西安石油大學第一章

返回第三章平面機構的運動分析§3-1機構運動分析的任務、目的和方法§3-2用速度瞬心法作機構的速度分析§3-3用矢量方程圖解法作機構的速度及加速度分析§3-5用解析法作機構的運動分析1．任務根據(jù)機構的尺寸及原動件已知運動規(guī)律，求構件中從動件上某點的軌跡、位移、速度及加速度和構件的角位移、角速度及角加速度。§3-1機構運動分析的任務、目的和方法2．目的了解已有機構的運動性能，設計新的機械和研究機械動力性能的必要前提。3．方法主要有圖解法和解析法。§3-2用速度瞬心法作機構的速度分析兩構件上的瞬時等速重合點（即同速點），1.速度瞬心及其位置確定（1）速度瞬心概念用Pij表示。絕對瞬心：運動構件與機架組成vP＝0相對瞬心：兩運動構件組成vP≠0P1212VB1B2P12VA1A212A1(A2)B1(B2)K－瞬心數(shù)N－構件數(shù)(含機架)如鉸鏈四桿機構有六個速度瞬心，P12、P23、P34、P14、P13、P242341ABCD（2）速度瞬心數(shù)目絕對瞬心:P12、P14、P13相對瞬心:P23、P34、P24（3）瞬心位置的確定1）由瞬心定義確定（通過運動副直接聯(lián)接的構件）a）轉動副：轉動副中心b）移動副：垂直于導路的無窮遠處c）高副（純滾動）：高副接觸點處d）高副（既滾又滑）：過高副接觸點的公法線上KVk1Vk2123P13P232）借助三心定理確定

：彼此作平面運動的三個構件的三個瞬心必位于同一直線上。三心定理說明瞬心確定的一種簡捷方法為瞬心代號下腳標同號消去法。2.

用瞬心法作機構的速度分析P34P23P24P12P13P14例:平面鉸鏈四桿機構解K＝6P34P23P24P12P13P14P34P23P24P12P13P14P34P23P24P12P13P14用速度瞬心法作機構的速度分析(3/3)例:平面鉸鏈四桿機構例:平面凸輪機構2341P24P13P12P34P23P14E求出構件3的角速度和E點的速度123MN例:求出所有瞬心，構件2的角速度和M、N點的速度P13P23P121234ABCP12P23P34P14∞P13∞(P24)1234ABCP12P23∞P34P14∞P13P24題3-3:求出所有瞬心1234ABP12∞P14∞P23P34P13P24∞1234ABCMP12P23P14P34∞P13P24123456P16P36P12P23P13題3-4:求作業(yè)：

3-33-43-6

1.已知圖示機構的尺寸及構件1的角速度ω1。要求：（1）標出所有瞬心位置；（2）用瞬心法確定構件2的角速度ω2；（3）確定構件2上C點的速度vC。

2.已知圖示機構的尺寸及構件1的角速度ω1。要求：（1）標出所有瞬心位置；（2）用瞬心法確定構件3的角速度ω3。

3.已知圖示機構的尺寸及構件1的角速度ω1。要求：（1）標出所有瞬心位置（2）用瞬心法確定構件3的角速度ω3。

1.同一構件上兩點間的速度和加速度分析2.兩構件上重合點間的速度和加速度分析§3-3用矢量方程圖解法作機構的速度及加速度分析1.同一構件上兩點間的速度和加速度分析（1）速度分析.A.B1VA、VB為B點和A點的絕對速度，VBA為相對速度方向⊥AB（2）加速度分析（1）速度分析例:求構件2和3的角速度和角加速度1234ABCD大?。?？方向：⊥CD

⊥AB⊥BC

.pbc速度多邊形比例尺μv=（m/s）/mmp:速度多邊形極點順時針順時針？.pbc1234ABCDEe大?。?？方向：？⊥AB⊥BC⊥CD

⊥CE

？√？速度影像：△bce∽△BCE，且角標順序方向一致例:求構件2上E點的速度和加速度（1）加速度分析1234ABCDE加速度多邊形比例尺μa=（m/s2）/mmp’:加速度多邊形極點.p’大?。悍较颍??CD⊥CDBACB⊥BCb’n’c’n’’e’逆時針逆時針加速度影像：

△b’c’e

’∽△BCE，且角標順序方向一致2.兩構件上重合點間的速度和加速度分析12A(A1A2)VA2、VA1為兩構件上A點的絕對速度，VA2A1為相對速度，VA2A1方向為平行于導路方向。aA2、aA1為兩構件上A點的絕對加速度（1）速度分析（2）加速度分析例:求構件3的角速度和角加速度C123AB(B1B2B3).pb1(b2)b3.p’（1）速度分析大?。悍较颍??⊥BC⊥AB∥BC（2）加速度分析順時針大?。悍较颍??BC⊥BCBA∥BC順時針例:求構件2和3的角速度和角加速度1234AB(B1B2B3)DC（1）速度分析重合點擴大化大小：方向：??⊥BD⊥AB∥BC逆時針.pb1(b2)b3（2）加速度分析大?。悍较颍??BD⊥BDBA∥BC.p’逆時針P45題3-13（a）C123AB(B1B2B3)C123AB(B1B2B3).pb1(b2)b3.pb1(b2)b3123AB(B1B2B3)C（b）P45題3-14:求構件2的角速度和角加速度，D和E點的速度和加速度ABCDE1234（1）速度分析大?。悍较颍??∥BC0?⊥AB?⊥BC.p順時針（2）加速度分析大小：??0?∥BCBA

