第2章 刚性机械系统动力学
2.1 概述
机械系统动力学分析的任务是建立系统的参数与作用于系统中的外力和系统运动状态之间的关系。这种关系可用来解决在已知外力作用下,系统中各构件的运动、各构件的受力等正向动力学问题,也可用于求出为得到某种规律的运动,应向系统施加的外力等逆向动力学问题。在本章的分析中,对系统���行了如下简化:
(1)不考虑构件的弹性变形,认为构件是**刚体;
(2)不考虑运动副中的间隙,认为运动副中密切接触;
(3)不计构件尺寸的加工误差,认为构件尺寸完全准确;
(4)不考虑运动副中摩擦力的影响。
在进行机构运动学分析时,首先假定主动件的运动规律,然后根据已知的主动件运动规律,分析其他构件的运动。但是,如何确定主动件的运动呢?主动件是由某种原动机如电动机、内燃机或水力机械等驱动的。这些驱动力本身有其特性,它们可能是常数,或者是某种变量的函数。此外,在机械系统中还存在工作阻力、重力等外力。从机械系统本身来说,每个构件都具有一定的质量、转动惯量,这些因素综合起来决定了机械系统的主动件及所有构件的运动规律。因此只有对系统进行动力学分析才能确定机械真实的运动和各构件受力状态。从另一方面来说,动力学分析是解决系统惯性参数设计及确定控制力矩的基础。例如,为了满足不均匀系数的要求,确定应加的飞轮的惯量或实现某种运动规律的外加力矩等。
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