。在編制計算機程序時，一般是建立各種基本桿組及單桿動力分析數學模型，編制出相應的動態靜力分析子程序，解題時根據具體的機構結構組成調用需要的子程序。

311.2機械的平衡

機械平衡的目的之一是消除機械慣性力在機架運動副反力中的影響。

11.2.1剛性轉子的平衡1.剛性轉子的靜平衡及其設計計算

在機械工程中，有一類軸向尺寸比較小、徑向尺寸比較大的盤狀轉子(轉子直徑D與其寬度b之比D/b>5)，轉子轉動時的慣性力是一個平面匯交力系。

4轉子靜平衡條件的三種表示方法：（1）轉子上各個零件或部件產生的慣性力的合力為零；（2）轉子的質心在其回轉軸線上；（3）轉子上各個零件或部件質徑積的矢量和為零。設計計算的方法52.剛性轉子的動平衡及其設計計算機械中軸向尺寸比較大、而徑向尺寸比較小的轉子(徑寬比D／b5)，慣性力形成一個空間力系，這樣的轉子應當滿足動平衡條件，才能在機架的反力中消除慣性力的影響。6剛性轉子動平衡的條件是：在運轉時各偏心質量所產生的慣性力和慣性力矩的矢量和同時為零。剛性轉子動平衡設計計算的方法是：

在轉子上選擇兩個平衡平面Ⅰ--Ⅰ、Ⅱ--Ⅱ;將各個離心慣性力（質徑積）分解到平衡平面Ⅰ--Ⅰ、Ⅱ--Ⅱ內；在平衡平面Ⅰ--Ⅰ、Ⅱ--Ⅱ內用靜平衡的方法，確定出平衡質量的質徑積。711.2.2撓性轉子的平衡簡介

撓性轉子平衡有別于剛性轉子平衡的特點是：平衡設計計算與轉子的轉速有關，同時，平衡的目的不僅要消除慣性力在機架反力中的影響，而且還要盡可能地消除轉子的動撓度。

8機構的平衡簡介

利用對稱機構進行平衡9通過增加平衡質量進行平衡10利用非對稱機構部分平衡慣性力1111.3剛性構件組成的單自由度機械系統的真實運動

11.3.1剛性構件組成的單自由度機械系統的等效動力學模型單自由度機械系統可以等效轉化為一個等效構件，等效構件相對機架作定軸轉動或移動。12等效轉動慣量和等效質量的確定確定依據：等效構件所具有的動能等于原機械系統中所有構件動能之和。計算公式等效轉動慣量或等效質量可能為常數或機構位置的函數。13等效力矩和等效力的確定確定依據：等效力矩或等效力所作功的功率與原系統中所有外力所作功的功率相加之和相等。計算公式等效力矩和等效力可能為常數或機構位置、速度和時間的函數。14機械運動方程式的建立和求解

積分形式微分形式15例：一個簡易起重設備。已知重物的重量G、卷筒直徑D、齒輪1的齒數Z1、齒輪2的齒數Z2、軸Ⅰ的轉動慣量J1、軸Ⅱ的轉動慣量J2。重物上升和下降的速度均為V，要求在3秒內制動。求制動器應提供的最大的制動力矩。161711.3.2機械系統各種穩定運動的條件

1.勻速穩定運轉及其條件

2.周期變速穩定運轉及其條件中至少有一個為周期性變化，并且18周期變速穩定運轉條件又可以表述為：在角速度變化的一個周期內盈功和虧功相等。

1911.4考慮構件彈性時的機械動力學簡介

在工程實際中，有不少機械中裝有彈簧等彈性元件，或構件的剛性比較低、在運動中將產生較大的變形、或在高速下，構件受到很大的動載荷，導致變形增加，并在周期性干擾力作用下，構件產生了較大的振動。所有這些情況都