機械工作過程中所受的力

平面機構的動態靜力分析
    機械在工作過程中除受各種外力作用外，各構件相
連接的運動副處產生構件之間相互作用的約束反力，即
所謂“運動副反力”。計算運動副反力，可應用動態靜
力學方法，即在機械中非勻速運動的構件上，加慣性力
和慣性力偶，再用靜力學平衡方程式求解。
    一般情況下，可根據機械主動件按名義轉速勻速
轉動時，求得的各構件的加速度值，計算相應的慣性力
和慣性力偶，用以代替機械運動過程中各構件真實的
機械工作過程中所受的力
    1)工藝阻力機械的工藝對象施加于機械工作
部分、阻礙機械運動而做負功的力，例如往復式壓氣機
氣缸活塞上所受的氣體壓力，金屬切削機床中作用于
刀具上的切削力等。工藝阻力可由理論計算或實驗方
法得出，可用機械工作特性曲線或一組離散數據來表
示，在動態靜力分析中認為是已知外力。
    2)原動力由動力機輸出部分施加于機械主動
件上驅使機械完成工藝運動而作正功的力或力偶。如
電動機之輸出力矩，液壓缸的推力等。它在機械工作
過程中與機械所受的工藝阻力、構件自重和慣性力等
外力相平衡。機械受力分析的任務之一，就是要求出
機械工作過程中，每一瞬時(或每一位置)所需原動力
的大小，進而確定所需動力機的功率。但是，在動力機
尚未選定的情況下，機械的真實運動規律無從確定，真
實的慣性力大小也難以求得。因此，在計算原動力時，
也常常用按機械的主動件以名義轉速勻速轉動時算得
的各構件慣性力，替代真實的慣性力。這樣求得的
“理想的”原動力稱作乎衡力。’因為慣性力在機械工
作的一個周期之內作功為零，故平衡力與原動力在機
械的一個工作周期之內作功相等，從而可以按平衡力
的大小和變化規律，選擇動力機的容量。
    3)構件自重其值與工藝阻力相比不容忽略時
應考慮。在設計的初始階段，只能按初步結構設計所
概略確定的構件形狀、尺寸和材質估算。在動態靜力
分析時認為是已知的外力。
    4)介質阻力機械工作時，周圍介質施加于機械
運動構件上的阻力。一般情況下可忽略。
    5)慣性力動態靜力學方法中的虛擬外力。設
構件i的質心為si,質量為mi，繞質心軸的轉動慣量為
Jli，則其慣性力fli與慣性力偶矩Mli的計算公式為

    6)運動副反力機械中構件間的相互作用力。連
接iJ兩構件的運動副反力有i對J的作用力和J對i的
作用力，二者大小相等、方向相反作用于同一直線上。
如果不計康擦，轉動副中反力作用線通過轉動副的幾何
軸心，方向、大小待定;移動副中反力方向垂直于移動副
導路，大小及作用點位置待定，確定運動副反力的大小、
方向和作用點是機械動態靜力分析的任務之一。 (責任編輯：laugh521521)

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