CB

?⊥BC.p’逆時針方向：§3-3用矢量方程圖解法作機構的速度及加速度分析1.基本原理和作法vC＝vB＋vCBaC＝aB+aCB＝aB＋aCB＋aCBnt1）速度多邊形及加速度多邊形；2）速度影像及加速度影像。vD5＝vD4＋vD5D4aD5＝aD4＋aD5D4＋aD5D4kr哥氏加速度的大?。篴D5D4＝2ω4vD5D4；k方向：將vD5D4沿ω4轉過90°的方向。（1）同一構件上兩點間的運動矢量關系（2）兩構件上重合點間的運動矢量關系2.作機構的速度及加速度分析用矢量方程圖解法作機構的速度及加速度分析(2/2)例3-4柱塞唧筒六桿機構作業(yè)：

3-133-14其單位矢、切向單位矢及法向單位矢分別用e、et、en表示?！?-5用解析法作機構的運動分析1.矢量方程解析法構件用桿矢量

l＝le表示，2.復數(shù)法以平面鉸鏈四桿機構為例介紹矩陣法作機構運動分析的方法。（1）矢量分析的有關知識（2）矢量方程解析法3.矩陣法例3-9牛頭刨床六桿機構第三章重點內(nèi)容速度瞬心及其在速度分析中的應用第三章難點內(nèi)容兩構件上的重合點間的速度和加速度關系，特別是哥氏加速度的確定哥氏加速度出現(xiàn)的條件：當機構中有兩個構件具有共同轉動且組成移動副時。哥氏加速度的大小：

哥氏加速度的方向：將沿轉過90o的方向。機構處在不同位置時，哥氏加速度不同，在某些特殊位置哥氏加速度可能為零。思考題當兩構件組成轉動副時，其速度瞬心在

處；組成移動副時，其瞬心在

處；組成兼有滾動和滑動的高副時，其瞬心在

處。相對瞬心與絕對瞬心相同點是

；而不同點是

。速度影像和加速度影像的相似原理只能應用于

的各點，而不能應用于機構

的各點。何謂三心定理？速度多邊形和加速度多邊形的特征是什么？下面機構是否能動？如果能動，要滿足什么條件才能有確定的運動？如果有復合鉸鏈、局部自由度及虛約束，應指出。F=3*7-(2*10+0)=1n=7pl=10ph=0復合鉸鏈：C(3)、A(2)此機構能動，須給定一個原動件n=5pl=7ph=0F=3*5-(2*7+0)=1此機構能動，須給定一個原動件本章重點內(nèi)容基本概念：零件、構件、運動副、運動副分類及引入約束數(shù)目；機構具有確定運動條件、機構自由度計算及注意事項；圖示為齒輪連桿組合機構，計算圖示機構的自由度。（如有復合鉸鏈、虛約束、局部自由度，應指出。）n=6；Pl=7Ph=3F=3n-2Pl-Ph=1n=4pl=6ph=0F=3*4-(2*6+0)=0此機構不能動n=7pl=10ph=0復合鉸鏈：C(2)F=3*7-(2*10+0)=1此機構能動，須給定一個原動件第二章習題解答2-11如圖為一簡易沖床的初擬設計方案。繪制機構運動簡圖，分析是否能實現(xiàn)設計意圖？并提出修改方案。解：n=3pl=4ph=1p’=0F’=0F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*3-(2*4+1)=0此機構不能實現(xiàn)設計意圖。修改：n=4pl=5ph=1p’=0F’=0F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*4-(2*5+1)=12-16計算機構自由度a)n=4pl=5ph=1p’=0F’=0F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*4-(2*5+1-0)-0=1b)n=7pl=8ph=2p’=0F’=2F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*7-(2*8+2-0)-2=1C)n=11pl=17ph=0F’=0F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*11-(2*17+0-2)-0=1P’=2pl’+ph’-3n’

=2*10+0-3*6=22-23計算機構自由度,分析組成此機構的基本桿組。又選為原動件，試問組成此機構的基本桿組是否與前者有所不同。n=7pl=10ph=0p’=0F’=0F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3*7-(2*10+0-0)-0=1拆成三個II級組拆成一個III級組和一個II級組第三章習題解答3-3求全部瞬心a)b)c)d)3-43-6已知LAB=60mm，LCD=90mm，LAD=LBC=120mm，w2=10rad/s