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1、机械动力学机械动力学 沈阳理工大学金成哲 机械动力学是研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生 的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械的设计和改进 的科学。分为分析和综合两个方面： 1、动力学分析：研究现有机械；2、动力学综合（动力学设计）：设计新机械或对现有机械进 行改进使之达到给定的运动学、动力学要求。绪绪 论论机械动力学（Machinery Dynamics） :0.1 机械动力学的研究内容 1、动力学反问题（已知运动求力）：已知机构的运 动状态和工作阻力（力矩），求解应施加于原动构件 上的平衡力（力矩），以及各运动副中的反力（即已 知运动求力）。2、动力学正问题（已知力求运动）：
2、给定机器的输 入力（力矩）和阻力（力矩）的变化规律，求解机器 的实际运动规律。一、按功能分： 例：牛头刨床 1、动力学反问题（已知运动求力）：已知机构型式、生产阻力、 电机转速、传动比及各构件基本尺寸，求平衡力矩和各运动副中反 力选材、寿命计算、强度计算、确定电机功率。 2、动力学正问题（已知力求运动）：已知生产阻力，求原动件的 真实运动规律安装飞轮，减少速度波动。1、动力学反问题（已知运动求力）：首先对机器人手部进行轨迹规划 ，即给定手部的运动路径及轨迹上各点的速度及加速度，然后，求出 应施加于各关节处的广义驱动力的变化规律。 2、动力学正问题（已知力求运动）：已知各关节的驱动力矩，求解手
3、部的真实运动。例：焊接机器人 在机械动力学发展过程中先后产生了并存在着四种不 同水平的分析方法，即：1、静力分析；2、动态静力分析；3、动力分析；4、弹性动力分析方法。前三种分析方法中，构件均被假定为刚性，第四种分 析方法计入了构件的弹性，以提高设计分析的精度。二、按研究水平分： 0.2 机械动力学的发展简史 （一）、历史背景 1、生产力不断提高的要求推动着机械动力学的发展 1769年，瓦特改进了蒸汽机； 1797年，完全由金属制成的车床在英国问世； 1855年，贝赛麦发明了转炉炼钢方法。 2、力学理论为机械动力学的发展提供了坚实的理论基础（二）、振动理论的建立与发展（三）、动力学要求推动着各
4、种机构的演进、创新和完善（四）、机械动力学分析方法的形成一、机械动力学的早期发展： （一）、历史背景1、对机械设计的要求全面提升2、相关科学与技术的全面进步 （1）计算机的发明和普遍应用；（2）现代数值计算方法的进展；（3）信号分析方法的形成以与发展；（4）现代控制理论的形成与发展；（5）多体动力学的诞生；（6）振动理论的进展；二、机械动力学的近期发展： （二）、学科的交融使机械动力学发展为一个内容丰富 的综合学科（1）学科的交融极大地提高了机械动力学的分析能力； （2）学科的交融推动了动力学设计与动力学控制的发展 ；（三）、机械动力学依研究内容和研究对象的不同形成 多个分之领域（1）机床动力学； （2）车辆动力学； （3）转子动力学； （4）机器人动力学； （5）机构动力学（四）、机械弹性力学分析与综合方法的发展二、机械动力学的近期发展： 0.3 研究机械动力学的重要意义
