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机械动力学 Copyright @ 2009 HRBEU 702 Copyright @ 2009 HRBEU 702 All Rights Reserved All 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）。 F ma 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。 例： ω M v F 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。 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： f (F ,M ) g (l ,m ,J ,v ,a ,ω,α) 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：求支点最佳位置。 q 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。 第一章 单自由度的机械系统动力学分析 §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）。平衡方程包括：惯性力、载荷、 约束反力和驱动力（力矩）。 ※用静力平衡方程解决动力学问题 基本方程为：F ma M